Бетоны и растворы на жидком стекле
Товарное жидкое стекло содержит 50-70 % воды и имеет плотность 1300-1500 кг/м3.
Силикаты натрия или калия являются основными компонентами жидкого стекла и в воде подвергаются гидролизу. Образующийся при этом гель кремниевой кислоты Si(OH)4обладает вяжущими свойствами. По мере испарения жидкой фазы концентрация коллоидного кремнезема повышается, он коагулируется и уплотняется.
Кроме того, в твердении жидкого стекла принимает участие и углекислота воздуха, поэтому это минеральное вяжущее относят к классу воздушных вяжущих веществ. Углекислота нейтрализует едкую натриевую или калиевую щелочь, которая образуется в растворе при гидролизе и способствует коагуляции кремнекислоты, а также более быстрому затвердеванию жидкого стекла. При этом происходит выделение и высыхание (довольно медленно) аморфного кремнезема Si02 *2Н20 (или - Si(OH)4):
Na2Si03 + С02 + 2H20-»Si(0H)4 + Na2C03.
Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.
Твердение растворимого стекла существенно ускоряется при повышении температуры, а также при введении веществ, ускоряющих гидролиз и выпадение геля кремниевой кислоты (катализаторов, например, кремнефтористого натрия Na2SiF6).
Кремнефтористый натрий в воде гидролизуется по следующей реакции:
Na2SiF6 + 4 Н20 -> Si(OH)4 + 2NaF + 4HF.
Затем происходит реакция:
HF + NaOH -» NaF + Н20.
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.