Строительные материалы и изделия

РАСТВОРИМОЕ СТЕКЛО И КИСЛОТОУПОРНЫЙ ЦЕМЕНТ

Растворимое стекло — силикаты натрия (Na2Q ■ mSi02) или калия (К20 ■ mSi02), где m — модуль стекла, находящийся в пределах для натриевого стекла 2,0...3,5, а для калиевого 3,5...4,5. Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na2C03 (или сульфатом натрия Na2S04) и поташем К2С03 в стеклова­ренных печах при 1300... 1400° С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеле­ные куски, называемые силикат-глыбой.

В строительстве обычно используют раствор силикат-глыбы в воде

— жидкое стекло (в быту такой раствор называют силикатный клей). Растворение производится в автоклаве насыщенным паром. Плот­ность раствора 1,5... 1,3 г/см3, что соответствует концентрации раствора

70.. .50 %.

При растворении в воде силикаты натрия и калия гидролизуются с образованием коллоидного раствора кремневой кислоты Si(OH)4 и

соответствующих щелочных гидроксидов. В этих условиях (pH = =12...13) раствор кремневой кислоты относительно стабилен. Жидкое стекло имеет повышенную вязкость из-за того, что кремнекислота в нем находится в полимеризованном виде. При обезвоживании (испа­рении или отсасывании воды) или при нейтрализации щелочей (на­пример, углекислым газом воздуха) раствор теряет стабильность и переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так, растворимое стекло проявляет вяжущие свойства. В обычных условиях этот процесс может идти очень долго, поэтому используют добавки — ускорители твердения.

Жидкое стекло применяют для изготовления кислотоупорных за­мазок и бетонов, а также как связующее в силикатных красках (только калиевое стекло).

Кислотоупорный цемент изготовляют из тонко измельченной смеси кислотоупорного наполнителя (кварца, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения — кремнефтористого натрия Na2SiF6. Название «цемент» для такого порошка имеет условный характер, так как сам он вяжущими свойствами не обладает и при смешивании с водой не твердеет. Вяжущим веществом в таких цементах является жидкое стекло, которым этот «цемент» и затворяют.

Процесс твердения кислотоупорного цемента протекает по схеме полного разложения силиката натрия и нейтрализации гидроксида натрия:

Na20 • mSi02 + Na2SiF6 + Н20 -> Si(OH)4 + NaF

Образующийся гель кремневой кислоты является вяжущим компо­нентом, а плохо растворимый фторид натрия и порошок кислотоупор­ной породы (кварца и т. п.) служат микронаполнителями образую­щегося цементного камня. Ориентировочное количество Na2SiF6 от массы растворимого стекла (т. е. сухого вещества в составе жидкого стекла) в кислотоупорных растворах и бетонах должно быть в пределах

10.. .15 %.

Сроки схватывания кислотоупорного цемента: начало — не ранее 20 мин., конец —■ не позднее 8 ч. У этого цемента нормируется предел прочности пщ растяжении после 28 сут твердения — не менее 2,0 МПа.

Прочность при сжатии бетонов на кислотоупорном цементе составляет

20.. .60 МПа.

Основным достоинством и отличием кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих является способность работать в условиях действия большинства кислот (за исключением плави­ковой и фосфорной).

Более того, для уплотнения и упрочнения бетонов или растворов на кислотоупорном цементе их обрабатывают соляной или серной кислотами {«кислуют»). При этом нейтрализуются остатки щелоч­ных гидроксидов и уплотняется гель кремнекислоты.

Кислотостойкость — сохранение массы при испытании в кислоте —• не менее 93 %.

Однако при длительном воздействии воды, пара и растворов ще­лочей бетоны и растворы на жидком стекле теряют прочность.