27. Жидкое (растворимое) стекло. Магнезиальные вяжущие.

Растворимое и жидкое стекло. Растворимое стекло — стекловидный сплав, состоящий из щелочных силикатов. Общая формула его R20-mSi02, где R20 — щелочной оксид (Na20, К2О), т — силикатный модуль. Значение силикатного модуля может изменяться от 1 до 6,5. В строительстве наиболее часто применяют натриевое растворимое стекло с модулем 1,5—3. Калиевое стекло с модулем 4—4,5 применяют в основном для получения силикатных красок. Выпускают растворимое стекло в виде твердого монолита (силиката-глыбы), который дробят на куски, или мелкозернистого продукта (силиката-гранулята). Для его получения шихту, включающую кремнеземистый и щелочной компоненты, например песок и соду или сульфат натрия, плавят в стекловаренных печах при 1100—1400° С.

Силикат-глыба образуется при медленном охлаждении расплава на воздухе, силикат-гранулят — при охлаждении в проточной воде. Растворение силиката-глыбы в воде производят в автоклавах при давлении 0,3—0,8 МПа. Гранулят можно растворить при атмосферном давлении и температуре 90— 100° С.

Водный раствор силикатов щелочных металлов называют жидким стеклом. Его можно получить как из растворимого стекла, так и непосредственно в автоклавах обработкой аморфных кремнеземистых продуктов в растворах едких щелочей.

Жидкое стекло представляет собой коллоидный раствор плотностью 1,4—1,5 г/см3, в закрытых сосудах оно может сохраняться очень долго, на воздухе медленно затвердевает. Сущность процесса твердения заключается в испарении жидкой фазы, повышении концентрации свободного коллоидного кремнезема, его последующей коагуляции и уплотнении. Углекислый газ воздуха нейтрализует щелочи, содержащиеся в водном растворе, и способствует коагуляции кремнезема.

Существенно ускоряют процесс твердения жидкого стекла добавка кремнефтористого натрия и некоторые другие вещества.

Характерная особенность жидкого стекла — высокая клеящая способность, которая в 3—5 раз выше, чем у цементов и других минеральных вяжущих. Благодаря этому его широко используют для склеивания картона, бумаги, деревянных и силикатных изделий и т. д.

Для укрепления грунта под фундаментами, защиты от грунтовых вод при проходке шахт и туннелей применяют силикатизацию—нагнетание в грунт жидкого стекла в сочетании с растворами добавок-отвердителей через систему перфорированных труб.

Жидкое стекло служит затворителем кварцевых кремнефтористых кислотоупорных цементов — продуктов совместного измельчения или смешивания кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Изготавливают два типа таких цементов: I — для кислотоупорных замазок; II — для растворов и бетонов. Они отличаются содержанием кремнефтористого натрия и сроками схватывания. Кислотоупорные цементы применяются для склеивания химически стойких материалов, футеровки различных аппаратов и защитных покрытий строительных .конструкций. Кислотоупорные цементы нельзя применять в условиях действия щелочей, фосфорной, фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислот, кипящей воды и водяного пара.

Отличительной особенностью растворов и бетонов на основе жидкого стекла наряду с кислотостойкостью является также их высокая жаростойкость. В энергетическом строительстве они с успехом используются для возведения и ремонта газоотводящих сооружений ТЭС, ГРЭС и других объектов.