Полимеризационные вяжущие
5.6. Полимеризационные (поликондисационные) вяжущие
5.6.1. Растворимое стекло и кислотоупорный цемент
Растворимое стекло представляет собой натриевый или калиевый силикат (Na2O х nSiO2 или К2O х nSiО2), где n = 2,5...4 — силикатный модуль стекла. Растворимое стекло получают из смеси кварцевого песка с содой (или сульфатом натрия) и поташом в стекловаренных печах при температуре 1300... 1400 °С. Образовавшийся расплав при быстром охлаждении распадается на стекловатые полупрозрачные куски, называемые силикат-глыбой.
В строительстве растворимое стекло применяют в жидком виде и часто называют жидким стеклом. Растворение силикат-глыбы производят водяным паром в автоклаве. Раствор жидкого стекла, поступающего на строительство, содержит 50...70 % воды и имеет плотность 1,3..1,4 г/см3.
Силикаты натрия или калия, являющиеся основными компонентами жидкого стекла, в воде подвергаются гидролизу. Образующийся при гидролизе гель кремниевой кислоты Si(OH)4 обладает вяжущими свойствами. По мере испарения жидкой фазы концентрация коллоидного кремнезема повышается, он коагулирует и уплотняется.
В твердении растворимого стекла участвует также и углекислота воздуха, которая, нейтрализуя едкую натриевую или калиевую щелочь, образующуюся в растворе при гидролизе, способствует коагуляции кремнекислоты и более быстрому затвердеванию растворимого стекла. Однако глубина проникания углекислоты сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.
Процесс твердения растворимого стекла существенно ускоряется при повышении температуры и, особенно при добавлении к нему веществ, ускоряющих гидролиз и выпадение геля кремниевой кислоты, например кремнийфтористого натрия. Кремнефторид натрия в воде гидролизуется
Na2SiF6 + 4Н2О = Si(OH)4 + 2NaF + 4HF,
а затем проходит реакция
Рекомендуемые материалы
HF + NaOH = NaF + Н2О
Образующийся при этом фтористый натрий мало растворим в воде, поэтому процесс расщепления силикатов жидкого стекла и выделения геля кремниевой кислоты (клеящего вещества) ускоряется, что приводит к быстрому твердению системы.
Натриевое жидкое стекло используют для изготовления кислотоупорных, жароупорных и огнеупорных бетонов, огнезащитных обмазок и силикатизации грунтов. Калиевое жидкое стекло применяют для приготовления силикатных красок, мастик и кислотоупорных растворов и бетонов.
Кислотоупорный цемент изготовляют из тонкоизмельченных смесей кислотоупорного наполнителя (кварца, кварцита, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения — кремнефтористого натрия. Название «цемент» для таких порошков имеет условный характер, так как они вяжущими свойствами не обладают и при затворении водой не твердеют. Вяжущим веществом в таких цементах является растворимое стекло, на водном растворе которого их и затворяют. Чаще всего применяют кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, в котором наполнителем является чистый тонкомолотый кварцевый песок.
Основное достоинство и принципиальное отличие кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих веществ — его способность сопротивляться действию большинства минеральных и органических кислот (кроме фтористоводородной, кремнефтористоводородной и фосфорной).
Схватываются кислотоупорные цементы в пределах 0,3...8 ч. Предел прочности при растяжении через 28 суток должен быть не менее 2,0 МПа, а кислотостойкость — не менее 93%. Предел прочности при сжатии не нормируется стандартом.
Кислотоупорный цемент применяют для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Нельзя использовать кислотоупорный цемент для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, пара, щелочей, а также в условии низких температур (ниже -20 оС).
5.6.2.Серный цемент
Серный цемент – термопластичное вяжущее, которое получают, вводя в расплавленную серу (50-60%) добавки мелкодисперсного наполнителя – 40-45 % (кварцевый песок, базальт, диабаз, андезит, трепел, шамот, асбест и др.) и пластификатора – 1-4%.
Составы на основе серного цемента нагревают до 145-155оС. При остывании вяжущее затвердевает. Бетоны на основе серного цемента и тяжелого заполнителя имеют среднюю плотность 2300-2400 кг/м3, предел прочности при сжатии 30-35 МПа.
Применяют при строительстве химических предприятий, в автодорожном и гидротехническом строительстве. Обладает высокой прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, атмосферостойкостью. Стоек к действию минеральных и органических кислот.
"1 Антагонизм в мире микроорганизмов" - тут тоже много полезного для Вас.
5.6.3. Фосфатный цемент. Фосфатное твердение обусловлено поликонденсацией фосфорнокислых соединений, образующихся в результате взаимодействия различных измельченных оксидов или специальных составов с ортофосфорной кислотой. Применяют в зубоврачебной практике. В строительстве на фосфатном цементе изготавливают огнеупорные связки и бетоны.
5.6.4. Органические смолы. Фенолформальдегидные смолы широкодоступная группа органических полимеров, образуются путем взаимодействия фенолов (фенол, крезол, ксиленол, резорцин) с альдегидами в присутствии щелочных катализаторов. Фурановые смолы – продукт конденсации фуранола и фурлового спирта. Полиэфирные смолы продукт конденсации непредельных кислот с гликолями. Эпоксидные смолы получают полимеризацией эпихлоргидрина и дифенолпропана. Их отверждение происходит с помощью отвердителя.
Применяют в основном для производства химически стойких покрытий и бетонов, пластобетонов, изготовлении древесностружечных плит и т.п. Также широко используют в реставрационных работах.
5.6.5. Кремнийорганические смолы – могут быть силаксановые и полиорганосилаксановые – отличаются от других синтетических смол тем, что основная полимерная цепочка состоит не из атомов углерода, а из атомов кремния. Обладают более высокой эластичностью и термостойкостью. Отверждение обычно происходит при нагревании. На их основе изготавливаются довольно стойкие лаки и краски, компаунды, связующие, изоляционные материалы и т.п.
Гидрализаторы этилсиликата используют как добавки к бетонам, а также в керамической и оптической промышленности.
5.6.6. Глетгрицериновый цемент получают смешением тонкоизмельченного свинцового глета (оксида свинца) с глицерином. Сроки схватывания -30-40 мин, прочность через несколько часов до 40 МПа. Используют для склеивания металлических и фарфоровых материалов, замазок и т.п.
