Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Применение жидкого стекла в бетоне

Применение жидкого стекла в бетоне

Значительной части людей известно слово “жидкое стекло”, но никто не знает, что даже средневековые алхимики поддавали обработке строительные материалы жидким клеем. Силикатный клей – более знакомое название, востребован и в нынешнее время, а порой и незаменим.

В состав вещества входят силикаты калия и натрия. Раствор жидкого стекла широко применяется в строительстве, обладает разнообразными свойствами. Добавление средства в бетоны для гидроизоляции оправдано при закладке фундамента и значительно увеличивает прочность строительного материала.

Применяют вещество в трех направлениях:

  • Гидроизоляция бетонных поверхностей. На слой цемента наносится жидкое стекло, бетон впитывает раствор. После обработки, смесь высыхая закупоривает все поры бетона, влага не проходит. Для максимального эффекта покрытие поверхности проводят в несколько слоев.
  • Добавка при изготовлении бетонного раствора. Такой состав компонентов обладает высокой гидроизоляцией, но и быстро застывает, что сокращает время его использования.
  • Добавка для изготовления разных марок бетона. Высохнув бетон становится настоящим монолитом.

Преимущества материала

Ознакомление с преимуществами жидкого стекла позволит полностью ознакомиться с этим веществом. Выделяют следующие способности:

  • Высокая степень слипания. Текучая консистенция позволяет раствору проникать во все поры материала, чем обеспечивает крепкое сцепление, надежную гидроизоляцию.
  • Покрытие клеем способствует образованию водонепроницаемой пленки. Способ нанесения не влияет, изолирующая пленка получается цельной.
  • Экономичность в использовании. При любом способе использования требуется малый расход материала.
  • Оптимальная цена товара.

Вернуться к оглавлению

Правила применения

Процесс подготовки раствора не сложен, бетонный раствор с жидким стеклом легко приготовить своими руками. Для получения качественного продукта важно соблюдать правильные пропорции компонентов смеси и знать определенные условия использования, чтобы бетон не растрескивался и не разбивался. Правила следующие:

  • Жидкое стекло в бетон не добавляется. Сначала готовится сухая смесь, которая разводится тонкой струйкой растворенного в воде клея, при постоянном перемешивании.
  • Важно строго соответствовать инструкции, соблюдать пропорции компонентов. 3% – составляющая силикатного клея в растворе для фундамента, в других случаях максимальный процент нахождения клея в составе может достигать 25, от общей массы.
  • Жидкий клей способствует быстрому затвердеванию раствора. Добавление незначительного количества воды, либо подготовка малых порций поможет в работе. Готовить смесь в бетономешалке бессмысленно, она схватится до окончания перемешивания.

Вернуться к оглавлению

Инструменты для работы

Применение жидкого стекла в бетоне требует подготовки специальных инструментов. Для начала нужна маленькая емкость, рукавицы и спецодежда. Для размешивания понадобится дрель с насадкой, а для нанесения щетка, кисть или валик. При необходимости нанесения раствора способом распыления, понадобится краскопульт.

В работе понадобится просеянный песок, цемент и вода. Для смешения всех компонентов используют холодную воду. Позаботьтесь о достаточном количестве емкостей разного объема. Это позволит контролировать процесс добавления жидкости в раствор, и предотвратит переливание.

Соотношение материалов

В приготовлении раствора из бетона и жидкого стекла важно учитывать соотношение 1 к 10. Так как наличие клея в бетоне влияет на процесс застывания, для приготовления раствора нужно руководствоваться следующими пропорциями:

  • при количестве клея в 2%, первоначальное схватывание материала начнется через 40-45 минут, а окончательно продукт готов за 24 часа;
  • 5% вещества начнет проявлять себя в застывании бетона через 25-30 минут, окончательно схватится после 16 часов;
  • 8% – схватывание произойдет за 15 минут, а продукт готов в течении 6-8 часов;
  • 10% – процесс схватывания займет 5 минут, 4 часа – готов окончательный результат.

Чаще всего эти пропорции применяют для бетона марок М300 и М400. При необходимости повышенной водостойкости процент клея в растворе увеличивают. Стоит знать – максимальный процент содержания жидких веществ доводить до 25 при самостоятельной подготовке не стоит. На практике оказалось: раствор с высоким процентом клея в составе приводит к разрушению бетона практически на следующий день.

Раствор готовят с помощью строительного миксера.

Правильнее при подготовке смеси придерживаться следующего способа:

  • вода в составе раствора питьевая, без примесей солей и различных включений, в количестве одного ведра;
  • добавить один стакан клея и старательно размешать;
  • переместить жидкость в более крупную посуду: миску или таз;
  • при тщательном перемешивании добавлять в жидкость ранее подготовленную сухую смесь песка и цемента;
  • перемешать все строительным миксером или используйте дрель с насадкой;
  • раствор готов к использованию в работе.
Читайте так же:
Как сделать цементный раствор светлее

Таким соотношением материалов и работой с маленькими дозами можно добиться высокого качества продукта, долговечной гидроизоляции.

Техника безопасности

Использование универсального средства при работе с бетоном – дело не сложное, просто стоит соблюдать меры безопасности. Средство не токсично, но в виде мелких брызг может раздражать слизистую оболочку верхних дыхательных путей. Работать с материалом стоит далеко от источников образующих искры, в достаточно проветривающемся помещении.

Избегайте попадания средства на открытые участки кожи, работайте в перчатках и специальной одежде, с индивидуальными средствами защиты. Не допускайте попадания в глаза, может вызвать ожоги. При необходимости промойте глаза большим количеством воды и обращайтесь за неотложной помощью к врачу. При попадании раствора на кожу, место промыть теплой водой с мылом и смазать кожу мазью, не имеющей в составе активных веществ.

Емкость, в которой разводились растворы, используется по назначению, применение емкости в быту запрещено. После работы ее следует замочить в достаточном количестве воды и тщательно вымыть. Старое универсальное средство не содержит в себе вредных веществ и несмотря на развитие новых технологий и появление новых средств, потребность в жидком стекле не уменьшается.

Применение жидкого стекла для гидроизоляции при строительстве

Жидкое стекло – сравнительно новый материал, используемый в строительстве, однако он становится все более популярным.

Мы расскажем о том, как применяется жидкое стекло, какие плюсы и минусы оно имеет.

Где применяется жидкое стекло?

Жидкое стекло в строительстве находит довольно широкий спектр использования. Его можно применять не только в качестве гидроизоляции стен и пола, но и как защиту различных поверхностей от огня.

Его также можно использовать для грунтования бетонной стяжки или гидроизоляции перекрытий.

Итак, применять жидкое стекло можно для:

  • работы с фундаментом;
  • гидроизоляции;
  • заполнения пустот и щелей при строительстве стен и пола;
  • гидроизоляции емкостей с водой.

Если вы используете цементный раствор с добавлением жидкого стекла, то следует соблюдать пропорцию: 1 литр стекла к 10 литрам цементного раствора.

Гидроизоляция фундамента с помощью жидкого стекла

Гидроизолировать фундамент с помощью жидкого стекла можно несколькими способами.

Обмазочная гидроизоляция. Поверхность обрабатывается жидким стеклом, а затем оно покрывается другой гидроизоляцией, например рулонной.

Цементный раствор с жидким стеклом. Отлично подходит при ремонте трещин, через которые течет жидкость. Раствор очень быстро застывает. Подходит он и для изоляции швов сборного фундамента.

Жидкое стекло можно применять и в составе бетонной смеси. Сформировавшийся с такой добавкой монолит не будет требовать никакой дополнительной гидроизоляции.

Однако здесь есть нюанс: во-первых, рассчитать необходимое количество жидкого стекла на кубометр фундамента может только специалист, во-вторых, смесь застывает гораздо быстрее, чем обычный фундамент.

Плюсы и минусы использования жидкого стекла

К плюсам данного материала можно отнести следующие свойства:

  • Прекрасно взаимодействует с минеральной основой.
  • Создает надежную гидроизоляцию.
  • Легко наносится.
  • Расход материала небольшой.
  • Относительно недорогой.

Недостатки вещество имеет следующие:

  • Для гидроизоляции годится не везде, а только в легкодоступных местах, например на поверхности фундамента.
  • Восприимчиво к механическим повреждениям, поэтому нуждается в защите другими материалами.
  • Быстро кристаллизуется.

Технология гидроизоляции фундамента с помощью жидкого стекла

Прежде чем добавлять жидкое стекло в раствор цемента, нужно проверить, нет ли в нем посторонних примесей и мусора.

Купите жидкое стекло от проверенного производителя, тогда оно точно даст должный эффект.

Вы должны получить густой раствор, в котором не будет комочков.

Жидкое стекло не боится перепадов температуры, у него большой срок хранения, если упаковка не вскрыта.

Перед работой нужно подготовить поверхность фундамента. Для этого надо очистить его поверхность от грязи и мусора.

Затем при помощи кисти или валика наносится жидкое стекло, нужно делать это равномерно. Следующий слой можно будет нанести уже через 20 минут после первого нанесения материала. Не оставляйте на фундаменте необработанных участков.

Можно изготовить раствор цемента на жидком стекле (пропорция: один к одному). Учтите, что такой раствор моментально схватывается, а перемешивать его второй раз уже нельзя.

Читайте так же:
Прочность цементного раствора м50

После выполнения работ фундамент можно утеплить.

В целом работа с жидким стеклом как с гидроизоляцией проводится тем же способом, что, например, с битумной мастикой.

Или почитайте ЗДЕСЬ о герметиках для заделки трещин в бревне.

Как гидроизолировать с помощью жидкого стекла подвальное помещение?

Жидкое стекло может применяться как при наружных, так и при внутренних работах.

Не стоит забывать о боязни жидкого стекла механических воздействий. Если вы пользуетесь этим веществом, особенно на улице, то стоит сверху покрыть его рулонным материалом.

Так как жидкое стекло имеет отличные свойства изолирования от влаги, его можно использовать как для подвалов, так и для бассейнов. Жидкое стекло заполняет собой поры изолируемого материала и создает надежную защиту на микроскопическом уровне.

Если вы хотите приготовить смесь из жидкого стекла и бетонного раствора для изоляции подвала, то пропорция нужна следующая: 1,5 цемент : 1,5 песок : 4 жидкое стекло.

Используя такой раствор, вы получите защиту еще и от огня. Наносится раствор так же, как цементный.

Гидроизоляция бассейна

Для того чтобы гидроизолировать жидким стеклом бассейн, потребуется следующий порядок работ.

Бассейн следует обрабатывать с наружной и внутренней стороны. Снаружи это делается для того, чтобы исключить попадание грунтовых вод в стенки бассейна, которые могут разрушаться от воздействия окружающей среды.

Внутри гидроизоляция нужна для того, чтобы вода из бассейна не входила в трещины и не воздействовала на саму чашу разрушительно. Наносится такая гидроизоляция обычно кистью или валиком. Возможно ее использование и с другими материалами.

Или почитайте ЗДЕСЬ о теплопроводности различных утеплителей.

Как приготовить раствор?

Нужно начинать с перемешивания сухих компонентов. Это необходимо делать тщательно – около пяти минут.

Затем, когда вы получите однородную и подвижную смесь, нужно добавить жидкое стекло, а затем снова перемешать до однородной массы.

Учтите, что после этого разбавлять смесь водой или еще добавлять жидкое стекло уже нельзя.

Видеосюжет об укреплении рыхлой стяжки жидким стеклом

Осуществление гидроизоляции жидким стеклом и советы

  • Свойства и особенности жидкого стекла
  • Подготовка раствора
  • Применение
  • Каким образом выполняется сама процедура гидроизоляции
  • Плюсы и минусы использования жидкого стекла в изоляции
  • Цена такой изоляции

Технологии с каждым годом все больше развиваются и не стоят на месте. В строительной сфере они также двигаются с неимоверной скоростью. Новейшие материалы позволяют создать хороший водонепроницаемый барьер в любом месте. Именно гидроизоляция жидким стеклом и является одним из инновационных методов.

Свойства и особенности жидкого стекла

Это своеобразная водяная смесь натрия и калия. Этот компонент используют в монтажных и ремонтно-строительных работах. Именно для гидроизоляции стен, полов, фундамента, подвалов такой продукт подходит просто идеально.

Работа с основанием

Одной из особенностей такого стекла является его антисептическое действие. В состав также входят растворы калия и натрия с добавлением цементного порошка. Когда это вещество контактирует с плоскостью, именно в натрии создаются некие кристаллы, что в свою очередь, дают ему гидроизолирующие способности.

Этими кристаллами заполняются все мелкие поры по бетону или штукатурке, при этом образовывается единое основание. Она способна противостоять влаге, агрессивным щелочным элементам.

Подготовка раствора

Сама процедура получения такого стекла включает в себя сплавление смеси кварцевого песка с калием при температурах от 1300 до 1400 °С. После этого раствор охлаждается и разжижается паром под давлением в автоклаве.

Это вещество начинает затвердевать при контакте с кислородом. Сама суть лежит в том, что вода начинает испаряться, повышается концентрация свободного коллоидного кремнезема. Вследствие чего получаем его уплотнение.

На самом деле такое вещество очень долго затвердевает. Обусловлено это тем, что на его поверхности образовывается пленочка, которая не дает проникнуть воздуху вовнутрь и дать просохнуть всей массе.

Для быстрого высыхания применяются катализаторы. Они помогают скорее затвердеть стеклу.

Самой большой популярностью пользуется натриевое стекло. Оно является дешевле калиевого, хотя последнее более ценное по своим свойствам.

Читайте так же:
Приготовление песчано цементной стяжки

Применение

В строительстве существует три направления, в которых можно применять этот вид стекла:

  1. Как проникающая изоляция для обработанных цементом поверхностей. В чем суть такого использования? Производится нанесение в несколько слоев на конкретную плоскость. Бетон начинает его впитывать, а когда уже высохнет, то его поры будут закупорены. Поэтому влага не может проникнуть в это основание. Применение этого стройматериала в роли самостоятельной гидроизоляции не особо эффективно. Необходимо чтобы основание было покрыто дополнительной изоляцией.
  2. Как добавка при подготовке цементных смесей. Приготовленные этим способом растворы имеют такое качество, как быстрое высыхание. Но это в некой степени сужает круг применения подобных растворов. В основном ими пользуются для штукатурки поверхности бассейнов, изоляции разных неподвижных швов. Приготовленную смесь необходимо быстренько использовать, она, спустя очень маленькое время, делается твердой и ее уже нельзя применять.
  3. Как модификатор при изготовлении разных видов бетона. Сделав покрытие таким бетоном, оно очень хорошо высохнет и станет как монолит, который обладает высокими гидроизоляционными качествами. Готовить раствор из такого бетона необходимо очень аккуратно. Если не придерживаться нужных пропорций, то в результате получим хрупкую поверхность. Стынут такие смеси очень быстро, поэтому готовить их нужно непосредственно на месте, где сразу же будут использованы в работе.

Каким образом выполняется сама процедура гидроизоляции

Гидроизоляция жидким стеклом требует некой подготовительной работы с покрываемой поверхностью. Если в ходе нанесения будет попадаться пыль или грязь, то качество работы будет испорчено и приклеить ничего не выйдет. Поэтому этот этап нужно не упустить и ответственно к нему отнестись.

Технология гидроизоляции состоит из следующих этапов:

  1. Берется валик или кисточка и наносится первый слой на плоскость. Этот этап очень простой и не требует излишних подробностей.
  2. Через 30 минут необходимо повторить первый этап: на изолируемое бетонное основание наносится следующий слой. Важно наносить текучее стекло равномерно, не делать никаких разрывов.
  3. После этого подготавливаем защищающий слой. Сначала делаем обычный раствор из цемента, который обычно используют для штукатурки стен. Уже когда смесь подготовится, вливаем в нее текучее стекло, соблюдая соотношение 1:1. Очень хорошо все перемешивается и покрывается необходимое основание. Повторно разводить такой раствор не имеет смысла, вещества при этом теряют свои необходимые свойства. Из-за этого рекомендуется готовить смесь маленькими порциями. Такая процедура обычно проводится строительным шпателем и наносится тонким слоем.
  4. Последним этапом изоляции будет утепление. Для этого подходит пенопласт или базальтовая вата. Выбираем то, что подходит больше всего.

Плюсы и минусы использования жидкого стекла в изоляции

К преимуществам этого строительного вещества можно отнести:

  • Достаточно высокая текучесть. Из-за того, что продукт очень текучий, он может проникнуть в любую щель. Этим он обеспечивает надежную защиту. Такое стекло может равнозначно проникать как в структуру дерева, так и в бетонные поверхности. Свои свойства оно при этом не теряет.
  • Создание цельной и водонепроницаемой пленки. На это никаким образом не влияет способ нанесения. Такая пленка будет сплошной, если даже нанесение слоев было сделано с большим перерывом во времени.
  • Минимальный расход. Такая способность сохраняется при различных применениях. Будь это добавление в цементный раствор или другая смесь, использованная для изоляции.
  • Доступная цена. Это качество является первостепенным при выборе любого продукта. Такое стекло выступает хорошим гидроизоляционным веществом при своей низкой цене и этим самым опережает даже современные стройматериалы.

К недостаткам жидкого стекла относятся такие моменты:

    Сфера применения очень ограничена. Этот компонент используют лишь для гидроизоляции поверхностей с бетонным или оштукатуренным покрытием. К примеру, на кирпичную стену его нет смысла наносить, он её разрушает.

Застывшее стекло в жидком виде

Как видим, ничего страшного в этом строительном материале нет. Его плюсы и минусы примерно в одинаковом количестве. В принципе такое своеобразное стекло является идеальным продуктом для гидроизоляции. Единственное настораживает, что в сочетании с цементом происходит очень быстрое застывание. Но если научится все правильно делать и соблюдать все меры, то можно научиться дружить с этим стройматериалом. Он поможет надежно защитить помещение от влаги.

Читайте так же:
Удаление цементных пятен со стекла

Цена такой изоляции

Жидкое стекло выступает незаменимым материалом при изоляции. С помощью этого строительного материала можно увеличить срок службы поверхностей, на которые он будет наноситься.

Купить его можно в любом квалифицированном магазине или интернет-магазине, который продает строительные материалы. Еще его продают на обычных рынках в отделах стройматериалов и всяческих строительных инструментов. Стоимость будет зависеть от объема и от марки производителя.

Можно сделать вывод, что гидроизоляция жидким стеклом – очень доступная процедура. Поэтому стоит задуматься о ее применении во время строительных работ. Влага, которая может пропитаться в фундамент, стены и т. д. очень часто разрушает или дает проникнуть различным грибкам в помещение. Также она может привести человека к очень опасным заболеваниям.

Главное, чтобы гидроизоляционные работы были проведены правильно, с соблюдением всех тонкостей, тогда получим желаемый результат, и изолированная поверхность прослужит долго и надежно.

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:

где MSiO2, MNa2O — массы SiO2 и Na2O, содержащихся в данном количестве жидкого стекла.

В соответствии с ГОСТ 13078-81 выпускается содовое жидкое стекло с модулем 2,65-3,5 и плотностью 1360-1500 кг/м3, а также содово-сульфатное с модулем 2,6-3,0 и плотностью 1430-1500 кг/м . Жидкое стекло с модулем 2,6-3,0 называется низкомодулъным, а с модулем 3,01-3,5 — высокомодулъным.

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

где MNaOH — расход раствора едкого натра на 100 кг жидкого стекла, кг;

С — концентрация раствора NaOH, %;

р — плотность исходного жидкого стекла, кг/дм3.

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.

Читайте так же:
Как убрать цементный налет с брусчатки

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.

Наиболее распространен двухстадийный способ получения жидкого стекла для литейного производства. Сначала получают силикат-глыбу (сплавлением песка и соды или сульфата натрия в дуговых электропечах), которую затем в измельченном виде (частицы размером до 0,1-10 мм) растворяют в воде в автоклавах при 120-130 °C и давлении пара 0,3-0,8 МПа. При применении соды получают содовое жидкое стекло, при применении сульфата натрия — сульфатное.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector