Связующие композиции на основе жидкого стекла.





Жидкое стекло – коллоидальный водный раствор силиката К или Na переменного состава Na2OnSiO2mH2O(или Na2Si2O5). Ж.С. готовят из силиката Na, полученного сплавлением при 1300-1350С кварцевого песка с содой(содовая) или Na2SO4 и углем(сульфатное). Жидкие стекла (ЖС) получают из водорастворимых силикатов натрия (ГОСТ 13079-93), калия или смешанных калиево-натриевых и натриево-калиевых путем автоклавного растворения твердой силикат-глыбы и воды при давлении 0,4...0,8 МПа или "мокрым способом" путем автоклавного взаимодействия материалов на основе кристаллического или аморфного кремнезема с водным раствором едкого натра при давлении 1,0...2,5 МПа.

По внешнему виду содовое Ж.С. имеет желтоватый оттенок, сульфатное – темное, почти черное. Если используют смешанное Ж.С., то оно имеет грязно-серый цвет. Само Ж.С. согласно ГОСТ 13078-81 делится в соответствии со значением модуля на 3 группы: силикатным модулем(М) называется величина, показывающая мольное отношение SiO2 к Na2O.

М=m SiO2/m Na2O *1,032 – для натриевого Ж.С.(содовое)

m – массы оксидов, %

1,032 – отношение молекулярной массы Na2O к молекулярной массе SiO2. если используется в произвольном калиевое стекло, то

В зависимости от модуля Ж.С. бывает:

1. низкомольные М=2,61…3

2. высокомольное М=3,01…3,5

3. в литейном производстве М=2…3,1

Чаще всего в цехах применяется Ж.С. с модулем 2,2-2,8. в летний период из-за снижения живучести смеси модуль понижается до значения 1,6-1,7 введением 40%-ного водного раствора едкого натра.

Структурообразование в ЖС включает стадии:

  • полимеризации мономера с образованием на базе иона-октамера коллоидных частиц;
  • роста сферических коллоидных частиц вследствие осаждения на их отрицательно заряженной поверхности ионов-мономеров;
  • связывания коллоидных частиц сначала в разветвленные цепочки, затем в сетки, распространяющиеся на всю жидкую среду и уплотняющие ее в гель.

Основной показатель ЖС – силикатный модуль – определяется из выражений:

Для натриевого ЖС

Для калиевого ЖС

Для натриево-калиевого или калиево-натриевого ЖС

где SiO2, Na2O и K2O - массовые доли (%) оксидов в ЖС.

Поскольку калиевые ЖС не имеют особых преимуществ как литейные связующие по сравнению с натриевыми ЖС, в литейном производстве используются менее дорогие и более доступные натриевые ЖС. Основные свойства натриевых ЖС, называемых содовыми, согласно ГОСТ 13078-81 приведены в табл. 1.

Основные свойства натриевых ЖС Таблица 1

Показатель Норма для содового ЖС (для литейного производства)
Внешний вид Густая жидкость желтого или серого цвета без механических включений и примесей, видимых невооруженным глазом
Мас. доля, %: SiO2 Na2O Fe2O3 и Al2O3, не более CaO, не более SO3, не более   30,8…31,9 11,0…12,1 0,25 0,20 0,15
Силикатный модуль, М 2,6…3,0
Плотность ρ, г/см3 1,47…1,52

ЖС обладает составом и плотностью, которые могут изменяться в относительно широком интервале в зависимости от требований используемого технологического процесса (табл. 2).

Требования технологических процессов к показателям М и ρ Таблица 2

Процесс (способ отверждения ЖС) Тип отвердителя Показатели ЖС
М ρ, г/см3, не менее
СО2-процесс Углекислый газ 2,0…2,3 1,45
ЖСС (жидкие самотвердеющие смеси) Материалы на основе двухкальциевых силикатов   2,7…3,1 1,32 (достигается при разбавлении исходного ЖС водой и ПАВ)
ПСС (пластичные самотвердеющие смеси) 2,7…3,1   1,45
ХТС (холоднотвердеющие смеси) Жидкие отвердители (сложные эфиры) 2,3…2,5

К признакам химического состава натриевого (содового) ЖС относятся массовые доли (%) SiO2, Nа2О, силикатный модуль М, водосодержание W. Плотность ЖС ρ связана с указанными показателями и ими определяется. Массовые содержания SiO2 и Nа2О (%) устанавливаются методами химического анализа, регламентированными ГОСТ 13078-81, после чего расчетным путем определяются М (формула для его вычисления приведена выше) и W:

Плотность ЖС ρ определяется экспериментально с помощью ареометра или весовым методом (путем точного взвешивания единицы объема ЖС). Связь ρ с химическим составом ЖС видна из следующего выражения:

ЖС поступает к потребителю с М = 2,6...3,1. В литейной практике иногда возникает необходимость в снижении М ЖС, что достигается введением в него раствора едкого натра (каустической соды, каустика), расход которого определяют расчетным путем:

где QNaOH - расход водного раствора едкого натра, кг, на 100 кг ЖС; ρ - плотность исходного ЖС, кг/дм3; М1 - модуль исходного ЖС; М2 - заданный модуль ЖС (М2 < М1); С - концентрация водного раствора едкого натра, маc. доля (%).

Все смеси на Ж.С. можно разделить на 3 группы:

1. базовая жидкостекольная смесь

2. П.С.С. на жидком стекле.

3. Ж.С.С. на жидком стекле.

В зависимости от условий отверждения смеси жидкостекольные смеси бывают следующих типов.

Способ отверждения Тип отвердителя М ρ, кг/м3
CO2 - процесс Углекислый агах 2-2,3 1480-1520
ЖСС Двукальциевые силикаты(Fe-Cr шлак, нефелиновый шлам, бихромат К, портландцемент, ферросилиций, полифосфаты, алюминаты и т.д.) 2,7-3,1 ≥1360
ПСС См. ЖСС 2,7-3,1 От 1420 и выше
ХТС Жидкие отвердители, сложные органические эфиры(СОЭ), ацетат, этилен-гликоля(АЦЭГ), Комплексные порошкообразные металлофосфиты 2,3-2,5 ≥1470

П.С.С. в жидкое состояние (Ж.С.С.) переведена с помощью пенообразующих ПАВ, с последующим затвердением за счет твердых порошкообразных отвердителей.

Наиболее используемые ПАВ:

- контакт Петрова

- лигносульфанаты технические(ЛСТ)

- ДС – РАС

Механизм отверждения жидкостекольных смесей может быть разным:





Читайте также:
Пример художественного стиля речи: Жанры публицистического стиля имеют такие типы...
Новые русские слова в современном русском языке и их значения: Менсплейнинг – это когда мужчина что-то объясняет...
Обряды и обрядовый фольклор: составляли словесно-музыкальные, дра­матические, игровые, хореографические жанры, которые...
Конфликтные ситуации в медицинской практике: Наиболее ярким примером конфликта врача и пациента является...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.015 с.