Силикатный модуль жидкого стекла что это

Жидкое стекло

Жидкое стекло является минеральным воздушным вяжущим веществом и активно используется как в промышленном строительстве, так и в частном.

Качество жидкого стекла оценивают по плотности, вязкости раствора и модулю стекла (2,6-4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида натрия или калия. С увеличением модуля повышаются клеящие свойства жидкого стекла и стойкость изделий к кислотам.

Не совместим с органическими соединениями кроме мочевины, спирта, сахара.

Применение

Под действием воды происходит выщелачивание, жидкое стекло разрушается, оставляя после себя поры, нарушающие герметичность (водостойкость) и прочность бетона.

Сравнение натриевого и калиевого жидкого стекла

Твердение

Твердеет растворимое стекло довольно медленно и только на воздухе вследствие выделения и высыхания аморфного кремнезема под действием углекислоты воздуха по реакции:

Раствор теряет стабильность и переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так, растворимое стекло проявляет вяжущие свойства.

Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.

Образованная после высыхания пленка, не пропускает углекислый воздух и останавливает процесс твердения.

Производство

Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na₂СО₃ (или сульфатом натрия Na₂SO₄) и поташем К₂СО₃ в стекловаренных печах при 1300-1400°С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеленые куски, называемые силикат-глыбой.

Норма для жидкого стекла (ГОСТ 13078-81)

Внешний вид: Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом.

Все материалы, представленные на сайте, носят исключительно справочный и ознакомительный характер и не могут считаться прямой инструкцией к применению. Каждая ситуация является индивидуальной и требует своих расчетов, после которых нужно выбирать нужные технологии.

Не принимайте необдуманных решений. Имейте ввиду, что то что сработало у других, в ваших условиях может не сработать.

Администрация сайта и авторы статей не несут ответственности за любые убытки и последствия, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.

Сайт может содержать контент, запрещенный для просмотра лицам до 18 лет.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Силикатный модуль

Силикатный модуль характеризует соотношение твердой и жидкой фаз при температуре спекания. Низкий силикатный модуль показывает наличие большего количества расплава, и благодаря этому шихта хорошо спекается. Высокий модуль в шихте показывает незначительное количество расплава при обжиге и плохую спекаемость. Обычно цементы с низким силикатным модулем обладают высокой начальной прочностью, но незначительным ростом ее в последующие сроки. Наоборот, у цементов с высоким силикатным модулем прочность в первые сроки твердения не очень велика, но зато быстро нарастает в последующие сроки. [1]

Силикатный модуль является главной характеристикой раствора силиката натрия, определяющей его состав. [4]

Силикатный модуль М рассчитывают из процентного содержания. [7]

При низком силикатном модуле сырьевая смесь является легкоплавкой, что вызывает сваривание ее в крупные куски при обжиге и образование так называемых колец. [9]

При снижении силикатного модуля скорость растворения щелочного силикатного стекла увеличивается. Присутствие примесных оксидов снижает скорость растворения силикатного стекла. [10]

Цементы с повышенным силикатным модулем характеризуются низким содержанием минералов-плавней и, наоборот, весьма высоким содержанием силикатов. [13]

Если в производстве повышенный силикатный модуль клинкера обусловлен наличием в сырьевой смеси значительного количества кварцевого песка, то такая сырьевая смесь трудно обжигается. [14]

Источник

МОДУЛЬ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Смотреть что такое «МОДУЛЬ ЖИДКОГО СТЕКЛА» в других словарях:

Жидкое стекло — Жидкое стекло водный щелочной раствор силикатов натрия Na2O(SiO2)n и (или) калия K2O(SiO2)n[1]. Реже в качестве жидкого стекла используют литиевые силикаты, например, в электродном покрытии. Содержание 1 Получение 2 … Википедия

определение — 2.7 определение: Процесс выполнения серии операций, регламентированных в документе на метод испытаний, в результате выполнения которых получают единичное значение. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 13078-81: Стекло натриевое жидкое. Технические условия — Терминология ГОСТ 13078 81: Стекло натриевое жидкое. Технические условия оригинал документа: 3.10. Определение силикатного модуля Силикатный модуль отношение числа грамм молекул диоксида кремния к числу грамм молекул оксида натрия. Силикатный… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Определение силикатного модуля — 3.10. Определение силикатного модуля Силикатный модуль отношение числа грамм молекул диоксида кремния к числу грамм молекул оксида натрия. Силикатный модуль (X7) вычисляют по формуле где X1 массовая доля двуокиси кремния по пп. 3.3, 3.4; X6… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Характеристики — К.4. Характеристики Применяют следующие дополнительные характеристики: К.4.3.1.2. Номинальное напряжение изоляции Минимальное значение номинального напряжения изоляции должно быть 250 В. К.4.3.2.1. Условный тепловой ток на открытом воздухе… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Силикат натрия — силикат глыба 1) растворимое стекло, выпускаемое в виде глыбы от желтоватого до темно зеленого цвета; используют для изготовления жидкого стекла. Силикат натрия содержит, %: SiO2 71,5 76,5; Na2O 22,5 27,5. Силикатный модуль 2,7 3,5. 2) Продукт,… … Энциклопедический словарь по металлургии

СИЛИКАТ НАТРИЯ — силикат глыба 1) растворимое стекло, выпускаемое в виде глыбы от желтоватого до темно зеленого цвета; используют для изготовления жидкого стекла. Силикат натрия содержит, %; SiO2 71,5 76,5; Na2O 22,5 27,5. Силикатный модуль 2,7 3,5. ГОСТ 13079 81 … Металлургический словарь

Стекло — У этого термина существуют и другие значения, см. Стекло (значения). Скифос. Цветное стекло. Восточное Средиземноморье. Первая половина I в. Эрмитаж … Википедия

метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Аполлон-15 — У этого термина существуют и другие значения, см. Аполлон (значения). Аполлон 15 Эмблема … Википедия

Источник

Как применяется жидкое стекло

В строительстве и в других видах работ широко используется жидкое стекло.

Всем с детства знаком силикатный клей. До появления клеевых карандашей им пользовались для склеивания картона, бумаги и не только, а нынешние школьники готовят из него разноцветные слаймы.

Силикатный клей и есть жидкое стекло – кремниевое соединение калия и/или натрия, реже – лития.

Каталог продукции CEMMIX

Liqui

Универсальное защитное пропиточное средство для бетонов и других строительных материалов.

Что это такое

Всем с детства знаком силикатный клей. До появления клеевых карандашей им пользовались для склеивания картона, бумаги и не только, а нынешние школьники готовят из него разноцветные слаймы.

Силикатный клей и есть жидкое стекло – кремниевое соединение калия и/или натрия, реже – лития.

Химическая формула жидкого стекла:

Как его изготавливают

Для изготовления жидкого стекла кремнеземсодержащее сырье обрабатывают в автоклаве концентрированными растворами гидроксида натрия или калия. Другой метод – сплавление кварцевого песка с содой.

Получается густое прозрачное вещество желтоватого или сероватого цвета.

Свойства жидкого стекла

Состав и свойства жидкого стекла регулируются ГОСТ 13078–81 «Стекло натриевое жидкое. Технические условия»:

Отвердевший на воздухе силикатный клей растворим в воде, но при реакции с ионами металлов или с кислотами образуются нерастворимые соединения: силикаты и гель кремнекислоты соответственно. При реакции с основными оксидами металлов (алюминатами, плюмбатами, цинкатами) образуется смесь кремниевого геля с труднорастворимыми силикатами. На этом эффекте основано применение жидкого стекла как гидрофобизирующей добавки в бетон.

Калиевое или натриевое? В чем отличие?

Состав и свойства этих видов жидкого стекла различны, поэтому область применения тоже различается:

Безопасность

Все виды жидкого стекла не токсичны и безопасны, но при работе с ними следуют соблюдать меры предосторожности: не допускать попадания на кожу и в глаза, работать в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе. У жидкого стекла щелочная реакция, это значит, что оно может раздражать кожу и слизистые оболочки.

Применение

Жидкое стекло имеет следующие характеристики:

Благодаря этим качествам жидкое стекло широко применяется в различных сферах:

Гидрофобизация бетона

Бетон не зря называют искусственным камнем; это прочный и долговечный материал. Но его устойчивость снижается в присутствии высокой влажности и кислот: начинается коррозия, может появиться плесень, бетонная конструкция быстро разрушится. Чтобы создать бетон, который не боится влаги, необходимо использовать гидрофобизирующие добавки.

Водоотталкивающие свойства необходимы бетону в следующих случаях:

Одним из популярных средств, которые придают бетону водоотталкивающие и антисептические свойства, является жидкое стекло.

Добавление жидкого стекла в бетон ускоряет его застывание, поэтому работы нужно проводить быстро. В случае необходимости ускорить застывание бетона целесообразнее использовать специальные добавки-ускорители.

Методы применения

Применять жидкое стекло можно разными способами: наносить на поверхность в виде водного раствора, приготавливать быстрозастывающие цементные растворы для ремонта или финишного покрытия, либо добавлять непосредственно в бетонный раствор.

Создание водоотталкивающего покрытия

Этот метод используется для гидрофобизации колодцев, стен, плит перекрытий.

Для гидрофобизации плит перекрытий используют пленку, специальные водоотталкивающие праймеры под бетон, но жидкое стекло – самое доступное по цене средство.

Жидкое стекло наносится на очищенную поверхность валиком, кистью или краскопультом тонким слоем. После просушивания можно нанести дополнительный слой средства.

Используя методы разбрызгивания, защищайте глаза и дыхательные пути. Используйте защитные очки и респиратор, проводите работы в проветриваемом помещении.

При нанесении жидкого стекла на бетонную поверхность следует убедиться, что она хорошо просохла. Поверхности, покрытые жидким стеклом, плохо принимают краску, поэтому следует выбрать другие виды отделки.

Специальные мастики и пропитки промышленного производства удобны в применении и дают предсказуемый результат. Можно выбрать интересный вариант с финишем «мокрый камень» или абсолютно незаметное, не меняющее цвет поверхности, покрытие.

Обеспыливание

В процессе твердения бетона на поверхности проступает так называемое «цементное молочко». Застывая, оно дает тонкий слой слабого бетона на поверхности изделия. Этот слой склонен к выкрашиванию и образованию пыли.

Бетонная пыль нежелательна по следующим причинам:

Для обеспыливания пола применяют специальные пропитки, шлифование или покрытие жидким стеклом.

Готовая поверхность приобретает прочность, гладкость и глянец.

Добавление жидкого стекла в бетонный раствор

Жидкое стекло добавляют непосредственно в бетонный раствор для придания гидрофобизирующих и антисептических свойств, ускорения застывания и увеличения прочности готовых бетонных изделий.

Обычно добавляют не более 3% жидкого стекла от массы бетона; более высокая концентрация (до 25%) применяется для замешивания ремонтных и затирочных растворов. Заливка бетона с большим количеством жидкого стекла приводит к хрупкости готовых бетонных изделий.

При добавлении в бетонный раствор 2% жидкого стекла схватывание бетона начинается через 45 минут, затвердевание – через сутки.

Инструкция по самостоятельному замешиванию бетона с добавлением жидкого стекла

Замес бетона с жидким стеклом производят в несколько этапов:

В процессе эксплуатации прочность жидкого стекла – 5 лет. Специальные гидрофобизирующие средства разработаны таким образом, чтобы обеспечить бетону водонепроницаемость и длительный срок службы.

Изготовление проникающего покрытия

Для обработки поверхностей используют не только жидкое стекло в чистом виде, но и растворы, замешанные на тонкосмолотом наполнителе и цементе, с добавлением активного кремнезема, воды и жидкого стекла. Все компоненты смешиваются строительным миксером до получения густой массы и используются как финишное покрытие стяжки толщиной 2-4 мм либо как гидроизолирующее покрытие колодцев, бассейнов.

Смесь с жидким стеклом густеет очень быстро, поэтому работу можно разбить на несколько этапов и для каждого из них замешивать раствор заново.

Водостойкая штукатурка

Для приготовления водостойкой штукатурки используют следующую формулу:

Штукатурка с жидким стеклом обладает повышенными адгезионными свойствами и позволяет получить антисептическое, водостойкое и прочное покрытие.

Для повышения адгезии гладких оснований с штукатуркой или плиточным клеем, используйте специальную грунтовку.

Жидкое стекло в ремонтных и отделочных работах

Натриевое или калиевое жидкое стекло находит применение в отделочных и ремонтных работах:

Применение в творчестве

Жидкое стекло применяют:

Театральные костюмы и декорации обрабатывают жидким стеклом для придания им огнеупорных свойств.

Жидкое стекло в быту

Материал находит применение в домашнем хозяйстве: от мелкого ремонта и обработки жидким стеклом спилов на деревьях до очистки посуды. Один из популярных рецептов: силикатный клей, хозяйственное мыло и кальцинированнаую соду добавляют в воду, и в этом растворе кипятят посуду для очистки ее от нагара.

Как приготовить жидкое стекло своими руками

Приготовить жидкое стекло можно и самостоятельно. Существуют два основных способа:

Но смысла в домашнем изготовлении жидкого стекла нет. В первом варианте жидкое стекло получится слишком дорогим, во втором необходимо специальное оборудование.

Цены и производители

Популярность жидкого стекла не в последнюю очередь обусловлена его доступностью и низкой ценой. Розничная цена на материал – около 2 долларов за 1 кг. Оптовые цены еще ниже.

Современные гидрофобизирующие добавки для бетона расходуются экономично и удорожают бетонный раствор незначительно. Они имеют комплексный состав и обеспечивают не только влагоотталкивающие свойства бетона, но и другие: морозостойкость, коррозионную стойкость, защиту от высолов и плесени.

Популярные марки жидкого стекла: «Меттерра», «Кубаньжелдормаш», ЗАО «Торговый дом «Стеклопродукт», «Оксиум», «Ивхимпром», «Контакт».

Достоинства и недостатки жидкого стекла

К несомненным достоинствам материала относятся:

Минусы жидкого стекла:

Благодаря доступности и низкой цене жидкое стекло широко используется в строительных и ремонтных работах, а также в быту. Если бытовое применение жидкого стекла и использование его в объектах невысокой важности вполне оправданны, при строительстве важных объектов целесообразно использовать специальные гидрофобизирующие, антисептические, ускоряющие добавки в бетон, мастики и пропитки. Они удорожают стоимость материалов незначительно, но обладают гарантированными свойствами, просты в применении и надежны.

Источник

Жидкое стекло, цементы

Из неорганических связующих для формовочных и стержневых смесей кроме глин наиболее широко используются силикаты. Из группы силикатов наибольшее применение имеют жидкое стекло и цементы.

Жидкое натриевое стекло. В соответствии с ГОСТ 13078-81 оно представляет собой коллоидный водный раствор силиката натрия Na2O * nSiO2 * mН2O. Упрощенно его химическую формулу записывают в виде Na2Si2Os или Na2Si2O3. Жидкое стекло имеет сложный химический состав. В него входят молекулы Na2Si2O5, Na2S3O3, эвтектика (Na2Si2O5+SiO2), ионы Na+, H+, ОН-, SiO3в2-, Si2O5в2-, гидраты nSiO2 * kH2O, Na2O * 2SiO2 * mH2O.

Механизм связывания зерен наполнителя жидким стеклом сложен и до конца не изучен. Сцепление пленки связующего с зернами песка происходит за счет химической адгезии. Главную роль в химическом отверждении смеси играет образование геля ортокремниевой кислоты H4SiO4 по следующей схеме:

Ионы натрия являются стабилизаторами раствора анионов, препятствующими конденсации и коагуляции жидкого стекла.

Важнейшей характеристикой жидкого стекла является модуль М. Модуль жидкого стекла представляет собой отношение числа молей SiO2 к числу молей Na2O, содержащихся в жидком стекле:

Обычно в литейные цехи поставляется жидкое стекло с модулем 2,7— 3,1. Из технологических соображений необходимо применять более низкомодульное стекло. Чем выше модуль жидкого стекла, тем больше полисиликат-ионов и меньше ионов Na. Поэтому высокомодульное стекло отличается большей степенью полимеризации, большей вязкостью и высокой скоростью твердения. Это снижает живучесть смеси, т. е. при хранении смесь быстро теряет свои технологические свойства.

Модуль жидкого стекла снижают добавкой NaOH. Количество NaOH, необходимое для снижения модуля с величины М1 до величины M2, можно определить по формуле

Для обеспечения равномерного обволакивания зерен наполнителя при изготовлении смеси необходимо, чтобы вязкость жидкого стекла не превышала 1 МПа*с. Рекомендуемые значения модуля и плотности жидкого стекла при разных способах отверждения смеси приведены в табл. 5.12.

Для более глубокой характеристики жидкого стекла используют значение порога коагуляции Пг. Жидкое стекло представляет собой коллоидную систему, состоящую из кислотной (SiO2) и щелочной (Na2O) составляющих. Часть щелочной составляющей связана с SiO2, а другая часть является свободной. Именно ионы Na+ этой свободной части обеспечивают стабильность раствора и препятствует его коагуляции, т. е. переходу в гель.

Чем больше содержание стабилизирующей части Na2O, тем устойчивее система, тем выше живучесть смеси. Чем меньше содержание свободной части Na2O, тем быстрее наступает переход в гель (и при меньшем расходе отвердителя), тем ниже живучесть смеси. Для определения свободной части Na2O осуществляют титрование жидкого стекла разбавленной соляной кислотой, которая нейтрализует Na2O. Порог коагуляции определяют по количеству HCl, затраченной на нейтрализацию Na2O, вызывающую коагуляцию раствора. Он представляет собой отношение массы свободной части Na2O к общей массе жидкого стекла.

Широкое применение жидкого стекла в качестве связующего в литейном производстве началось в 50-е гг. XX в., главным образом, в связи с возможностью быстрого отверждения смесей с жидким стеклом продувкой CO2. По существу, это были одни из первых холоднотвердеющих смесей.

При продувке смесей на жидком стекле CO2 образуется ортокремниевая кислота, молекулы которой вступают в процесс поликонденсации и гелеобразования:

В настоящее время кроме продувки СО2 применяются различные методы твердения жидкостекольных смесей: тепловая сушка, обработка сложными эфирами, порошкообразными минералами (феррохромовый шлак, нефелиновый шлам) и др. Механизмы и технология различных методов твердения смесей будут рассмотрены далее.

Важнейшими недостатками жидкого стекла как связующего являются плохая выбиваемость смесей из отливок и высокая пригораемость. Эти недостатки связаны с образованием при температурах 793 и 846 °C легкоплавких эвтектик. При последующем охлаждении они спекаются с формовочной смесью. Для устранения этих недостатков применяются различные мероприятия, рассматриваемые ниже.

Известны также методы получения жидкого стекла путем выщелачивания едким натром пород, содержащих большое количество аморфного кремнезема (трепел, опал и т. п.).

Цементы. В состав цементов входят трехкальциевый силикат (алит) 3СаО*SiO2, двухкальциевый силикат (белит) 2СаО*SiO2, трехкальциевый алюминат 3CaO*Al2O3 и четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО*Al2O3*Fe2O3. Цемент получают путем обжига измельченных смесей пород известняка, глины и других минералов при температуре 1300-1450 °С. Получаемый клинкер размалывают с введением гипса и других добавок. Этот цемент называется портландцементом. Основным минералом, определяющим прочность цементных смесей, является трехкальциевый силикат.

В основе отверждения цементных смесей лежит процесс гидратации клинкерных минералов при взаимодействии с водой. Процесс состоит в растворении клинкерных фаз с последующим выделением кристаллогидратов из пересыщенного раствора. Выделяющиеся кристаллогидраты срастаются в конгломерат, т. е. происходит процесс полимеризации. Наряду с этим имеет место механизм твердения, основанный на протекании топохимической (гетерогенной) реакции гидратации материалов.

Исследования показали, что вначале идет гетерогенная реакция образования кристаллогидрата, а затем происходит его растворение. На более поздних стадиях гидратация происходит в глубине зерна. Реакции основных минералов с водой имеют вид

Для приготовления смесей вводят 10-12 % цемента и примерно такое же количество воды. Оптимальное водоцементное отношение составляет 0,6-0,9. Процесс твердения цементных смесей происходит очень медленно, иногда более трех суток. Прочность через 4 ч составляет 0,1-0,15 МПа.

Более быстро твердеют глиноземистые цементы, содержащие минералы 3СаО*Al2O3, 5СаО*3А12O3 и CaO*2А12O3 (основной минерал). Их гидратация идет по реакции

Гель Al(OH)3 имеет большую удельную поверхность и упрочняет структуру.

Прогрессивным направлением является применение ускорителей твердения. Наиболее распространены следующие ускорители: хлориды (CaCl2, NaCl, AlCl3, BaCl2, FeCl3), карбонаты и фториды (K2CO3, Na2CO3, NaF), а также органические материалы (меламиновые смолы, триэтаноламин). Неорганические добавки повышают растворимость клинкерных фаз, а триэтаноламин ускоряет гидратацию.

Широко известным ускорителем затвердевания цементов является патока. Она взаимодействует с Ca(OH)2, ускоряя гидратацию и одновременно образуя сшитый полимер, упрочняющий смесь.

Весьма эффективно комбинирование цементов с лигносульфонатами. Особенно эффективно их применение в комбинации с цементом-гидралюмом, содержащим до 55 % 3СаО*Al2O3, технология получения которого разработана в Центральном научно-исследовательском институте технологии машиностроения и Московском государственном университете.

Недостатком цементов является снижение их активности при длительном хранении во влажной атмосфере из-за образования гидратных оболочек на их частицах. Поэтому цемент следует хранить в сухом месте в герметизированных емкостях.

Холоднотвердеющие смеси с цементом применяют для изготовления крупных отливок в единичном производстве. Цементы позволяют обеспечить лучшую выбиваемость смесей из отливок, так как при нагреве они дегидратируются и смеси разупрочняются.

Источник