Кислотоупорный цемент - это такое вяжущее на основе жидкого стекла с добавкой кремнефтористого натрия и различными видами тонкомолотых минеральных наполнителей (заполнителей), цементом называют чисто условно, поскольку смесь минерального порошка и кремнефтористого натрия не обладает вяжущими свойствами.
Кремнефтористый натрий Na2SiF6 - это пылевидный порошок белого или сероватого цвета, получаемый из улавливаемых отходящих газов (отходов) суперфосфатного производства.
Кислотоупорный цемент (полное название – цемент кислотоупорный кварцевый кремнефтористый) получают из смеси, приготовленной путем совместного помола или тщательного перемешивания раздельно измельченных кварцевого песка и кремнефтористого натрия и затворенной водным раствором натриевого или калиевого жидкого стекла с модулем не ниже 2,65 и плотностью 1,38...1,42 г/см3. Вяжущим в кислотоупорном цементе служит растворимое стекло, а добавка кремнефтористого натрия (катализатор) ускоряет процесс твердения жидкого стекла, повышает водостойкость и кислотоупорность цемента. Содержание жидкого стекла составляет, как правило, 25...30% от массы песка, а кремнефтористого натрия – 10...15% от массы растворимого стекла. Твердеет такое вяжущее в воздушно-сухих условиях при положительной температуре в результате физико-химических процессов между растворимым стеклом и кремнефтористым натрием. Через 28 суток твердения прочность изделий на кислотоупорном цементе достигает 20...40 МПа.
Применяют кислотоупорный цемент для изготовления кислотостойких растворов, бетонов, замазок, обмазок, устройства кислотостойких полов.
Изделия на таком вяжущем после начального твердения в воздушной среде могут длительное время сопротивляться агрессивному воздействию органических и неорганических кислот, за исключением фтористоводородной и кремнефтористоводородной. При этом с повышением концентрации кислоты кислотостойкость цемента возрастает. Но при постоянном воздействии воды бетоны и растворы на этом вяжущем разрушаются. Однако при добавлении в их состав льняного масла или небольшого количества любого гидрофобизирующего вещества водостойкость их повышается.
Изделия и конструкции из кислотоупорного раствора или бетона рекомендуется обрабатывать крепкой минеральной кислотой, например, соляной, т. е. откисловать. В результате протекания химических реакций смесь уплотняется, обезвоживается, и происходит образование твердого опаловидного кремнезема SiО2‧Н2О. Прочность кислотоупорного бетона, обработанного концентрированной кислотой, достигает 50...60 МПа.
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 Na2O•SiO2 или силиката калия K2O•nSiO2. Beличина п 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 Na2SiF6 - 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 + CO2 + 2H2O → Si(OH)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:
Na2SiF6 + 2Na2SiO3 + 6H2O → 6NaF + 3Si(OH)4
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.
Если Вы любите сферу строительства также, как и Мы - перейдите в каталог и ознакомьтесь с оборудованием, где представлены станки для кирпича и плитки, блока работающие по технологии гиперпрессования.
