Cemento magnesiaco
Buonasera,
come certamente ricorderete alcuni giorni orsono postai la preparazione dell'ossido di magnesio e accennavo al suo utilizzo per alcuni scopi speciali.
E' giunto il momento di presentarli.

Nel mondo occidentale il cemento magnesiaco venne ufficialmente brevettato nel 1867 da un ingegnere francese il cui nome è Stanislas Sorel.
Egli scoprì che miscelando tra loro ossido di magnesio e una soluzione concentrata del suo cloruro avveniva una reazione chimica e la massa pastosa dapprima ottenuta presto si induriva fino ad assumere una rimarchevole consistenza.
Recenti studi hanno confermato che il fenomeno è assai complesso, tuttavia si può ipotizzare avvenga la seguente reazione chimica

5MgO + MgCl2·6H2O + 7H2O --> 5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O

Il fenomeno della "presa" è abbastanza veloce e all'inizio bisogna impastare velocemente. L'indurimento inizia dopo pochi minuti e già dopo un'ora la massa è solida, sebbene il raggiungimento della solidità finale richieda alcuni giorni.
Il cemento ottenuto è di colore tendente al bianco e ha l'aspetto esteriore del marmo.
Si può utilizzare come riempimento per la riproduzioni di piccoli oggetti, dei quali copia perfettamente anche i più minuti particolari.
Ha il difetto di essere scarsamente resistente all'azione dell'acqua, per contro è perfettamente compatibile con gli oli e idrocarburi in generale. Nonostante inizi a decomporsi già a circa 100 °C, è considerato un ritardante di fiamma in quanto impedisce il propagarsi del fuoco e sopratutto non genera prodotti dannosi durante la sua decomposizione.

Una sua notevole caratteristica è quella di ben tollerare l'aggiunta di riempitivi e quindi variare, a seconda della loro natura, le proprietà fisiche del prodotto finale. Infine va sottolineata la totale innocuità del prodotto sotto tutti gli aspetti (mi riferisco al cemento senza cariche aggiunte).

Vediamo adesso cosa serve per la sua preparazione:

- ossido di magnesio (preparato secondo le istruzioni del post dedicato)
- soluzione di magnesio cloruro: sciogliere 3,05 g di cloruro di magnesio esaidrato in poca acqua e portare il volume finale della soluzione a 4,8 mL. La soluzione così preparata dovrebbe avere una densità di 1,2 g/mL.

Nel caso si volesse sperimentare un paio di varianti tra le moltissime possibili, suggerisco per iniziare di procurarsi anche del cloruro di bario diidrato, del solfato di magnesio eptaidrato e del rame in polvere finissima (< di 60 µm).

In un mortaio di porcellana ridurre a polvere fina 3,15 g di ossido di magnesio. Trasferire la polvere su una spianata in materiale plastico, aggiungere i 4,8 mL di soluzione di cloruro di magnesio (d=1,2) e iniziare ad impastare con una piccola spatola. Le dosi indicate dovrebbero condurre ad una pasta della giusta consistenza. Colare in uno stampino (io ho usato uno scodellino cilindrico in plastica) e lasciare rapprendere.
Il giorno dopo si può sformare senza problemi.

L'aggiunta di circa 0,3 g di rame in polvere migliora notevolmente la resistenza del cemento ottenuto grazie alla sua azione stabilizzante e contemporaneamente lo colora in marrone rossiccio.


Passiamo ora ad una variante nella quale si usa come riempitivo del solfato di bario a sua volta originato dalla reazione tra solfato di magnesio e cloruro di bario.
In un mortaio di porcellana si triturano 2,46 g di solfato di magnesio eptaidrato assieme a 2,44 g di cloruro di bario diidrato.
Ecco come apparivano nel mortaio prima di miscelarli:

   

La polvere ottenuta si trasferisce sulla solita spianata e la si inumidisce con 1 mL di acqua. Si impasta in modo da facilitare la formazione del sale insolubile di bario. Si prosegue per circa 15 minuti per dar modo alla reazione di completarsi. Si fa aggiunta di 2,2 g di MgO precedentemente polverizzato e si impasta di nuovo, dosando nel contempo altri 1,5 mL di acqua. Quando l'impasto ha raggiunto la giusta consistenza si cola in stampo nel modo già descritto.

Vediamo ora le immagini:

   

A partire dall'alto e in senso orario: cemento magnesiaco con aggiunta di rame; cemento magnesiaco con carica al bario solfato; cemento magnesiaco puro. Notare il colore bianco del cemento caricato con BaSO4.

   

Ingrandimento del dischetto del cemento magnesiaco puro. Si noti l'aspetto simile al marmo e i graffi causati dal passaggio su cartavetrata per spianare la superficie.


saluti
Mario
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