Огнеупорен бетон върху течно стъкло

В бетона върху течно стъкло свързващото вещество е воден разтвор на силициев диоксид­натриев хат при Na2O * nSiO2 * mH2O, който в резултат на физикохимично взаимодействие с натриев флуоросиликат или други до­С добавки (втвърдяващи реагенти) той се разлага с отделянето на Si (0H) 4, коагулира и слепва агрегатните зърна в монолитен конгломерат. Течното стъкло има високи адхезионни свойства­вие по отношение на всички материали, използвани в огнеупорни материали­промишленост. Адхезивната му способност е 3-5 пъти по-висока от тази на циментите, което гарантира високо качество­топлоустойчив бетон.

За разлика от бетоните на хидравлични свързващи вещества, втвърдяването на бетона се получава не в резултат на хидратация на минерали, а в резултат на образуването­колоидно лепило Si (OH) 4, което придобива максимална якост след изсушаване и прекристализация в SiO2 с освобождаване­с вода. Бетонът се втвърдява във въздушно-сухи условия при температура на въздуха най-малко 15 ° C. При по-ниски температури процесът се втвърдява­Най-благоприятните температури на втвърдяване от 25-50 ° C практически не се срещат. Най-задоволителните свойства притежава течното стъкло, в което силициевият модул (моларно съотношение на SiO2 и Na2O) варира от 2,5 до 3. Модулът от силициев диоксид се нарича още модул на стъклото. Процес на захващане­втвърдяване и втвърдяване на бетона настъпва само в момента на отделяне на силикагел от колоидния разтвор:

Втвърдяването и втвърдяването на бетона върху течно стъкло с добавяне на натриев флуоросиликат или други втвърдяващи реактиви е­е сложен колоидно-адсорбционен процес поради колоидно-химичното взаимодействие на втвърдяващия реагент с алкали­натриев силикат. В опростена форма химичното взаимодействие на натриевия флуоросиликат с алкален натриев силикат, при което модулът на силикат е два, може да бъде изразено по следната схема:

Поради ниската си разтворимост във вода (0,6%) натриевият флуоросиликат реагира бавно с водно стъкло.

Процесът на втвърдяване и втвърдяване, в зависимост от количеството добавен силициев флуорид, от температурата и модула на водното стъкло­започва след 30-60 минути. През това време прясно приготвен­naya маса е достатъчно пластична и добре оформена. Количеството натриев флуоросиликат трябва да осигури нормалното втвърдяване и втвърдяване на бетона, както и необходимата якост на бетона по време на отстраняването. В същото време не трябва да се забравя, че натриевият флуоросиликат е високоефективен синтез, който намалява огнеупорните свойства на бетоните върху течно стъкло.

В допълнение към натриевия флуоросиликат, нефелиновата утайка, ферохромните шлаки и изгорелият серпентинит понякога се използват за втвърдяване на бетон върху течно стъкло, което се използва и като агрегат, който осигурява огнеупорен бетон с по-бързо време на втвърдяване (10-30 минути).

Когато втвърденото течно стъкло се нагрява с добавяне на натриев флуоросиликат, по-голямата част от влагата (80%) се отстранява при 100 ° C; при нагряване до 200 ° C се отстраняват още 12% влага. Остатъчната влага (8%) се отстранява чрез нагряване до 300 ° C, поради дехидратация на хелий силициева киселина по време на кристализацията на SiO2. В резултат на отстраняването на влагата в бетона се наблюдава свиване, което при правилния подбор на състава на бетона не надвишава 0,8%, а при използване на бетон с тънък­партида магнезит 0,25%.

Нагряването до 800-900 ° C води до частично синтероване на бетон. С въвеждането на огнеупорни фино смлени добавки, синтероването на бетон се получава при по-високи температури, неговата огнеупорност може­стопи се.

За приготвянето на фино смлени добавки използвайте шамот, магьосник­незит, хромит, хромомагнезит, кварц, дунит, серпентинит, талк, анде­zit, diabase и др. Степента на смилане на всички видове добавки трябва да бъде такава, че най-малко 50% от масата на материала да преминава през 0,09 mm сито (4900 отвора/cm 2).

Изборът на този или онзи вид добавка зависи от необходимия огнеупорен материал­условия за експлоатация на бетон и облицовка. Нанасяне на фино смилане­магнезитът и хромомагнезитът в най-голяма степен увеличават пожара­разврат.

Колкото по-ниска е плътността на течното стъкло, толкова по-ниска е якостта на бетона, например, когато се използва течно стъкло с плътност 1,25, крайната якост е само 50% от якостта на натиск на изсушения бетон (25-30 N/mm 2 ) приготвен върху течно стъкло с плътност 1, 36 g/cm 3 .

С увеличаване на разхода на течно стъкло количеството вода в бетона се увеличава, в резултат на което се увеличава неговата порьозност и т.н.­ността намалява. Така че, с увеличаване на съдържанието на течно стъкло от 400 до 500 kg на 1 m 3 бетон, якостта на натиск намалява пропорционално­съдържанието на Na2O.

В резултат на изпичането якостта на натиск на бетона не се променя.­значително в сравнение с якостта на изсушения бетон. Нагряването до 300-400 ° C втвърдява структурата му поради дехидратация­гел ния; при 400-600 ° C се наблюдава известно намаляване на якостта; с повишаване на температурата до 800-1000 ° C, якостта за повечето състави не се променя или леко се увеличава.

Видовете фино смлени добавки влияят върху якостта на бетона при нагряване­Ваня. Той е най-висок в бетона с фино смлян магнезит и шамотни добавки. Добавянето на фино смлян кварцит значително намалява якостта поради модификационната му трансформация при 575 ° C.

Степента и методите на уплътняване оказват голямо влияние върху якостта на бетона. За да се осигури подвижността на бетона по време на уплътняването чрез вибрации, най-малко 16% течно стъкло от общата маса на бетона трябва да се вкара в бетона с шамотни инертни материали. Намалете­невъзможно е да се зашие консумацията на течно стъкло с този метод на уплътняване, тъй като бетонът има висок вискозитет и не се уплътнява от вибрации.

Когато се използва уплътняване на полусухи смеси, максималната якост при компресия на бетон върху течно стъкло се увеличава с 1,5-2 пъти. В същото време свиване по време на сушене и нагряване почти не се наблюдава, това е от голямо значение при облицовката на индукционни топилни пещи за топене на алуминий.

Увеличаването на съдържанието на натриев флуоросиликат в бетона намалява огнеупорността и здравината при високи температури, тъй като е силна течност.

Най-високата температура на приложение е за бетон върху течно стъкло с фино смляна добавка и инертни материали от счупване на магнезитова тухла (1300-1400 ° C). Такъв бетон започва да омеква под кожата­малък 0,2 N/mm 2 при 1250-1300 ° C и се срутва при 1400-1450 ° C.

Бетонът върху течно стъкло с фино смлян магнезит и шамот се използват широко в индукционните пещи за топене на алуминий.­заместители. Този бетон има висока топлоустойчивост и е устойчив на редуциращото действие на алуминиевата стопилка поради факта, че шамотните зърна в този бетон са покрити с обвивка от магнезитов циментен камък.