Важным преимуществом магнезиальных вяжущих является высокая активизирующая способность по отношению к многочисленному ряду материалов. Это послужило основой для разработки смешанных вяжущих из каустического магнезита и минерального компонента. В качестве минерального компонента магнезиальных композиций используют природные и техногенные кремнеземсодержащие материалы. Магнезиальные вяжущие затворяют растворами солей.

Предварительные исследования подтвердили эффективность использования отходов обогащения скарново-магнетитовых руд в составе магнезиальных композиций. Минеральную основу отходов образуют силикаты, отличающиеся генезисом, структурой, химической активностью и термической устойчивостью (пироксены, амфиболы, полевые шпаты, хлориты, гранаты, эпидот, скаполит). В отходах присутствуют также кальцит, пирит, магнетит и небольшое количество кварца. Полиминеральный состав техногенного материала обусловливает ступенчатый характер термических преобразований. При температуре 500 – 600⁰С происходит окисление пирита и магнетита; при 600 – 800 ⁰С – декарбонизация кальцита, интенсифицируемая продуктами разложения пирита; образование ангидрита; дегидратация амфиболов, хлоритов, эпидота; увеличение доли пироксенов, гранатов, полевых шпатов. Термическая обработка сопровождается изменением внешнего вида отходов обогащения руд: за счет окисления железистых минералов материал приобретает красный цвет.

Цель работы – исследование влияния термической обработки отходов обогащения руд на свойства магнезиальных композиций. Это позволяет оценить роль изменений состава техногенного компонента в процессах твердения материала.

Смешанные вяжущие готовили путем тщательной гомогенизации каустического магнезита и предварительно измельченных отходов обогащения руд, обработанных при температурах 500, 600, 700 и 800⁰С. Содержание техногенного компонента в вяжущих составило 70%. Для затворения использовали раствор хлорида магния плотностью 1,24 г/см³.

Смешанные вяжущие отличаются от каустического магнезита пониженным расходом затворителя. Образцы размером 2х2х2 см, изготовленные из пластичного теста, твердели на воздухе. Часть образцов в возрасте 7 сут помещали в воду на неделю. Образцы каустического магнезита раскололись на части уже в первые сутки пребывания в воде. Результаты испытаний вяжущих представлены на рис. 1.

Рис. 1. Влияние температуры обработки техногенного компонента

на твердение смешанных магнезиальных вяжущих

Повышенная водостойкость и декоративные свойства свидетельствуют о предпочтительности магнезиальной композиции на основе техногенного компонента, обожженного при 600⁰С. Методом рентгенофазового анализа исследованы продукты гидратации вяжущих, содержащих исходные и обработанные при 600⁰С отходы обогащения руд.

Композиция на основе термообработанного техногенного компонента отличается присутствием ангидрита СаSO₄, повышенным содержанием минералов – силикатов (пироксены). Использование обожженных отходов в составе вяжущего способствует повышению гидратационной активности магнезиального компонента. Это проявляется в снижении содержания исходного MgO, увеличении количества Mg(OH)₂, 5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O и Mg(OH)₂·MgCl₂·2MgCO₃·6H₂O и повышении прочностных показателей материала. Указанный характер изменений подтверждает рост гидратационной активности MgO в присутствии гипсового компонента.