معرفی سیمان سورل یا منیزیم اکسی کلرید

سیمان سورل

در مقاله قبل به کاربردهای منیزیم کلرید پرداختیم. همانطور که قبلا اشاره شد منیزیم کلرید در صنعت سیمان کاربرد دارد در ادامه می خواهیم با ویژگی ها و ساختار سیمان منیزیم کلرید آشنا شویم.

سیمان سورل برای اولین بار توسط یک شیمیدان فرانسوی به اسم استانیسلاس سورل (StansislasSorel) تولید شد و به افتخار این دانشمند سیمان سورل نام گذاری شد اما با اسامی دیگری مثل سیمان مگنزیا یا منیزیم اکسی کلرید (MOC) نیز شناخته می­شود. در این مقاله در سایت شرکت شیمی گستر به توضیح درباره سیمان سورل، ویژگی ها، مزایا و معایب آن می پردازیم. با تا انتهای این مقاله همراه باشید.

ویژگی

از جمله خواصی که میتوان برای این نوع سیمان بیان کرد بازدارنده آتش٬ هدایت حرارتی کمتر و مقاومت بیشتر نسبت به سایش می­باشد. برخی از این ویژگی ها نسبت به سیمان پرتلند بیشتر است. این سیمان می­تواند پیوند های محکمی با مواد معدنی و مواد غیر معدنی مثل خاک و مواردی از این قبیل دارد.

فاز های اصلی پیوندهای یافت شده در خمیر سیمان

Mg(OH)₂, 5Mg(OH)₂.MgCl₂.8H₂O  (5 شکل)

3Mg(OH)₂.MgCl₂.8H₂O (3 شکل)

فرم فازی 5 حالته با خواص مکانیکی بهتر است. با استفاده از نسبت مولی MgO:MgCl2:H2O=5:1:13 و بعد از دو ساعت ترکیب شدن سیمان با آب کریستال های سوزنی مطابق شکل زیر حاصل می­ شود.

مکانیسم تشکیل کریستال

در سال 1991 دهوا و چوانمی (Dehua and Chuanmei) به مطالعه و بررسی نحوه تشکیل فازهای این سیمان پرداختند. ابتدا منیزیم اکسید در محلول منیزیم کلرید از طریق ایجاد یک کمپلکس چند هسته ای به فرمول

[Mgx(OH)y(H2O)z]2x2y

حل می­شود. این کمپلکس ها سریع تر با یون ­های کلرید واکنش میدهد و یک فاز پیوسته و یا هیدروژل تشکیل می­دهند که در نهایت باعث ایجاد فاز های کریستالی می­شود.

منیزیم اکسید که برای سیمان سورل استفاده می­شود باید دارای ویژگی های خاص باشد چرا که منیزیم اکسید تعیین کننده شرایط واکنش و سرعت واکنش است. این ویژگی ها عبارتند از شرایط کلسیناسیون٬ اندازه ذرات و مقدار آهک فعال موجود در آن. خروج هر یک از موارد فوق از مقدار بهینه شده باعث افزایش در زمان گیرش سیمان و کاهش خاصیت آب گریزی و مقاومت آن می شود.

برای حل شدن منیزیم اکسید در منیزیم کلرید سطح نیز مهم است. سطح در اینجا شامل اندازه کریستالیزاسیون٬ پراکندگی ذرات و حالت تجمع ذرات است.

خاصیت ضد آتش بودن

اکسید منیزیم با محلول های کلرید منیزیم و از طریق استکیومتری های متفاوتی انجام می­شود. اکسید منیزیم واکنش هایی که گزارش شده عبارتند از:

2MgO+MgCl₂+11H₂O → 2MgO.MgCl₂.11H₂O

3MgO+MgCl₂+11H₂O → 3Mgo.MgCl₂.11H₂O

5MgO+MgCl₂+13H₂O → 5MgO.MgCl₂+13H₂O

واکنش اول دارای نسبت وزنی اکسید منیزیم به منیزیم کلرید1/1.18 دومی دارای نسبت وزنی1/0.79  و سومی دارای نسبت وزنی 1/0.44  است.

در حالی که نسبت اکسید منیزیم و کلرید منیزیم بسته به کاربرد و خواص مورد نظر متفاوت است، مواد مقاوم در برابر آتش معمولی بین واکنش های 2 و 3 خواهند بود. آب هیدراته محتویات سیمان اکسی کلرید منیزیم برای هر یک از این سه واکنش به ترتیب 54 درصد، 49 درصد و 44 درصد است.

از آنجایی که سایر مواد در فرمولاسیون های مقاوم در برابر آتش برای تقویت ساختاری یا رنگ استفاده می شود، محتوای آب هیدراته فرمولاسیون های مقاوم در برابر آتش تقریباً 35 درصد از فیلم خشک شده است.

معایب

دلیل اصلی که سیمان سورل در صنعت ساختمان معروف نشده است این است که منیزیم اکسی کلرید در تماس طولانی مدت با آب پایدار نیست که همین دلیل منجر به حذف و شسته شدن منیزیم کلرید از فاز سیمان می­شود و هیدروکسید منیزیم به عنوان چسبنده باقی می­ماند و چون هیدروکسید منیزیم استحکام کافی ندارد پیوند سیمان در کل سیمان به شدت ضعیف می­شود. در راستای حذف این مشکل افزودنی های متعددی به آن اضافه شده است اما در طولانی مدت خواص ضد آب از خود نشان نداده اند.

دیگر عاملی که باعث عدم محبوبیت این سیمان شده است جذب کربن دی اکسید هوا است. کربن دی اکسید با منیزیم اکسی کلرید واکنش می دهد و یک لایه از منیزیم کلروکربنات به فرمول مولکولی Mg(OH)₂.2MgCO₃.MgCl₂.6H₂O ایجاد می­شود. این فرآیند به مرور زمان باعث حذف منیزیم کلرید از سیمان می­ شود.

مزایا

مقاومت سایشی این سیمان در حدود 48-49 مگاپاسکال است. مقاومت حرارتی این سیمان در حدود 540 درجه سانتی گراد است.

نتیجه گیری

تیم شیمی گستر در این مقاله در سایت خود به برسی کاربرد کلرور منیزیم در صنعت سیمان پرداخته است. امید است که مطالعه ي این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد. درصورت تمایل به خرید و اطلاعات بیشتر درباره این محصول با ما بگیرید.

مراجع

• Cole, W. F., & Demediuk, T. (1955). X-ray, thermal, and dehydration studies on magnesium oxychlorides. Australian Journal of Chemistry, 8 (2), 234-251
• SORRE, C. A., & Armstrong, C. R. (1976). Reactions and Equi ibria in magnesium Oxych oride cements. Journal of the American Ceramic Society, 59 (1‐2), 51-54
• Montle, J.F., Mayhan, K.G. The role of magnesium oxychloride as a fire-resistive material. Fire Technol 10, 201–210 (1974)