Уже упоминалось, что содержание окиси магния в цементе не должно превышать 5%. Это ограничение введено потому, что в процессе обжига клинкера при 1400-1500оС значительная часть окиси магния остается в свободном состоянии в виде периклаза. Гидратируется он значительно медленнее, чем основные клинкерообразующие минералы. Это запоздалая гидратация окиси магния, сопровождающаяся увлечением объема в уже затвердевшем бетоне, вызывает вредные внутренние разрушающие бетон напряжения. Окись магния находиться также в клинкерном стекле, в алюмоферритной фазе и виде твердых растворов MgO в алите. Чем крупнее кристаллы периклаза, тем медленнее они гидратируются. Гидратация мелкокристаллического периклаза и обогащенной MgO стекловидной фазы идет быстрее и не вызывает больших внутренних напряжений.
На некоторых цементных заводах, имеющих сырье со значительным содержанием магнезии, приходится большое количество добываемого в карьере материала отвозить в отвал, что затрудняет эксплуатацию карьера и повышает себестоимость выпускаемого продукта.
По данным В.В. Серова, при повышенном содержании в цементе окиси железа магнезия связывает в соединения, которые не вызывают неравномерности изменения объема, образуя например, твердый раствор с алюмоферртом. Повышенное содержание окиси железа вызывает общее увеличение количества жидкой фазы при обжиге клинкера, причем MgO расплавляется в ней, распределяясь после охлаждения в стекловидной части клинкера и не оказывая вредного влияния. Чем выше содержание жидкой фазы, тем больше окиси магния окажется в стекловидной части и тем меньше е будет в виде крупных кристаллов периклаза, вызывающих увеличения объема при твердении. Следует отметить, что клинкер с повышенным содержанием MgO должен охлаждаться особо быстро от температуры порядка 1300оС. При этом окись магния в клинкере оказывается в виде мельчайших кристаллов периклаза, распределенных главным образом в стекловидной фазе клинкера.
При производстве магнезиального цемента в сырьевую смесь вводят железистые добавки в виде колчеданных огарков или других богатых железом материалов. Предельное содержание в магнезиальном цементе окиси магния – 10%. Содержание в нем SO3 не должно быть более 3%.
На основе магнезиального клинкера выпускают шлаковый магнезиальный цемент, содержащий от 30 до 50% гранулированного шлака.
Магнезиальный цемент должен равномерно изменяться в объеме не только при испытании кипячением в парах воды, он и при испытании в автоклаве под давлением 21 атм. Марки магнезиального и шлакового магнезиального цемента: 300, 400, 500 при испытании в образцах из раствора жесткой консистенции. Магнезиальный цемент отличается замедленным нарастанием прочности более низкой прочностью на растяжение, чем цемент тех же марок. Этот цемент можно применять для надземных бетонных и железобетонных конструкций и строительных растворов наравне с цементом тех же марок. Не рекомендуется использовать магнезиальный цемент для подземных и подводных сооружений, а также конструкций, которые должны иметь повышенную прочность при растяжении.
Шлаковый магнезиальный цемент можно применять как для надземных, так и для подземных и подводных конструкций, подвергающихся действию пресных вод, а также (при марке 400 и выше) для сборных бетонных и железобетонных деталей с применением тепловлажностной обработки.
См. далее по теме: Гидравлическое вяжущее на основе магнезиального цемента.