Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГЛАВА 17

ГЛАВА 17. КИСЛОТОУПОРНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ЦЕМЕНТ И ЖИДКОЕ СТЕКЛО

Кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент представляет собой тонкоизмельченную смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворенную водным раствором силиката натрия или калия. В результате физико-химических процессов между растворимым стеклом и кремиефтористым натрием смесь постепенно утрачивает пластические свойства и превращается в камень, способный противостоять действию большинства минеральных и органических кислот. Но при постоянном воздействии воды бетоны и растворы на этом вяжущем разрушаются.

Кислотоупорный цемент применяют в конструкциях и аппаратах, подвергающихся воздействию кислых сред, в особенности в химической промышленности, а также для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов.

По данным большинства исследователей, кварцевый песок в цементе при обычных условиях твердения служит кислотостойким наполнителем, хотя предполагают, что возможно также взаимодействие между ним и жидким стеклом с образованием щелочных силикатов, способных постепенно твердеть, превращаясь в искусственный камень.

Как уже указывалось, для приготовления кислотоупорного цемента используют натриевое и калиевое растворимые стекла. Применяют преимущественно более дешевое натриевое стекло. Его получают обжигом смеси кварцевого песка с содой или сульфатом натрия при 1300—1400°С. При охлаждении расплава стекла образуется твердая масса, называемая силикат-глыбой. Последнюю растворяют в воде, применяя для этого обработку кусков материала паром под давлением 0,6— 0,8 МПа (изб.) в автоклаве.

Химический состав жидкого стекла (натриевого и калиевого) обычно характеризуют формулой R20-rtSi02, в которой п — так называемый модуль стекла, представляющий собой отношение числа грамм-молекул кремнезема к 1 грамм-молю того или иного оксида щелочного металла R20. Часто применяют натриевое стекло с модулем 2,6—3,4 и калиевое — с модулем 3—4. Растворимые стекла с повышенным модулем более стойки к воздействию кислот. Чем выше модуль растворимого стекла, тем больше в нем коллоидного кремнезема и выше клеящие свойства такого растворимого стекла.

Натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13079—81) используют для изготовления кислотоупорных цементов и бетонов, жароупорных и огнеупорных бетонов, огнезащитных обмазок и силикатизации грунтов; калиевое жидкое стекло — для приготовления силикатных красок, мастик и кислотостойких бетонов и растворов.

Растворимое стекло может затвердевать только на воздухе. Сущность процесса его твердения в таких условиях заключается в испарении жидкой фазы, повышении концентрации свободного коллоидного кремнезема, его последующей коагуляции и уплотнении. В твердении растворимого стекла участвует и углекислота воздуха. В водном растворе жидкого стекла содержится больше или меньше NaOH, препятствующего выпадению из раствора кремниевой кислоты. Углекислота воздуха, нейтрализуя NaOH, способствует коагуляции кремнекислоты и более быстрому затвердению растворимого стекла на воздухе. Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.

Существенно ускоряет процесс твердения растворимого стекла добавка к нему кремнефтористого натрия Na2SiF6. Это объясняют взаимодействием его с силикатом натрия в водном растворе по схеме Na9SiFs-f-+6H20+2Na2Si03 = 6NaF+3Si (ОН) 4.

В результате силикат натрия разлагается с образованием геля кремниевой кислоты — клеящего вещества, что приводит к быстрому твердению системы.

Вместо кварцевого песка при изготовлении кислотоупорного цемента можно применять и другие не разлагаемые кислотами материалы (андезит, бештаунит, базальт и т. п.).

Смесь тонкоизмельченного кварцевого песка и кремнефтористого натрия затворяют обычно водным раствором силиката натрия плотностью 1,345, взятым в количестве 25—30 % по массе песка. Содержание же Na2SiF6 в смеси должно находиться в пределах 10—15 % массы растворимого стекла.

В зависимости от назначения кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент может быть двух типов: тип I предназначен для кислотоупорных замазок; тип II — для растворов и бетонов. Количество кремнефтористого натрия в цементе типа I должно быть 4±0,5 %, а в цементе типа II — 8±0,5 % по массе. Цемент типа II при приготовлении растворов обычно затворяют натриевым жидким стеклом.

По стандарту тонкость помола цемента обоих типов должна характеризоваться остатком на ситах № 008 и 0056 соответственно не более 10 и 30 %.

Начало и конец схватывания должны наступать для цемента типа I соответственно не ранее 40 мин и 8 ч, а для типа II — 20 мин и 8 ч. Кислотостойкость цементов обоих типов определяется кипячением порошка в кислоте, при этом потери в массе не должны превышать 7 %.

Механические показатели кислотоупорного цемента характеризуются пределом прочности при растяжении восьмерок, изготовленных из цементного теста нормальной густоты и испытанных в возрасте 28 сут после их твердения в воздушно-сухих условиях. При этом прочность при хранении на воздухе без кипячения в серной кислоте, а также после дополнительного кипячения в серной кислоте должна быть не менее 2 МПа.

Читайте так же:
Насос для цементного раствора поршневой

Предел прочности при сжатии кислотоупорного цемента стандарт не устанавливает. При оптимальном подборе состава кислотоупорного цемента и зернового состава заполнителей получают кислотоупорные бетоны с прочностью до 30—40 МПа.

Основное достоинство и принципиальное отличие’кислотоупорного цемента от других минеральных вяжущих веществ — его способность сопротивляться действию минеральных кислот, за исключением фтористоводородной и кремнефтористоводородной. При этом с повышением концентрации кислоты кпслотостойкость цемента возрастает. Объясняется это тем, что при разбавленных кислотах, т. е. при высоком содержании в них воды, свободный силикат натрия или фтористый натрий выщелачиваются. По этим же причинам бетой на кислотоупорном цементе обладает пониженной водостойкостью.

Для повышения кислотостойкое кислотоупорных бетонов рекомендуется обрабатывать их поверхность разбавленной соляной или серной кислотой, раствором хлористого кальция или хлористого магния. Повышение кис-лотостойкости объясняется при этом в основном увеличением плотности в результате закупорки поверхностных пор продуктами реакции жидкостей, применяемых для обработки, с натриевыми солями цементного камня. При этом повышается водостойкость.

Возможность применения кислотоупорного цемента на жидком стекле как в концентрированной, так и в слабой щелочной среде исключена. Щелочи, кипящая вода, водяной пар легко разрушают этот цемент. Не допускается применять его при температуре ниже —20 °С. При

сутствие кремнефтористого натрия в цементе обусловливает его токсичность. Это следует учитывать, применяя кислотоупорный кремяефтористый цемент в строительстве объектов пищевой промышленности.

Жидкое стекло, добавка в бетон для гидроизоляции, пропорции

Большинство рядовых граждан знакомо с жидким стеклом в виде канцелярского (силикатного) клея. Это недорогой, простой в применении состав, используемый в первую очередь для склеивания бумаги и картона. О месте и роли жидкого стекла в строительстве и химической промышленности кое-что знает довольно узкий круг специалистов.

Между тем, простота его использования именно в этих сферах, наряду с его общедоступностью и минимальными затратами на проведение работ, делают его практически незаменимым. Некоторые называют жидкое стекло материалом прошлого века, предпочитая ему дорогостоящие полимерные составы, выполняющие ту же работу, и мы не будем с ними спорить, а лишь расскажем, где и как можно применить жидкое стекло в домашних строительных и отделочных работах.

Жидкое стекло — применение

Это растворенные в воде силикаты натрия (преимущественно), реже – калия K2O(SiO2)n, и еще реже – лития. В основном используют натриевое жидкое стекло Na2O(SiO2)n.

Понятно, что мы не будем в домашних условиях изготавливать огнеупорные краски, в которых именно наличие жидкого стекла (чаще калиевого) делает их таковыми, но добавить его в кладочный раствор для печи или камина мы точно сможем. Только следует придерживаться не только пропорций, но и способов введения материала в строительные составы и правил его нанесения на поверхности. Все негативные отзывы о применении жидкого стекла, а таковые тоже имеются, являются следствием нарушения технологий его использования.

Литиевое жидкое стекло используется крайне редко, в частности в электродных покрытиях, и мы о нем много писать не будем. Натриевое – имеет больший клеящий эффект, а калиевое не дает высолов и белесости после высыхания, что важно при изготовлении огнестойких лакокрасочных материалов. Выпускается в разных фасовках, вплоть до 200-литровых бочек и еврокубов, продается в строительных магазинах.

В строительстве сфер применения жидкого стекла много.

Часть из них показана на рисунке-схеме, но это далеко не полный перечень. Наиболее часто оно применяется для наружной гидроизоляции и обеспыливания.

Применение стекла для гидроизоляции

Наверное, это самый недорогой способ наружной гидроизоляции строительных конструкций, находящихся и под землей, и над ее поверхностью.

Для ее выполнения, натриевое жидкое стекло разводят с водой в пропорции 1:2 и покрывают поверхность в 2 слоя. Иногда для надземной обработки берут даже чуть меньшее количество жидкого стекла, для большего проникновения в бетон или кирпич, а для подземного – наоборот: количество его увеличивают до 400г на литр воды. Такой состав можно наносить не только валиком или кистью-макловицей, но и при помощи оборудования для нанесения ЛКМ под давлением.

Также для гидроизоляции можно применять состав на цементной основе с добавлением жидкого стекла. В нем в пропорции 1:2 его разводят с водой и вводят такое же по массе, как и жидкое стекло, количество цемента, всыпая в раствор его медленно при постоянном помешивании. Эту смесь наносят на стену кистью-макловицей.

Читайте так же:
1 куб метра сколько цемент

Гидроизоляция бетонных или кирпичных поверхностей строительных конструкций при помощи жидкого стекла производится не только снаружи, но и изнутри.

Часто это делается для укрепления верхнего слоя материала с целью препятствования образованию пыли, а иногда для упрочения основания для последующей финишной отделки.

Ниже мы приведем пропорции составов для некоторых других видов работ с применением жидкого стекла.

Жидкое стекло в бетон для гидроизоляции

Кроме гидроизоляционных и огнеупорных свойств этот материал обладает кислотостойкостью, защитными свойствами от плесени и грибка и так же, как и вышеупомянутые, частично передает эти свойства материалам, в состав которых вводится в качестве компонента. Но главным остается, все же, водоотталкивающий эффект.

Пропорции состава:

В бетон жидкое стекло добавляется в количестве 7 – 10% от общей массы, при этом на 1 куб.м. бетона приходится в среднем 70 – 75 кг жидкого стекла.

Не рекомендуется добавлять жидкое стекло в готовую бетонную смесь. Следует развести его с необходимым количеством воды и уже в этот раствор засыпать сухую бетонную смесь. При этом важно помнить, что большое количество жидкого стекла сильно ускоряет процесс схватывания бетона, поэтому его нужно готовить в количествах, которое вы в состоянии выработать быстро и за один прием. Также переизбыток (более 15%) жидкого стекла в бетоне может привести даже к его растрескиванию.

При приготовлении такого состава в домашних условиях, многие задаются вопросом: какое купить жидкое стекло для бетона. Принципиальной разницы нет – натриевое или калиевое, но натриевое стоит дешевле и обладает несколько лучшими связующими характеристиками, поэтому посоветуем именно его.

Применение жидкого стекла в быту

Мы уже упоминали, что оно добавляется в лакокрасочные составы для придания им огнестойкости и кислотостойкости, а также используются для гидроизоляции и обеспыливания внутренних помещений.

1.Добавив стекло в водный раствор, приготовленный в пропорции 1:1, сурик, охру или окись железа или хрома, вы получите некоторое подобие такой краски в домашних условиях. Также колеровать подобные составы можно обычными красителями для водоэмульсионных красок.

2.Для гидроизоляции колодцев применяют состав, где жидкое стекло смешивается с цементом, кварцевым песком или кварцевой мукой в соотношении 1:1:1. Этот же состав применим и для бассейнов.

3.В кладочные растворы жидкое стекло добавляют в количестве от 10 до 15% для повышения прочности кладки.

А для печей каминов и дымовых труб еще и с целью придания им огнестойкости.

4.Для огнебиозащиты деревянных конструкций стекло разводится с водой в соотношении 1:1 или не менее 40% от общего количества.

5.Для декоративного покрытия изделий из дерева количество такого материала в водном растворе может достигать 70%. В чистом виде может произойти растрескивание. Слоев должно быть несколько, но нанесение следующего возможно только после полного высыхания предыдущего.

6.Жидкое стекло применяется при изготовлении одного из наиболее чистых в экологическом плане вида строительных конструкционных плит – Green Board, где оно смешивается с цементом в соотношении 1:1.

В домашних же условиях его применение будет полезным при изготовлении арболитовых блоков или состава для монолитной заливки, с добавлением хлористого кальция, где количество этих компонентов в равных частях не превышает 8 – 10 кг на 1 куб.м. опилкобетона при смешивании с 100 кг цемента 500-й марки.

Это далеко не полный перечень способов применения жидкого стекла в домашнем хозяйстве и строительстве, но те, кто продолжает думать, что этот материал пора списывать со счетов, глубоко заблуждаются. Разработанные учеными в последнее время новые материалы на основе жидкого стекла, тому подтверждение. Достаточно посмотреть в интернете видеоролики об автомобильной полироли «Жидкое стекло» и пропитках для тканей и кож, делающих их абсолютно водонепроницаемыми.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Гидроизоляция бетона
жидким стеклом

Жидкое стекло представляет собой водный раствор силикатов натрия – Na2O·nSiO2 или калия – K2O·nSiO2.

Качество жидкого стекла оценивают по плотности, вязкости раствора и модулю стекла (2,6-4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида натрия или калия. С увеличением модуля повышаются клеящие свойства жидкого стекла и стойкость изделий к кислотам.

Приготовление жидкого стекла

Технология получения жидкого стекла включает сплавление смеси кварцевого песка с карбонатом натрия (калия) или сульфатом натрия (калия) при температуре 1300-1400 °С, охлаждение расплава и его растворение паром под давлением 0,6 — 0,8 МПа в автоклаве.

Читайте так же:
Как сделать крепкий цементный раствор для стен

Растворимое стекло затвердевает только на воздухе. Сущность процесса заключается в испарении воды, повышении концентрации свободного коллоидного кремнезема, его последующей коагуляции и уплотнения.

Само по себе жидкое стекло твердеет очень медленно вследствие образования на его поверхностных слоях плотной пленки, препятствующей проникновению СО2 во внутренние слои и их высыханию. Поэтому для ускорения твердения применяют различные катализаторы, главным образом кремнефтористый натрий.

Наибольшее распространение получило более дешевое натриевое стекло, хотя по свойствам калиевое более ценно.

Применение жидкого стекла

Проявление жидким стеклом вяжущих свойств, обусловливает его использование в качестве связующего в составе композиционных материалов.

Жидкие стекла применяются в качестве компонента цементов — гетерогенных систем, включающих наряду с растворами силикатов тонкодисперсные порошки. Порошки образуют с жидкими стеклами химически взаимодействующую композицию (цемент). В таких цементах жидкое стекло является жидкостью затворения порошковой части. Цементы на основе водорастворимых силикатов идут на изготовление композиционных материалов и покрытий различного назначения.

Следует уточнить, что понимают под вяжущими свойствами жидких стекол. Это уровень прочности искусственного камня, полученного при твердении цемента на основе жидкого стекла (жидкое стекло+тонкодисперсные порошки+добавки различного назначения), или композиционного материала на основе жидкого стекла или жидкого стекла с отвердителем. Вяжущие свойства жидкого стекла отождествляют также со значением его адгезии к подложкам различной природы.

Исходя из классификации строительно-технических свойств строительных вяжущих веществ, жидкое стекло относят к «воздушным вяжущим», поскольку искусственный камень на его основе неводостоек — разупрочняется при хранении в воде. Однако специальными приемами водостойкость такого камня может быть значительно повышена, прежде всего, за счет правильного выбора отвердителя, использования термического отверждения, введения добавок-модификаторов и т.д.

Водостойкость композиционных материалов на жидких стеклах зависит от значения силикатного модуля и заметно повышается при превышении значения 3,3. Дальнейшее повышение модуля приводит к повышению водостойкости материала на основе щелочных силикатов, которая монотонно возрастает в области полисиликатов (при n>4,0), однако в этой области наблюдается ослабление вяжущих свойств.

Ускорение схватывания цемента

Прибавление раствора жидкого стекла к воде затворения цемента ускоряет процесс его схватывания и твердения, что имеет большое практическое значение, например, при зимних бетонных работах. Скорость твердения цементных растворов зависит от состава жидкого стекла и в особенности от содержания в нем кремнезема. Чем выше кремнеземистый модуль жидкого стекла, тем эффективнее происходит его взаимодействие с цементом.

Прибавление к цементному раствору 2 % жидкого стекла ускоряет начало схватывания в 3 раза, а конец схватывания больше чем в 4 раза. Но прочность затвердевшего раствора в этом случае несколько снижается. Дальнейшее прибавление жидкого стекла в количествах до 10 % совершенно не ускоряет начала схватывания, конец же схватывания ускоряется в 6 раз.

Полимерцементные составы

Хорошо зарекомендовали себя при гидроизоляции подземных железобетонных конструкций цементные сложные композиции, включающие для обеспечения заданных свойств до пяти ингредиентов: цемент, песок, синтетический латекс, жидкое стекло, эмульгатор. Основное преимущество таких полимерцементных материалов экологическая безопасность.

Инъекционные составы

Жидкое стекло применяется для укрепления, уплотнения (силикатизации) слабых грунтов на строительных площадках. Вначале в грунт под давлением закачивают раствор хлористого кальция определенной концентрации, затем жидкое стекло. В результате реакции этих веществ образуются плохо растворимые соединения, которые повышают механическую прочность грунтов.

Добавление жидкого стекла в бетон

Бетон с добавками жидкого стекла не рекомендуется для гидроизоляции, так как со временем жидкое стекло вымывается из бетона, оставляя после себя поры, нарушающие герметичность бетона.

Недостатки

Это прежде всего высокая проницаемость жидкостей в композициях на его основе, нестойкость против воздействия растворов щелочей и относительно невысокая водостойкость. Снижают проницаемость и повышают водостойкость композиций введением различных добавок. Модифицируют свойства жидкого стекла в процессе приготовления композиций.

Жидкое стекло для бетонных растворов

Основным строительным материалом в строительстве считается бетон. но современные требования к зданиям и конструкциям требуют с каждым годом от бетона в частности так и от бетона в составе композита всецело, все более высоких характеристик. И присадки для бетона могут дать такие завышенные требования к бетонным изделиям.

Общие сведения

Бетоны на жидком стекле могут быть легкими (средняя плотность до 2000 кг/м3) и тяжелыми (средняя плотность свыше 2000 кг/м3). Они приго­тавливаются на основе жидкостекольного связующего, минерального на­полнителя и различных заполнителей.

В качестве жидкостекольного вяжущего применяют растворимое стекло, представляющее собой натриевый (Na20×nSi02) или калиевый (K20×nSi02) силикаты, где n = 2,5 — 4 — модуль стекла. Растворимое стекло получают из смеси кварцевого песка с содой (Na2С03) или сульфатом натрия (Na2S04) — для на­триевого жидкого стекла, или с поташом (К2С03) — для калиевого.

Читайте так же:
Как разбить цементный блок

В стекловаренных печах получают расплавленную стекломассу, кото­рую из печи для быстрого охлаждения выгружают в вагонетки. При этом об­разуются стекловатые куски, которые принято называть «силикат-глыбой». Растворение силикат-глыбы производят водяным паром в автоклаве при давления 0,5-0,6 МПа и температуре около +150 °С.

Товарное жидкое стекло содержит 50-70 % воды и имеет плотность 1300-1500 кг/м3.

Кроме того, в твердении жидкого стекла принимает участие и углеки­слота воздуха. Углекислота нейтрализует едкую натриевую или калиевую щелочь, которая образуется в растворе при гидролизе и способст­вует коагуляции кремнекислоты, а также более быстрому затвердеванию жидкого стекла. При этом происходит выделение и высыхание (довольно медленно) аморфного кремнезема.

Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно неве­лика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности. Поэтому для хранения используют обычные пластиковые канистры. Образующаяся стекловидная пленка на поверхности жидкого стекла предотвращает дальнейшее стеклование вглубь консистенции на длительное время.

Твердение растворимого стекла существенно ускоряется при повыше­нии температуры, а также при введении веществ, ускоряющих гидролиз и выпадение геля кремниевой кислоты (катализаторов, например, кремнеф­тористого натрия Na2SiF6).

Натриевое жидкое стекло используют для изготовления кислотоупор­ных, жароупорных и огнеупорных бетонов, огнезащитных обмазок и сили­катизации грунтов. Калиевое жидкое стекло применяют для приготовления силикатных красок, мастик и кислотоупорных растворов и бетонов.

Кислотоупорный цемент

Кислотоупорный цемент изготавливают из тонко измельченных смесей кислотоупорных наполнителей (кварца, кварцита, диабаза, андезита, ба­зальта, шамота, керамзита и др.) и ускорителя твердения жидкого стекла — кремнефтористого натрия. На практике часто применяют совместный по­мол наполнителя и катализатора. Название «цемент” для таких порошков носит условный характер, т.к. они при затворении водой вяжущими свойст­вами не обладают. Вяжущим веществом в кислотоупорных цементах явля­ется жидкое стекло, на водном растворе которого их и затворяют.

Основное достоинство и принципиальное отличие кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих веществ — его способность со­противляться действию большинства минеральных и органических кислот (кроме фтористоводородной, кремнефтористоводородной и фосфорной).

Кислотоупорный цемент неводостоек, его нельзя использовать для кон­струкций, подверженных длительному воздействию воды и пара. Он разру­шается от действия едких щелочей и низких температур (ниже -20 °С).

  • Для повышения водостойкости в составы вводят 0,5 % льняного масла или 2 % гидрофобизирующей добавки. Полученный таким образом гидрофобизированный цемент называют кислотоупорным водостойким цементом (КВЦ).
  • Для повышения кислотостойкости кислотоупорных бетонов рекомен­дуется обрабатывать их поверхность разбавленной соляной или серной ки­слотой, раствором хлористого кальция или хлористого магния.

Отечественная промышленность выпускает кислотоупорный кварце­вый кремнефтористый цемент, состоящий из смеси тонкомолотого чистого кварцевого песка 15-30 % и кремнефтористого натрия 4-6 % от массы на­полнителя. Со следующими характеристиками:

  • Схватываются кислотоупорные цементы в пределах 0,3-8 часов.
  • Предел прочности при растяжении через 28 суток должен быть не менее 2,0 МПа,
  • Кислотостойкость — не ниже 33 %.
  • Предел прочности при сжатии стандар­том не нормируется, но можно получить бетоны с прочностью при сжатии до 30-40МПа.

Кислотоупорный цемент применяют:

  • для изготовления кислотоупор­ных растворов, бетонов, замазок и мастик;
  • изготавливают резервуары, башни, технологические емкости на химических заводах и в травильных цехах;
  • Кислотоупорные растворы применяют при футеровке кислотоупорны­ми плитками (керамическими, стеклянными, диабазовыми) железобетон­ных, бетонных и кирпичных конструкций на предприятиях химической промышленности.

Полимерсиликатные бетоны

Бетон на основе жидкого стекла, обладая рядом положительных свойств, имеет и отрицательные стороны, такие как достаточно высокую пористость (до 18-20 %), низкую прочность и не­достаточную водостойкость. Поэтому такие бетоны не могут быть использо­ваны как кислотостойкие материалы для несущих конструкций.

Лучшими показателями обладают полимерсиликатные бетоны (ПСБ) на основе натриевого жидкого стекла и полимерных добавок.

Применяемые добавки к полимерсиликатным бетонам:

  • К уплотняющим и диспергирующим добавкам относятся фурановые, фенольные и некоторые другие смолы;
  • к водосвязующим — соединения с группами NCO;
  • к снижающим усадку — олигоэфиры;
  • к замедлителям твер­дения — сульфанол и кремнийорганические жидкости;
  • к кольматирующим — канифоль и сера.

Бетоны на жидком стекле, как уже отмечалось, обладают недостаточно плотной структурой. Улучшить структуру таких материалов удается за счет введения добавок фурановых и фенольных смол. При этом наблюдается дробление частиц жидкого стекла от частиц размером (20-30)-10-7 мкм до более мелких — 3-10-7 мкм. Такая структура сохраняется и после отверждения жидкого стекла. При этом уменьшается не только пористость композитов, но и происходит су­щественное снижение внутренних напряжений в материалах.

Читайте так же:
Как делать раствор цемента с песком для пола

Значительно снизить усадку полимерсиликатных бетонов мож­но за счет введения добавок фурилового спирта или фурфурола. Эти поли­меры, обволакивая частицы геля кремниевой кислоты, препятствуют их сближению — агрегации (явление защитного действия гидрозолей), при этом ограничивается сжатие системы и выделение воды из геля, что значи­тельно снижает усадку.

Оптимальной является концентрация этих полимеров в количестве 3-5 % по массе от жидкого стекла. Эта концентрация способствует не полному, а лишь частичному обволакиванию частиц геля Si(OH)4, что приводит к незначительному замедлению процесса агрегации. Кроме того, эти модифи­цирующие добавки способствуют гидрофобизации и уплотнению компози­тов.

Кроме того, важным свойством этих двух полимеров и других органи­ческих соединений с активными радикалами является способность отвер­ждаться кислотами, что способствует дополнительному уплотнению полимерсиликатных бетонов при действии на них растворов кислот.

Таким образом, добавки фурилового спирта и фурфурола являются комплексными. Под их действием уплотнение композитов происходит по следующим схемам: диспергирование жидкого стекла, обволакивание и за­щитное действие к кремнегелю, гидрофобизация и полимеризация (поли­конденсация) под действием раствора кислот.

Глубина проникания раствора кислот в композиты после длительного воздействия не превышает 3-5 мм. Причем, чем выше концентрация кисло­ты, тем меньше глубина ее проникновения.

Полимерсиликаты с повышенной кислотостойкостью в зависимости от гранулометрического состава наполнителей и заполнителей могут быть приготовлены в виде мастик, легких растворов или бетонов.

В качестве примера, рассмотрим пропорции жидкого стекла и добавок в полимерсиликатный бетон на натриевом или калиевом жидком стекле, % по массе:

  • связующее (жидкое стекло с плотностью 1380-1400 кг/м3) — 13,6%;
  • отвердитель (кремнефтористый натрий) — 2,5%;
  • наполнитель (мука андезитовая или диабазовая, крупностью до 0,15 мм) — 24,0%;
  • мелкий заполнитель (песок с крупностью частиц 1-3 мм) — 44,0%;
  • крупный заполнитель (щебень с крупностью частиц 10-20 мм) — 15,9%;
  • модификатор (фуриловый спирт или фурфурол) (от массы жидкого стекла) — 3-5 %.

Состав полимерсиликатных бетонов подбирают исходя из условий наименьшего расхода связующего, соблюдения хорошей удобоукладываемости и высокой плотности. Учитывая повышенную вязкость жидкого стекла, для приготовления композитов применяют бетономешалки прину­дительного действия. Способы формирования изделий такие же, как и для цементных блоков.

Недостатком полимерсиликатных бетонов является небольшая жизне­способность (быстрая схватываемость и затверждение) — около 45 минут. Допустимое сокращение кремнефтористого натрия приводит к незначительному удлинению жизнеспособности на 10-15 минут.

Твердение полимерсиликатных бетонов при нормальной температуре продолжается 1 месяц. Для ускорения можно применить сухой прогрев при температуре +70-100 °С в течение 8-10 часов.

Влияние добавок на прочность полимерсиликатных композитов ощу­тимо только в мастичных системах. При оптимальной по прочности кон­центрации добавок (3 % от массы жидкого стекла) предел прочности при изгибе составил: с добавкой фурфурола — 31,5 МПа, с добавкой фурилового спирта — 24 МПа.

Влияние добавок на более сложные композитные системы проявляется в меньшей степени — прочность на сжатие практически не отличается от бездобавочных бетонов и составляет: для фурфурола — 36 МПа, а для фури­лового спирта -31,5 МПа.

Результаты испытания показали достаточно хорошую адгезию поли­мерсиликатных бетонов к цементному бетону — 2,5-3 МПа. Это значит, что при строительства, в укладке бетонных слоев можно использовать сначала поли­мерсиликатные бетоновы, а после затвердевания ПСБ уже заливать цементный бетон или наоборот.

Кроме того, полимерсиликатные бетоны обладает высокой водонепро­ницаемостью. Образцы из ПСБ выдерживают давление воды в 0,6 МПа в течение 8 часов, в то время как обычные силикатные оказываются водоне­проницаемыми уже через 3-3,5 часа при давлении в 0,1 МПа. Таким образом жидкое стекло служит для гидроизоляции бетона в фундаменте.

Исследования химической стойкости полимерсиликатных бетонов в растворах различных кислот (серной, соляной, азотной) показали, что они являются более стойкими по сравнению с модифицированными бетона­ми. Лучшие результаты ПСБ показали в соляной и серной кислотах, чем в азотной. Так, значения коэффициента химической стойкости в 10 %-х рас­творах этих кислот после 90-суточного испытания составили, соответст­венно: 0,84; 0,80; и 0,75. Коэффициент водостойкости за указанный проме­жуток времени составил 0,87.

Из полимерсиликатных бетонов изготавливают следующие строитель­ные материалы и изделия:

  • половые плиты,
  • фундаменты под оборудование,
  • футеровочные блоки и плитки,
  • плиты газоходов и др.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector