Жидкое стекло, кислотостойкий цемент

Жидкое стекло представляет собой водный раствор силикатов натрия или калия – SiO2×K(Na)2O (ГОСТ 13078-81). Качество этого вяжущего оценивают по плотности, вязкости раствора и модулю стекла (2,6–4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида калия или натрия. С увеличением модуля повышаются клеящие свойства жидкого стекла и стойкость изделий к кислотам. Технология получения этого вяжущего включает в себя сплавление смеси кварцевого песка с карбонатом натрия (калия) или сульфатом натрия (калия) при 1300–1400 °С, охлаждение расплава и его растворение паром под давлением 0,6–0,8 МПа в автоклаве. Растворимое стекло затвердевает только на воздухе. Сущность процесса заключается в испарении воды, повышении концентрации свободного коллоидного кремнезема, его последующей коагуляции и уплотнения. Значительно ускоряет процесс твер-

дения растворимого стекла добавка кремнефтористого натрия, так как в результате реакции получается дополнительное количество кристаллических и клеящих гелеобразных продуктов.

На основе жидкого стекла получают многокомпонентный кислотостойкий цемент, состоящий из тонкоизмельченной смеси кислотостойкого наполнителя – кварцевого песка или другой горной породы – и кремнефтористого натрия, затворяемой водным раствором растворимого стекла плотностью не менее 1340 кг/м3. Начало схватывания цемента наступает не ранее 20 мин, конец – 8 ч. Основным достоинством этого вяжущего является его высокая кислотостойкость (за исключением фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислот), причем с увеличением концентрации кислоты стойкость повышается.

При затворении жидким стеклом тонкомолотого металлургического шлака получают воздушное шлакосиликатное вяжущее, которое имеет следующие свойства: начало схватывания 40–60 мин, конец – 70–120 мин, прочность на сжатие – от 15 до 30 МПа. Вяжущее используют для производства бетонов, растворов, арболита (в сочетании с древесными отходами), эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях.

При использовании кислотостойких заполнителей и стеклопластиковой арматуры в сочетании с кислотостойким цементом получают кислотостойкие бетоны. Этот вид вяжущего используют также при производстве

жаростойких бетонных конструкций, эксплуатируемых при температуре до 1000 °С, а также огнезащитных обмазок. Жидкое стекло является ос-

новой для силикатных красок и кислотостойких мастик. Интересно применение жидкого стекла 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.

44

2.2.3 Гидравлические вяжущие вещества

Гидравлические вяжущие представляют собой тонкомолотые по-

рошки, состоящие в основном из силикатов, алюминатов и ферритов кальция, взаимодействующих с водой с образованием прочного водостойкого искусственного камня.

Химический состав гидравлических вяжущих представляют в виде оксидов. Например, силикат кальция записывают СаО×SiO2 или сокращенно СS, трехкальциевый алюминат – 3СаО×Al2O3 или С3А, гидросиликат кальция – 2СаО×SiO2×2Н2О или С2SН2.

Способность гидравлических вяжущих образовывать в результате реакции с водой прочный камень оценивают по показателю активности, равному прочности (кгс/см2) образцов состава Ц : П = 1 : 3, твердевших 28 суток в нормальных условиях (температура 18–20 °С, влажность 95–98 %). По активности при условии, что вяжущее удовлетворяет комплексу других, предусмотренных ГОСТом требований – тонкости помола,

срокам схватывания, равномерности изменения объема – присваивают

марку 200, 300, 400 и т.д.

К гидравлическим вяжущим относятся гидравлическая известь,

которая занимает промежуточное положение между воздушными и гид-

равлическими вяжущими, романцемент, разновидности портландцемента и специальные виды цементов.

Гидравлическая известь и романцемент

Гидравлической известью называют тонкомолотый продукт обжи-

га при температуре 900–1000 °С мергелистых известняков, содержащих до 20 % глинистых примесей. При этой температуре известняк и глина разлагаются с образованием свободных оксидов СаО, Al2O3, SiO2, Fe2O3, которые при такой высокой температуре, обладая химической активностью, вступают в реакции между собой с образованием ряда минералов: силикатов, алюминатов и ферритов кальция (СаО×SiO2, СаО×Al2O3, СаО×Fe2O3) и обеспечивают в дальнейшем гидравлическое твердение этого вяжущего, а продукты гидратации – прочность и водостойкость изделий. Так как глинистый компонент составляет в сырье только 20 %, то часть СаО остается в несвязанном, свободном состоянии. Наличие в гидравлической извести негашеной, воздушной извести (СаО) обусловливает необходимость обеспечения вначале воздушно-сухих условий твердения (около 7 суток) для гидратации оксида кальция с образованием гидрооксида, а затем – влажных для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция (оставшиеся 21 сутки). Чем больше оксида кальция, тем продолжительнее должно быть начальное твердение в воздушной среде. В этом случае сильнее проявляются в извести свойства воздушного вяжущего, следовательно, водостойкость образованного камня будет ниже.

45