15. Жидкое стекло: получение, свойства, рекомендации по применению, методы отверждения.

Также см. вопрос 10.

Ж.с. стоит на 2 месте по распространению из всех неорг. связующих Ж.с. - это этил-силикат-глина. Предст-т соед-е кварца с солями щелочных металлов (сода или сульфат Na с углем). Ж.с. поступает к потребителям в виде твердых, прозрачных, слегка окрашенных кусков. Главной хар-кой ж.с. явл. соотношение числа грамм-молекул a SiO2 к числу грамм-молекул, например в NaO. Сущ-т формула. М=( SiO2.% /NaO.%) 1,032. М-модуль ж.с. Чем > М, тем быстрее затвердевает смесь. Поэтому М уст-т в зав-ти от назнач смеси. Выпускают ж.с.. 3-х модулей: М-2-2,3; М-2.3-2.6, М-2,6-3,0. М также влияет на прочность смеси соот-но с увелич. М умен-ся прочность смеси во влажном сост. и соот-но наоборот, уменьш-ся прочность в сухом сост. М можно искусственно понижать путем добавки к же р-ра едкого Na, с плотностью близкой к ж.с. (1.3- I.Sr/см1). Связывание песчинок при наличии ж.с.- в смеси происх-т выделение и гидратация глинозема, кот-н растворяется в остатке ж.с На зернах песка образ-ся тв. или полутвердые оболочки, которые связывают зерна между собой. Весь этот процесс протекает в 3 стадии: 1.разложение силиката Na - протекает интенсивнее в присутствии углекислого газа. Обяз. условием отверждения явл. образ-с монокремниевой кислоты, SiOH и ее последующая конденсация в силикогеле При CO2-процессе оно означается при рН=10,5. 2. происходит образ-с геля кремниевой кислоты. 3.частичное удаление влаги, входящей в состав геля кремниевой к- ты. Носителем прочности явл-ся силикогель. Скорость образ-* геля зависит от концентрации в окисях кремния, от t, от кислотности, от типа кислоты инициатора. Чем > концентрация SiO2a тем > прочность. Наиб. тв. и прочные гели получ. при низком М. При высушивании или естеств. обезвоживании обр-ся 3-х мерная сетка; идет упрочнение связей между частицами; усадка сетки по мере испарения воды; развитие напряжений в сетке в процессе усадки, появление трещин в высушенном виде. На практике чаше всего применяют продувку стержней углекислым газом в стержн. ящиках С последующей кратковрем подсушкой при Т в ннт-ле 250-300*С или подпиливание формы в течение суток. Процесс продувки стержней на основе ж.с. наз-т CO2-процессом.

Жидкостекольные смеси пластичные («ПСС-процесс») и жидкие отверждают также различными твердыми отвердителями, вводимыми в смесь в порошкообразном виде. Такие смеси называют самотвердеющие. В качестве отвердителей используют саморассыпающийся шлак феррохромового производства (феррохромовый шлак), портландцемент, нефелиновый шлам, синтетический двухкальциевый силикат 2CaO*Si0₂, кремнефторид натрия Na₂SiF₆, ферросилиций, карбид кальция, кремний, полуводный гипс CaS04-*0,5H2O, антипирен из нефелина, полифосфаты,и др.

В последнее время для отверждения жидкостекольных смесей начали применять в качестве отвердителей сложные органические эфиры (СОЭ), использование которьтх во многом решает пробле му выбиваемости и регенерируемости смесей с жидким стеклом. В отличие от С02-процесса, в котором отверждение развивается последовательно от слоя к слою, при использовании СОЭ отверждение происходит одновременно во всем объеме смеси в равной степени, что, вероятно, является причиной более высоких прочностных свойств получаемых смесей. Поэтому для достиже­ния необходимой технологической прочности смеси в случае при­менения СОЭ в качестве отвердителей содержание жидкого стек­ле в смеси может быть значительно уменьшено.

Смеси на жидком стекле могут быть переведены в жидкое (пенообразное) состояние (ЖСС). Принцип получения ЖСС, на переводе в подвижное состояние с помощь пенообразующих поверхностно-активных веществ (ПАВ) и последующем их самозатвердевании за счет использования двухкалциевого силиката или содержащих его материалов — феррохромового шлака, нефелинового шлама и др. Широкий интерес к названному процессу, возникший nocле его внедрения, в настоящее время значительно уменьшился из-за таких недостатков, как низкая точность paзмеров, неудовлетворительное качество отливок, плохая выбиваемость, большой расход свежих песков и др.