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.