(351) 245-34-14
metterra74@yandex.ru

Применение жидкого стекла в производстве кислотоупорного кварцевого цемента

Кварцевый кремнефтористый кислотоупорный цемент получают путем тщательного смешивания кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Затворяют полученную смесь водным раствором силиката натрия.

В результате происходящих в растворе физико-химических процессов смесь постепенно утрачивает пластические свойства, затвердевает и превращается в камень, который может противостоять воздействию большинства минеральных и органических кислот.

При долгом воздействии воды на бетон и подобные растворы, их вяжущие свойства разрушаются.

По мнению специалистов, кварцевый песок при обычных условиях твердения служит кислотостойким наполнителем в цементном растворе. Хотя есть и предположение о возможности его взаимодействия с силикатом натрия (химическое название жидкого стекла) с образованием щелочных силикатов, способных медленно затвердевать, постепенно превращаясь в искусственный камень.

Для приготовления кислотоупорного кварцевый цемента используют натриевое и калиевое растворимые стекла. Натриевое стекло более дешевый вариант. Способ его получения: обжиг смеси кварцевого песка с сульфатом натрия или содой при 1300—1400°С. Охлаждаясь, полученная масса, называемая силикат-глыбой, твердеет. 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 выражают формулой R20- n Si02, где n —модуль стекла, выражающий 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.

Чем выше модуль растворимого стекла, тем больше в нем коллоидного кремнезема и, соответственно, выше клеящие свойства.

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

Растворимое стекло способно затвердеть только на воздухе. Суть процесса 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 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.

При изготовлении кислотоупорного цемента кроме кварцевого песка можно применять и другие, не разлагаемые кислотами, материалы: андезит, бештаунит, базальт и т. п.

Смесь кремнефтористого натрия и тщательно измельченного кварцевого песка затворяют водным раствором силиката натрия, плотностью 1,345, в количестве 25—30 % от массы песка. Содержание Na2SiF6 в смеси должно составлять 10—15 % массы растворимого стекла.

В зависимости от назначения кислотоупорный цемент может быть двух типов:


  • ¾ тип I используется для кислотоупорных замазок;
  • ¾ тип II предназначен для растворов и бетонов.

Количество кремнефтористого натрия в цементе типа I составляет 4±0,5 %, а в цементе типа II — 8±0,5 % по массе. Цемент типа II при приготовлении растворов, чаще всего, затворяют натриевым жидким стеклом.

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

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 суток после их твердения в воздушно-сухих условиях. Прочность при хранении на воздухе без кипячения в серной кислоте, а также после дополнительного кипячения в серной кислоте должна быть не менее 2 МПа.

Предел прочности при сжатии кислотоупорного цемента стандартом не установлен. При правильном подборе компонентов состава кислотоупорного цемента и зернового состава заполнителей получают кислотоупорные бетоны с прочностью до 30—40 МПа.


Отличительной особенностью и главным преимуществом кислотоупорного цемента является его способность сопротивляться действию минеральных кислот (кроме фтористоводородной и кремнефтористоводородной). С увеличением концентрации кислоты кислотостойкость такого цемента возрастает. Объясняется это тем, что при разбавленных кислотах, т. е. при высоком содержании в них воды, свободный силикат натрия или фтористый натрий выщелачиваются.

Для повышения кислотостойкости рекомендуется наносить на поверхность бетонов разбавленную соляную или серную кислоту, раствор хлористого кальция или хлористого магния. В результате такой процедуры будет увеличиваться плотность вследствие закупорки поверхностных пор продуктами реакции жидкостей с натриевыми солями цементного камня. Кроме того, повышается водостойкость.

Исключается возможность применения кислотоупорного цемента на жидком стекле при наличии щелочной среды, поскольку щелочь разрушает этот цемент. Не допускается применять его при температуре ниже —20 °С.

Также не следует использовать цемент в конструкциях, постоянно подвергающихся воздействию воды.

Кварцевый кремнефтористый кислотоупорный цемент токсичен, что следует учитывать при строительстве объектов пищевой промышленности.


Применение

  1. Кислотоупорный кварцевый цемент применяется не только при возведении зданий и сооружений, но при строительстве химических аппаратов, башен, резервуаров.
  2. Для приготовления кислотоупорных растворов и бетонов, замазок.
  3. Кислотоупорный цемент применяют в конструкциях, которые подвергаются воздействию кислых сред, в особенности в химической промышленности.
  4. Можно использовать для химической защиты аппаратуры от воздействия минеральных и некоторых органических кислот.
  5. С помощью цемента создают цементные кислотостойкие покровы, заливают швы между кислотостойкими изделиями, может служить для покраски и обмазки.
Посмотреть на карте Челябинска
Заказ обратного звонка
X
Ваши Ф.И.О.*
Контактный телефон*
Поля, отмеченные * - обязательны для заполнения
Оставить заявку
X
Заполните поля формы заявки и отправьте нам. Наш менеджер свяжется с Вами и уточнит все детали.
Ваша компания*
Контактный телефон*
Ваш e-mail
Ваша заявка*