Растворимое и жидкое стекло

Поведение жидкостекольных систем при повышенных температурах

При умеренном нагревании натриевые жидкие стекла по мере потери влаги увеличивают вязкость и затвердевают, когда содер­жание воды понижается до 20—30%. Выше 100 °С скорость потери веса снижается и обращается в ноль около' 600 °С, когда гидратные формы кремнезема полностью отдадут воду.

Весьма важен темп нагревания. Если давление насыщенного пара в глубинных слоях стекла окажется выше атмосферного давления, то произойдет вспучивание материала. Этим явлением пользуются для получения пористых материалов, резко снижая внешнее давление в нагретой системе в той стадии, когда жидкое стекло еще сохраняет пластичность. Такой же результат получает­ся при быстром повышении температуры после гранулирования жидкого стекла, так как существует значительный градиент влаж­ности материала от поверхности к центру гранулы [58, 59].

В других случаях, когда жидкое стекло используется как связующее в бетонах, желательно получить наиболее плотные и прочные структуры. Пористость в бетонах возникает как за счет уменьшения объема жидкого стекла в ходе потери влаги и обра­зования крупных пустот, так и из-за возникновения капиллярной пористости затвердевшего жидкого стекла при его дальнейшем высушивании.

Пористость собственно затвердевшего жидкого стекла, высу­шенного при разных температурах, была определена нами для калиевых систем различных модулей, начиная от трех и кончая золями, стабилизированными калиевой щелочью. Также была из­мерена удельная поверхность по азоту методом БЭТ. Пористость определяли измерением эффективной ПЛОТНОСТИ (бэф) пикнометри - ческим методом и кажущейся плотности (ек)- Затвердевшие в

Течение недели растворы в слое 2—3 мм затем сушили до постоян­ного веса при различных температурах. Данные приведены в табл. 21.

Чем ниже модуль жидкого стекла, тем выше проявляется склонность системы изменять при потере воды свой общий объем, мало изменяя сплошность структуры. И наоборот, золи стремятся сохранить свой общий объем, создавая пористость при потере воды.

Равновесная сушка, т. е. высушивание жидкого стекла до постоянного веса при каждой температуре, и вопросы кинетики сушки описаны в разд. 4.3.

При дальнейшем нагревании обезвоженного силиката, как от­мечает Вейл [13], стекло увеличивается в объеме при температуре ниже ликвидуса градусов на 300 и это приводит к частичной потере прочности. Затем прочность начинает существенно возра­стать за счет анионной полимеризации и уплотнения всей системы при непосредственном возникновении безводных стекольных свя­зей. Водостойкость системы на этом этапе заметно возрастает. Вблизи 1000 °С начинают протекать реакции между силикатом и теми или иными наполнителями, если силикат находится в составе Жаростойкого бетона, и после достаточной выдержки при этой температуре система приобретает свою эксплуатационную проч­ность и жаростойкость максимум до 1600 °С (в зависимости от наполнителя) с началом размягчения под нагрузкой 0,2 МПа при этой температуре [57].

Высокотемпературные фазовые превращения безводных нат - Риевых и калиевых стекол можно увидеть по диаграммам в разд. 2-1 и 2.2.

При распылительной сушке натриевого жидкого стекла для получения легкорастворимых порошков температуру воздуха мож­но повышать до 300 °С, сокращая соответственно время сушки, Для калиевого жидкого стекла такое повышение недопустимо из - за образования нерастворимых форм силиката калия. Силикаты лития при потере гидратной влаги в районе 150—200 °С начинают превращаться в формы, нерастворимые в воде, и материал быстро приобретает водостойкость.

Силикаты четвертичных аммонийных оснований при нагрева­нии начинают разлагаться и теряют не только воду, но и органи­ческую составляющую. На рис. 41 приведены кинетические данные этого процесса при различных температурах. Видно, что нагрева­ние до 300 °С приводит к потере подавляющей части органики. Гидрат тетраметиламмония разлагается с образованием триме- тиламина и метилового спирта

(СН3), NOH—(CH, bN+CH3OH.

Более сложные тетраалкилы аммония термически диссоциируют по схеме

R3(R'—CH2-CH2)N0H^R3N + H20+R'-CH=CH2.

Силикат при этом превращается в частично гидратированный кремнезем, система становится полностью нерастворима в воде, но сохраняет влагопроницаемость. Переход от силиката четвер­тичного аммония к кремнезему не нарушает целостность пленок и покрытий и используется в практических целях.

Особую область использования растворимых стекол образуют технологии, в которых получение жидкого стекла и его отвержде­ние совмещаются в одном непрерывном процессе [57]. Такая технология включает совместный сухой помол растворимого стек­ла, части наполнителя и отвердителя. Затворяя по месту исполь­зования такую смесь водой и получая требуемые композиции, при повышенной температуре, подчас изменяющейся по заданному графику, проводят операции образования жидкого стекла и от­верждения всей композиции. Когда растворимым стеклом являют­ся гидратированные порошки силикатов калия или натрия, рас­творяющиеся при обычной температуре за несколько минут, то такая технология в физико-химическом отношении мало отли­чается от обычного процесса использования жидкого стекла в соответствующей композиции.

Другое дело, когда используют безводные растворимые стекла. Большей частью применяют не очень высокомодульные порошки с повышенной щелочностью. Они растворяются лучше, и с при­менением автоклава, т. е. при температуре выше 100 °С, растворе­ние продолжается десятки минут, часы и может вообще не завер­шаться полностью. Образовавшееся в системе жидкое стекло уступает во взаимодействие с не очень активным отвердителем, которым может быть и собственно наполнитель; система приобре­тет начальную прочность, и в дальнейшем, повышая температуру По заданному графику, проводят полное отверждение.

Использование более щелочных растворимых стекол, повышен­ная температура и необходимое давление пара позволяют связы­вать карбонатные породы, прежде всего известняки, магнезит, доломиты, достигая прочности на сжатие несколько десятков МПа. Подобная технология была опробована также с алюмосилика­тами, некоторыми кремнеземсодержащими породами и целым ря­дом наполнителей, практически не взаимодействующих с жидким стеклом при обычной температуре [57]. Основная трудность при­менения безводного растворимого стекла в виде порошков заклю­чается в отработке температурного режима, который бы позволил в достаточной степени растворить стекольный порошок и затем при более высокой температуре и давлении пара провести реакцию с наполнителем.

Растворимое и жидкое стекло

Отверждение жидкого стекла соединениями кальция и других двухвалентных металлов

Взаимодействие растворов силикатов с соединениями кальция занимает важное место в практической химии и заслуживает отдельного анализа. Чтобы разобраться в огромном количестве известных из практики фактов, подытожим общехимические све­дения, характеризующие их …

Лакокрасочные материалы и покрытия

В общем виде под силикатными красками следует понима1 суспензию наполнителей, отвердителей (силикатизаторов) и пиг­ментов в водных растворах водорастворимых силикатов, в част­ности жидких стекол. Применение жидкого стекла в качестве пленкообразователя для …

Золи

Наиболее высокомодульными щелочными силикатами являют­ся стабилизированные кремнезоли. Это дисперсные системы с низ­кой вязкостью и клейкостью. Раствор с содержанием Si02 более 10% при размерах частиц до 7 нм прозрачен, выше 50 …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.