27 Вопрос: Жидкое (растворимое) стекло. Магнезиальные вяжущие.

Жидкое стекло - коллоидный водный раствор растворимого силиката натрия Na20 • wSi02 или силиката калия К20 • rnSi02 плотностью 1300... 1500 кг/м3 при содержании воды 50...70 %. Величина т указывает отношение числа молекул кремнезема к числу молекул щелочного оксида и называется силикатным модулем стекла. Для натриевого стекла т составляет 2,6...3,5, для калиевого - 3...4. Качество жидкого стекла характеризуется модулем т и плотностью. Чем выше модуль, тем выше качество жидкого стекла.

Растворимый силикат натрия Na20 • mSi02 получают, сплавляя кварцевый песок Si02 с содой Na2C03, а силикат калия К20 • mSi02 - сплавлением песка с поташом К2С03. Стекло варят в стекловаренных печах при температуре 1400 °С. Когда разлитый расплав застывает, образуются прозрачные различных оттенков куски стекла, называемые силикат-глыбой. Раздробленные куски стекла растворяют в воде в автоклаве при температуре 120.. Л 50 °С и давлении пара 0,6.. .0,8 МПа. В результате получают жидкое натриевое или калиевое стекло.

Жидкое стекло твердеет медленно - в результате слипания и уплотнения частиц свободного кремнезема (кремнегеля) при испарении воды и воздействия углекислого газа воздуха

При этом образуются водонерастворимый фторид натрия NaF и кремнегель Si02 • яН2СХ На этом основано твердение кислотоупорного цемента.

Жидкое стекло перевозят в бочках, хранят в закрытых отапливаемых складах.

В строительстве обычно используют натриевое жидкое стекло плотностью 1300... 1500 кг/м3 и модулем 2,6...3. Его применяют при изготовлении кислото- и жароупорных бетонов, штукатурок, замазок, для уплотнения грунтов.

Калиевое жидкое стекло: более дорогое; его применяют для изготовления силикатных красок, клеящих составов; оно не дает на штукатурке и краске высолов, чем выгодно отличается от натриевого жидкого стекла.

Магнезиальные вяжущие

Магнезиальные вяжущие вещества (каустический магнезит MgO и каустический доломит MgO + СаСОз) - тонкодисперсные порошки, активной частью которых является оксид магния.

Получают магнезиальные вяжущие умеренным (до 750.. .850 °С) обжигом магнезита (реже - доломита). При этом карбонат магния диссоциирует с образованием оксида магния

MgC03 -» MgO + С02,

а карбонат кальция СаСОэ (в доломите) остается без изменения и является балластной частью вяжущего. Обожженный продукт размалывают.

В каустическом магнезите содержится оксида магния до 85 % по массе и более, тогда как допустимое содержание оксида кальция лимитируется 2.. .5 %.

При затворении водой оксид магния гидратируется очень медленно, проявляя слабые вяжущие свойства. Магнезиальные вяжущие принято затворять раствором хлорида (сульфата) магния или кислот (НС1 или H2S04). В этом случае гидратация протекает значительно быстрее

MgO + H20->Mg(OH)2,

а получаемое после затворения вяжущее именуется цементом Сореля. Кроме того, возможно образование гидрата оксихлорида магния (3MgO • MgCl2 • 6Н20), уплотняющего образующийся материал. Отношение MgCl2: MgO в вяжущем берут обычно по массе -1:2 или 1 : 4.

Сроки схватывания каустического магнезита зависят от температуры обжига и тонкости помола и обычно находятся в пределах: начало - не ранее 20 мин; конец - не позднее 6 ч. Твердение начинается интенсивно, и через 1 сут. вяжущее достигает прочности 10... 15 МПа; через 28 сут. воздушного твердения прочность составляет 30...50 МПа. В жестких смесях прочность может достигать 100 МПа.

У каустического доломита сроки схватывания большие, а прочностные показатели ниже (например, Ксж через 28 сут. составляет 10.. .30 МПа).

Магнезиальные вяжущие вещества характеризуются повышенной прочностью сцепления с каменными и древесными материалами, особенно прочностью на разрыв. Поэтому их применяют в абразивном производстве для изготовления жерното-чильных кругов, брусьев и др. Главное их назначение в строительстве - изготовление ксилолита для бесшовных полов или фибролита для производства теплоизоляционных изделий и перегородок. Такие полы циклюются, их можно натирать мастиками, по теплоусвоению они близки к паркетным полам. Хотя перспектив у магнезиальных вяжущих из-за дефицитности сырья (магнезиты необходимы для получения огнеупоров) нет, они находят применение только в отдельных областях строительства.

Сегодня, когда перспективность технологии, определяется прежде всего ценой, использование этого материала на заводах, складах, предприятиях торговли, животноводческих комплексах и жилых помещениях обещает стать широкомасштабным. В результате проведенных исследований магнезиальному бетону удалось придать высокую декоративность (пигменты окрашивают бетон в различные чистые цвета). Это позволило не только устраивать цветные полы, не уступающие по внешнему облику каменным поверхностям, но и наладить выпуск декоративных архитектурно-художественных плит (стандартные размеры 1200x600 мм) и других деталей (ступени, подоконники). Плиты представляют собой однослойные самонесущие панели с цветной блестящей поверхностью, имитирующей природный камень (мрамор, гранит, малахит и другие). Они легко поддаются механической обработке и обладают высокими теплостойкостью и звукопоглощением.