Растворимое и жидкое стекло - Корнеев В.И.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 47 представлена кинетика твердения (по нарастанию пластической прочности) жидкого стекла с модулем 1,5 при введении в качестве отвердителя порошка р-2СаО-5Ю2, а также изменения концентрации кальция в жидкой фазе. Переход кальция в раствор осуществлялся в этом случае сразу с максимальной скоростью, минуя первый, второй, третий периоды гидратации, и в Дальнейшем только ослабевает. Кальций в растворе связывается силикатными ионами, но прочность начинает нарастать, когда скорость образования агрегатов за счет сшивания кальцием силикатных ионов с образованием связок • .51—О—Са—О—Эт. ; и выпадения этих агрегатов в виде твердой фазы существенно возрастет. Поэтому концентрация кальция в растворе сначала замедляется в своем росте, а затем начинает уменьшаться, т. е. Растворимые формы в процессе твердения играют роль промежуточных соединений. Максимальная концентрация Са выступает как величина, при которой скорость перехода Са в раствор Равна скорости его выпадения в твердую фазу. Эта последняя скорость определяется концентрацией и модулем жидкого стекла. Скорость перехода кальция в раствор, если она лимитируется стадией диффузии, будет мало зависеть от природы кальцийсо-^еРжащих твердых фаз и станет сильно зависеть от их природы пРи ограничении процесса растворения химическими стадиями,
121
120 ...
Т аблица 23. Предельная концентрация Са, моль/л, в растворах силиката иатрн различных модулей и концентраций (39)
Исходная Са-фаза л=1,5 п=1,98 п=3,4
Исходная концентрация SiOa Предельная концентрация Са Ислолная концентрация SIU2 Предельная концентрация Са Исходная концентрация SIU2 Предель^ концентра, ция Са
C2S 2,30 0,165 2,28 0,209 2,40 0,20 C3S 2,32 0,170 2,36 0,207 2,40 0 20 Са(ОН)2 2,35 0,172 2,30 0,200 2 40 0,20 C3S 3,10 0,620 3,05 0,360 2,82 0 20 С 3S 5,00 1,100 5,05 0,500 3,98 0,22
Таблица 24. Влияние на процесс гидратации клинкера и его отдельных фаз |65|
Вид и состав затворителя, масс.%
Время гидратации, сут
Предел прочности при сжатии, МПа
C3S
p-c2s
С3А
C4AF
СА
Цементный клинкер
1 _ _ _ 9
Вода — 100 3 12 0 1 52 14 27
28 32 16 5 76 50 55
180 57 40 6 80 76 57,5
Жидкое стекло — 3 Мгновенное 47 15 0 1 Мгновенное
100, е= 1300 кг/м3 28 схватывание 70 22 0 , схватывание
180 92 ПО 0 1
Раствор KF — 100 1 — — — — — 22
0=1300 кг/см3 3 0 0 0 0 13 38
28 7 5 4 4 28 43
180 50 42 19 75 50 60
Жидкое стекло — 85, 1 — — 0 0 0 86
раствор KF — 15 3 50 17 0 0 0 85
28 80 55 0 0 0 ПО
180 90 102 0 0 0 120
например при использовании менее основных, чем 2СаО-8Ю2 силикатов кальция. Это рассуждение может быть подтверждено табл. 23 из того же источника [39].
В работе [64] блокирование поверхности портландцементного клинкера фосфат-ионами приводило к понижению концентрации кальция в жидкой фазе на полтора порядка в начальный период взаимодействия клинкера с жидким стеклом. Фосфат натрия (2,5 масс. %) вводился вместе с частью воды в систему пере^ добавлением жидкого стекла («=3,2; о= 1450 кг/м3) в количестве 10 масс. % от количества цемента.
Использование КТ в качестве замедлителя гидратации ие-мента и его отдельных фаз при их затворении раствором жидкого стекла исследовано в работе [65] и представлено в табл. 24
Действительно, силикатные фазы и СзА существенно ускоряют-сЯ в гидратации при замене воды жидким стеклом, причем ранний набор прочности реализуется, видимо, главным образом за счет силикатов, образующихся из жидкого стекла при переходе кальция в раствор. Более позднее нарастание прочности обусловлено сКорее медленной гидратацией Са-содержащей фазы по обычному механизму в условиях потери подвижности системы. К сожалению, авторы [65] не указали модуль жидкого стекла, но если я=3, то 40% кремнезема вяжущей системы находится в жидком стекле и 60% в р-СгЭ.
При использовании С3Б кремнезем делится примерно пополам между фазами. Естественно, что ранее образовавшиеся гидросиликаты кальция будут менее основными, чем получившиеся позднее, и в затвердевшей системе будет существовать градиент концентраций по кальцию.
Необходимость использования больших количеств фтористого калия для требуемого замедления гидратации силикатных фаз свидетельствует о том, что роль фтора состоит не только в блокировке поверхности твердой фазы, но и в перехвате перешедших в раствор ионов кальция. Сродство ионов кальция к иону фтора гораздо больше, чем к силикатному иону. Если на 100 г СзБ используется 15 г раствора КР, то это означает, что в системе атомов Са в 14 раз больше, чем атомов фтора, но в раствор из СзБ переходит только чуть больше трети кальция. Образование цепочек % Э1—О—Са—Е, не способных к сшиванию силикатных частиц, является основой замедления начального схватывания.
На алюминатные фазы раствор жидкого стекла и КЕ действуют иначе, и четких закономерностей по табл. 24 не прослеживается. Можно предполагать, что было использовано жидкое стекло разных модулей. Так или иначе, но в низкоосновных фазах СА или СБ появляются в кристаллической решетке связи §1—О—Э1 или А1—О—А1, которые разрываются гидроксильными ионами, и для активизации таких фаз в вяжущей системе требуются гораздо более щелочные затворители — или низкомодульные жидкие стекла, или непосредственно щелочи.
