Кислотоупорный бетон состоит, из вяжущего материала — жидкого стекла с добавлением кремнефтористого натрия и кислотостойких заполнителей (андезит, бештаунит, гранит, клинкер, кварц и т. п.).
Составляющие материалы
- а) 35—38%-ныЙ концентрат жидкого стекла — натровый растворимый силикат Na20 • nSiO2 + mНаО, где модуль n = 2,50 — 3,00.
- б) Кремнефтористый натрий (технический) Na2SiF6, содержащий < 90% химически чистого вещества.
- в) Заполнители — андезит, бештаунит, чистый кварцевый песок, гранит, клинкер и т. п., состоящие из трех фракций по крупности: пыли мельче 0,15 мм песка 0,15—5 мм и щебня от 5 мм до наибольшей крупности, допускаемой размерами конструкция.
Состав бетона определяется на опыте следующим образом: к смеси заполнителей, подобранных по кривой Боломея, добавляется жидкое стекло (вышеуказанной концентрации с добавкой кремнефтористого натрия) постепенно с перемешиванием до тех пор, пока не получится необходимая пластичность. Приблизительный состав : 0,7—1 ч. жидкого стекла, 1 ч. пыли (специально размолотой или в качестве отхода от дробления щебня), 1 ч. песка, 2 ч. щебня.
Кремнефтористый натрий добавляется в количестве 15% от веса жидкого стекла. Пластичность назначается в зависимости от метода укладки и толщины бетонируемой конструкций.
При укладке бетона вибраторами осадка конуса должна быть равна нулю, при ручной укладке со штыкованием осадка конуса может составлять 3—10 см.
Уход за бетоном состоит в выдерживании его в теплой и сухой среде (в отличие от обычного на цементах, который необходимо выдерживать во влажной среде).
Химическая формула кислотостойких кислотоупорных бетонов
Основой для кислотостойкого бетона твердеющих систем является водный раствор силиката натрия, т. е. ярко выраженной щелочи.
В последнее время находит применение также и раствор силиката калия. Однако в процессе твердения на воздухе (в тонком слое) или в присутствии кремнефтористого натрия щелочь переходит в слабоосновную или нейтральную соль— углекислый или фтористый натрий и кислый кремнегель (рН=2), которым в основном и определяется стойкость бетонов или растворов этого типа:
Na20 • Si02 + С02 + 2Н20 -> Na2CO2+ Si (ОН)4;
2Na20 • Si02 + Na2SiF6 + 6H20 -> 6NaF + 3Si (OH)4.
Стойкость кислотостойких растворов и бетонов на основе жидкого стекла в кислотах в большинстве случаев возрастает, в связи с чем предварительно отвердевшие составы на жидком стекле рекомендуется дополнительно «окисловать», т. е. обработать растворами серной или соляной кислот.
Следует отметить, что и в обычной, но часто сменяемой или проточной воде кислотостойкие бетоны или растворы медленно теряют прочность или разрушаются выщелачиванием.
Небольшое повышение водостойкости достигается увеличением содержания кремнефтористого натрия, чтобы не оставалось не прореагировавшего силиката натрия (например, 16—18% вместо 12—15% к весу жидкого стекла, как обычно дозируют), а также путем введения некоторых коагуляторов, например хлористого кальция.,
Наряду с отсутствием щелочестойкости и недостаточной водостойкости, бетоны и растворы на жидком стекле характеризуются весьма высокой пористостью. Это происходит потому, что вместе с жидким стеклом вводится неизбежная вода.
Свойства бетона
Свойства бетона: временное сопротивление сжатию через четверо суток 110—120 кг/см2; через один месяц — 150 кг/сма; временное сопротивление изгибу через один месяц — 30 кг/см2; обладает сцеплением с железом, хорошо выдерживает действие крепких кислот: серной, соляной, азотной и др.
Прочность при твердении в крепких кислотах получается большей, чем при твердении в слабых кислотах или воде. Для придания большей кислотонепроницаемости желательно покрывать штукатуркой того же состава, что и бетон (без щебня) с затиркой.
Если на бетон будут действовать слабые кислоты, то предварительно следует обработать той же кислотой, но сильной концентрации. Из всех кислотт этот бетон не выдерживает только действия плавиковой кислоты.
Из кислотоупорных материалов применяется еще кислотоупорный цемент для штукатурки.
Применение в строительстве
Кислотоупорный бетон применяется для постройки резервуаров, труб и аппаратуры для кислот в химической промышленности взамен дорогих материалов: свинца, тесаного камня и кислотоупорной керамики.
Более широкого применения кислотоупорный бетот не получил в виду ограниченности производства жидкого стекла и высокой его стоимости, превосходящей в 2—3 раза стоимость обычного бетона.
Баритовый бетон отличается от обычного заменой песка и щебня заполнителями разной крупности из барита (тяжелого шпата — BaS04). Ценным свойством баритового бетона является непроницаемость для рентгеновских лучей (1 см свинца эквивалентен 14 см баритового бетона). Состав бетона 1 : 4. Объемный вес около 3,20. Прочность 200—300 кг/см2. Для той же цели применяется баритовая штукатурка (цемент и размолотый барит).