ТехЛиб

Библиотека научно-технического портала Технарь

Магнезиальные вяжущие. Жидкое стекло и кислотоупорный цемент

Магнезиальные вяжущие

Магнезиальные вяжущие вещества (каустический магнезит МgО и каустический доломит МgО + СаСО3) — 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

МgСО3 = МgО + СО2, а карбонат кальция СаСО3 (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 Н24). В этом случае гидратация про­текает значительно быстрее

MgO+Н2О= Мg(ОН)2, а получаемое после затворения вяжущее именуется цементом Сореля. Кроме того, возможно образование гидрата оксихлорида магния (ЗМgО•МgСl2• 6Н2О), уплотняющего образующийсяmматериал. Отношение МgСl2: МgО 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, Rсжчерез 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 жерноточильных кругов, брусьев и др. Главное их назначение в строительстве — изготовление ксилолита(бетон на магнези­альном вяжущем с наполнителем из древесных опилок) 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.

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 1200×600 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.

Жидкое стекло и кислотоупорный цемент

Жидкое стекло — коллоидный водный раствор растворимого силиката натрия Na2О•mSiO2 или силиката калия К2О •mSiO2плотностью 1300… 1500 кг/м 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. Каче/spanspanство жидкого стекла характеризуется мо­дулем т и плотностью. Чем выше модуль, тем выше качество жидкого стекла.

Растворимый силикат натрия Na2О•mSiO2 получают, сплав­ляя кварцевый песок SiO с содой NaСО3, а силикат калия К2О•mSiO2 — сплавлением песка с поташом К2СО3. Стекло ва­рят в стекловаренных печах при температуре 1400°С. Когда разлитый расплав застывает, образуются прозрачные различных оттенков куски стекла, называемые силикат-глыбой. Раздроб­ленные куски секла растворяют в воде в автоклаве при темпе­ратуре 120…150°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

Na2O•mSiO2+ nН2О + СО2 = Na2СО3 + nSiO2•nН2О.

Ускорить процесс твердения и повысить водостойкость материала можно добавкой кремнефтористого натрия

2(Na2O•mSiO2)+Na2SiF6+2(2m+1)Н2О=6NaF+(2m+1)Si(OH)4.

 При этом образуются водонерастворимый фторид натрия NаF и кремнегель SiO2•nН2О. 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/м 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.

Жидкое стекло (обычные канцелярский силикатный клей) – это уникальный материал, который обладает множеством свойств и применяется в различных сферах. Наиболее широко используется жидкое стекло в строительстве.

 С цель гидроизоляции жидким стеклом пропитываются как стены, так и перекрытия. Применение жидкого стекла в строительстве и отделке фундамента и цоколя сооружения увеличивает стойкость отделки к атмосферным воздействиям.
Для приготовления грунтовки на 10 кг цемента берут такую же массу жидкого стекла. Вначале цемент затворяется водой с ВЦ отношением ½. После чего в раствор воды добавляется в жидкое стекло и тщательно перемешивается.
Жидкое стекло является отлично зарекомендовавшим себя антисептиком против плесени и грибка. Повторная обработка не требуется в течение 15 лет.
Для приготовления пропитки — в одном литре воды нужно будет растворить примерно 400 г жидкого стекла. Поверхность обрабатывается кисточкой за два раза. Второй слой накладывается после полного высыхания первого слоя. 
Жидкое стекло обладает хорошими антипиритными качествами. Повторной обработки не требует более 20 лет.
Применяется в виде пропитки (состав см. выше) деревянных стропил, а также используется в обмазке каминов и печей. С этой целью в кладочный раствор шамотной кладки добавляется жидкое стекло в количестве 15-20% от массы цемента

 

Кислотоупорный кварцевый цемент — тонкомолотый по­рошок, получаемый совместным помолом кислотостойкого ма­териала (кварцевого песка, андезита или бештаунита) и кремнефторида натрия (4…14 %); допускается смешивать раздельно измельченные материалы. Вяжущими свойствами этот цемент не обладает. Его затворяют жидким стеклом (плотностью 1360… 1380 кг/м3 и модулем 2,8…3,0), которое и является вя­жущим.

Кислотоупорный цемент быстро схватывается: начало схва­тывания наступает через 20…60 мин после затворения в зависи­мости от содержания в нем кремнефторида натрия. Твердеет це­мент в воздушно-сухих условиях и при положительной тем­пературе.

Кислотоупорный цемент применяют для изготовления ки­слотостойких растворов, бетонов, замазок, для футеровки хими­ческих аппаратов, устройства кислотостойких полов.

Поскольку жидкие стекла при длительном хранении, особен­но при контакте с воздухом, теряют свои эксплуатационные свойства, а при низких температурах замерзают, в ряде стран начали производить гидратированные силикатные порошки (ГСП). ГСП являются быстрорастворимыми в воде, долго хра­нятся, что обеспечивает им хорошую перспективу.

Читать по теме:

К разделу

Строительные материалы

Written by Ирина Дедюхова

Сентябрь 17th, 2013 at 2:35 дп