Kts23.ru

АЗС оборудование
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Растворимое стекло и кислотоупорный цемент

Растворимое стекло представляет собой натриевый или калиевый силикат (Na2O-nSiO2 или K^O-nSiC^), где п = 2,5. 4 — 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. 1,5.

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 кремнекисло-ты 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

Na2SiF8 + 4Н2О = Si(OH)4 + 2NaF + 4HF а затем проходит реакция

HF + NaOH = NaF + Н.,0

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 котвром 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 28сут должен быть не менее 2,0 МПа, а кислотостойкость — не менее 93 %. Предел прочности при сжатии стандартом не нормируется, но можно получить бетоны с прочностью при сжатии 30. 40 МПа и более.

Кислотоупорный цемент применяют для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Нельзя использовать кислотоупорный цемент для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, пара и щелочей, а также в условиях низких температур (ниже—20 °С).

Читайте так же:
Цементные растворы каких замешивать

Растворимое стекло кислотоупорный цемент

Растворимое стекло — силикаты натрия (Na20 * mSi02) или калия (К20 * mSi02), где т — модуль стекла, находящийся в пределах для натриевого стекла 2,0…3,5, а для калиевого 3,5…4,5. Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na2C03 (или сульфатом натрия Na2S04) и поташем К2С03 в стекловаренных печах при 1300… 1400 °С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеленые куски, называемые силикат-глыбой.

В строительстве обычно используют раствор силикат-глыбы в воде — жидкое стекло (в быту такой раствор называют силикатный клей). Растворение производится в автоклаве насыщенным паром. Плотность раствора 1,5…1,3 г/см , что соответствует концентрации раствора 70…50 .

При растворении в воде силикаты натрия и калия частично гидро-лизуются с образованием коллоидного раствора кремневой кислоты Si(OH)4 и соответствующих щелочных гидроксидов. В этих условиях (рН = 12… 13) раствор относительно стабилен. Жидкое стекло имеет повышенную вязкость из-за того, что кремнекислота в нем находится в полимеризованном виде. При обезвоживании (испарении или отсасывании воды) или при нейтрализации щелочей (например, углекислым газом воздуха) раствор теряет стабильность, кремнекислота переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так растворимое стекло проявляет вяжущие свойства. В обычных условиях этот процесс может идти очень долго, поэтому используют добавки — ускорители твердения.

Жидкое стекло применяют для изготовления кислотоупорных замазок и бетонов, а также как связующее в силикатных красках (только калиевое стекло).

Кислотоупорный цемент изготовляют из тонко измельченной смеси кислотоупорного наполнителя (кварца, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения — кремнефтористого натрия Na2SiF6. Название «цемент» для такого порошка имеет условный характер, так как сам он вяжущими свойствами не обладает и при смешивании с водой не твердеет. Вяжущим веществом в таких цементах является жидкое стекло, которым этот «цемент» и затворяют.

Процесс твердения кислотоупорного цемента протекает по схеме полного разложения силиката натрия и нейтрализации гидроксида натрия:

Na20 * mSi02 + Na2SiF6 + H20 -> Si(OH)4 + NaF

Образующийся гель кремневой кислоты является вяжущим компонентом, а плохо растворимый фторид натрия и порошок кислотоу-порнМ породы (кварца и т. п.) служат микронаполнителями образующегося цементного камня. Ориентировочное количество Na2SiF6 от массы растворимого стекла (т. е. сухого вещества в составе жидкого стекла) в кислотоупорных растворах и бетонах должно быть в пределах 10… 15 .

Сроки схватывания кислотоупорного цемента: начало — не ранее 20 мин, конец — не позднее 8 ч. У этого цемента нормируется предел прочности при растяжении после 28 сут твердения — не менее 2,0 МПа. Прочность при сжатии бетонов на кислотоупорном цементе составляет 20…60 МПа.

Основным достоинством и отличием кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих является способность сохранять прочность в условиях действия большинства кислот (за исключением плавиковой и фосфорной).

Более того, для уплотнения и упрочнения бетонов или растворов на кислотоупорном цементе их обрабатывают соляной или серной кислотами (кислуют). При этом нейтрализуются остатки щелочных гидроксидов и уплотняется гель кремнекис-лоты.

Кислотостойкость — сохранение массы затвердевшего кислотоупорного цемента при испытании в кислоте — не менее 93%.

Читайте так же:
Цемент глиноземный для чего

При длительном воздействии воды, пара и растворов щелочей бетоны и растворы на жидком стекле теряют прочность.

Жидкое стекло и кислотоупорный цемент

Растворимый силикат натрия получают, сплавляя кварцевый песок с содой, а силикат калия —сплавлением песка с поташом.
Стекло варят в стекловаренных печах при температуре 1400 °С. Когда разлитый расплав застывает, образуются прозрачные различных оттенков куски стекла, называемые силикат-глыбой.
Раздробленные куски стекла 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.

Часто на строительство жидкое стекло поступает повышенной плотности, его на месте работы приходится разбавлять водой Необходимое количество воды.
Жидкое стекло перевозят в бочках, хранят в закрытых отапливаемых складах.
В строительстве обычно применяют натриевое жидкое стекло плотностью 1300. 1500 кг/м3 и модулем 2,6. 3. Его применяют для изготовления кислотоупорных и жароупорных бетонов, штукатурок, замазок, уплотнения грунтов.

Калиевое жидкое стекло более дорогое; его применяют для изготовления силикатных красок, клеящих составов; оно не дает на штукатурке и окраске высолов, чем выгодно отличается от натриевого жидкого стекла.
Жидкое стекло — воздушное вяжущее, твердеет медленно — в результате слипания и уплотнения частиц свободного кремнезема при испарении воды и воздействия углекислого газа воздуха.

Ускорить процесс твердения и получить при этом водонерастворимые продукты можно добавкой фторосиликата натрия . При взаимодействии жидкого стекла с фторосиликатом натрия об разуется водонерастворимый фторид натрия и гидроксид кремния. На этом основано твердение кислотоупорного цемента.

Кислотоупорный кварцевый цемент — тонкомолотый порошок, получаемый совместным помолом кислотоупорного материала (кварцевого песка, бештаунита или андезита) и фторосиликата натрия (4. 14 %); допускается смешивать раздельно измельченныематериалы.
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 фторосиликата натрия. Твердеет цемент в воздушно-сухих условиях и при положительной температуре.
Кислотоупорный кварцевый фторосиликатный цемент через 28 сут твердения должен иметь предел прочности при растяжении не менее 2 МПа.
Работая с таким цементом, необходимо помнить, что фторосиликат натрия — ядовитое вещество, и строго соблюдать требования техники безопасности, не допускать попадания цемента на слизистые оболочки и дыхательные пути.

Кислотоупорный цемент применяют для изготовления кислотостойких растворов, бетонов, замазок, обмазок, для футеровки химических аппаратов, устройства кислотостойких полов. Кислотоупорные растворы и бетоны, будучи стойкими в кислотах (кроме фосфорной, фтористоводородной и кремнефтористоводородной), теряют прочность в воде, а в едких щелочах разрушаются.

Растворимое стекло. Кислотоупорный цемент.

Растворимое стекло представляет собой натриевый или калиевый силикат (Na2O-nSiO2 или K^O-nSiC^), где п = 2,5. 4 — 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. 1,5.

Читайте так же:
Разбрызгиватель цемента своими руками

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 кремнекисло-ты 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

Na2SiF8 + 4Н2О = Si(OH)4 + 2NaF + 4HF а затем проходит реакция

HF + NaOH = NaF + Н.,0

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 котвром 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 28сут должен быть не менее 2,0 МПа, а кислотостойкость — не менее 93 %. Предел прочности при сжатии стандартом не нормируется, но можно получить бетоны с прочностью при сжатии 30. 40 МПа и более.

Кислотоупорный цемент применяют для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Нельзя использовать кислотоупорный цемент для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, пара и щелочей, а также в условиях низких температур (ниже—20 °С).

Портландцемент. Сырье, принципы производства.

Состав и технология производства портландцемента

Портландцемент представляет собой гидравлический вяжущий продукт тонкого помола цементного клинкера, который получается путем обжига до спекания природного сырья или искусственной сырьевой смеси определенного состава. Сырье, пригодное для получения портландцемента должно иметь 75-78% карбоната кальция и 22-25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы производящие цемент отлично работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины. Спёкшаяся сырьевая смесь в виде зерен 40-50 мм называется клинкером.

Читайте так же:
Цемент розница с доставкой

Получение портландцемента хорошего качества зависит от содержания главнейших оксидов в клинкере, процент которых должен быть в пределах: CaO – 60-68%. SiO2 – 19-25%, оксида алюминия 4-8%, оксида железа 2-6%.

При содержании в портландцементе серного ангидрида SO3 более 3.5% или MgO более 4.5% наблюдается неравномерность изменения объема. Гидравлический модуль портландцемента 1.7 – 2.7. С целью увеличения содержания в портландцементе того или иного оксида в сырьевую смесь вводят корректирующие добавки, т.е. вещества, содержащие значительное количество того или иного оксида. При помоле клинкера добавляют до 5% гипса для регулирования сроков схватывания.

Улучшение некоторых свойств портландцемента и снижение его стоимости возможно путем введения до 15% активной минеральной добавки при измельчении клинкера. Портландцемент с активными минеральными добавками маркируют следующим образом: ПЦ 500Д15. Без добавок: ПЦ 500Д.

Технология получения цемента

Основные технологические операции выполняющиеся для получения цемента:

1. Добыча сырья и приготовление сырьевой смеси.

2. Обжиг сырьевой смеси и получение цементного клинкера.

3. Помол цементного клинкера с добавкой

Добыча сырья

Добыча сырья является основной в ступени производства цемента. Сырьём для цемента служит слой известняка зеленовато – жёлтого цвета. Добыча ведётся открытым способом. Залегания цементного известняка располагается на глубину до 10 м. неравномерными слоями до 0,7 м. Из опыта геологоразведочных работ таких слоёв, как правило, четыре.
Первичная обработка

После добычи известняк транспортируют и производят специальную сушку и первичный помол с добавлением специальных добавок. В маркировке такого цемента добавляется обозначение Д20, например ПЦ500 Д0 обозначает 0% добавок, а ПЦ 400Д20 — 20% добавок. В конце прохождения этой стадии смеси подвергают обжигу – таким образом получается клинкер.
Конечная обработка

Далее полученный клинкер ещё раз размалывают и сушат с добавлением известкового камня и активными минеральными добавками. Полученный материал является готовым цементом с заданными свойствами.

Поскольку у каждого вида исходного сырья есть свои особенности: минеральный состав, влажность, прочность каждое производство имеет свою уникальную технологию, позволяющую добиться необходимых свойств цемента.
В основном при производстве цемента на второй стадии используют одну из трёх отработанных технологий:

Мокрый способ

Применяется при производстве цемента из сырья состоящий из мела, глины, железосодержащих добавок. Требование к глине по влажности не более 20%, к мелу – не более 29%. Измельчение сырья производится в воде. Полученная шихта в виде суспензии влажностью до 50% поступает в печь для обжига. Диаметр печи может составлять 7 метров и длиной более 200 метров. В результате обжига получаются небольшие шарики – клинкеры, которые после тонкого помола станут готовым цементом.
Сухой способ

Основным отличием данного способа является то, что сырьё после или во время измельчения не увлажняется, а наоборот сушится. Таким образом, порошкообразная шихта поступает на обжиг уже в сухом виде. Данный вид обработки является наиболее экономически целесообразным, поскольку позволяет экономить не только сырьё, но и энергию, которая при мокром способе тратится на удаления воды из шихты.
Комбинированный способ

Читайте так же:
Очистка от цементных остатков

Данный способ производства совмещает в себе два способа и предполагает две разновидности технологий.

Мокрым способом готовят сырьевую смесь – шлам. После чего шлам пропускают через фильтры, осушая смесь до 16-18%, а затем отправляют на обжиг.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Кислотоупорные цементы состоят из смеси водного раствора силиката натрия (растворимого стекла), кислотоупорного наполнителя и добавки — ускорителя твердения. В качестве микронаполнителя используют кварц, кварциты, андезит, диабаз и другие кислотоупорные материалы; ускорителем твердения служит кремнефтористый натрий. Вяжущим материалом в кислотоупорном цементе является растворимое стекло — водный раствор силиката натрия или силиката калия. Величина указывает на отношение числа молекул кремнезема к числу молекул щелочного оксида и называется модулем стекла, он колеблется от 2,5 до 3,5.

Добавка кремнефтористого натрия также повышает водостойкость и кислотоупорность цемента. Отечественная промышленность выпускает кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, состоящий из смеси тонкомолотого чистого кварцевого песка 15. 30% и кремнефтористого натрия — 4. 6% от массы наполнителя.

Кислотоупорные цементы применяют для футеровки химической аппаратуры, возведения башен, резервуаров и других сооружений химической промышленности, а также для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов.

Как указывалось ранее, для приготовления кислотоупорного цемента применяют растворимое стекло. Растворимое стекло получают при сплавлении в течение 7. 10 ч в стекловарочных печах при 1300. 1400°С кварцевого песка, измельченного и тщательно смешанного с кальцинированной содой, сульфатом натрия или с поташом К2СО3. Полученная стекломасса поступает из печи в вагонетки, где быстро охлаждается и распадается на куски. Застывшие куски называют «силикат-глыба». Это стекло растворимо в воде при обычных условиях, но при действии пара высокого давления 0,5. 0,6 МПа и температуре около 150°С сравнительно быстро переходит в жидкое состояние.

Твердеет растворимое стекло (довольно медленно) только на воздухе вследствие выделения и высыхания аморфного кремнезема под действием углекислоты воздуха по реакции Na2SiO3 + СO2 + 2Н2O -> Si(ОН)4 + Na2CO3

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

Ускоряет твердение растворимого стекла добавка катализатора — кремнефтористого натрия Na2SiF6. Последний вступает во взаимодействие с растворимым стеклом, в результате чего быстро образует гель кремнекислоты — клеящее вещество, что приводит к быстрому твердению системы.

Силикат-глыбу можно транспортировать в таре или навалом. Растворимое стекло, имеющее сиропообразную консистенцию, транспортируют в бочках, стеклянных баллонах. Растворимое стекло применяют для приготовления кислотостойких и жароупорных обмазок. Нельзя применять растворимое стекло для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, щелочей и фосфорной, фтористо-водородной или кремнефтористо-водородной кислоты.

Кислотоупорный цемент не водостоек; разрушается от воздействия воды и слабых кислот. Для повышения водостойкости в состав цемента вводят 0,5% льняного масла или 2% гидрофобизующей добавки. Полученный таким образом гидрофобизованный цемент называют кислотоупорным водостойким цементом (КВЦ).

Для повышения кислотостойкости кислотоупорных бетонов рекомендуется обрабатывать их поверхность разбавленной соляной или серной кислотой, раствором хлористого кальция или хлористого магния.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector