Применение жидкого стекла в строительстве
Водорастворимые силикаты натрия и калия использовались в виде клея еще в начале XX в. Однако в отечественной промышленности бетоны на основе жидкого стекла получили распространение только в 30-х годах после фундаментальных исследований. Например, фирма «Хехст» (ФРГ) разработала плотные, водо- и кислотостойкие мастики и замазки на основе щелочных силикатов и полимерных добавок. В некоторых случаях в качестве вяжущего применяют порошкообразные силикаты натрия и калия. Для растворения силикатов используют воду или водные растворы эфиров (бутирата, бензоната, поливинилацетата и др.). Инициаторами твердения служат циамиды двухвалентных металлов — цинка, свинца и др. Некоторые виды таких мастик умеренно стойки в щелочах.
По данным, применение алкил-эфиров жирных кислот в качестве полимерной добавки позволяет получить полимерсиликатпые мастики, непроницаемые для различных кислот. Аналогичные мастики получены в США, Франции и других странах.
Известно, что бетоны на основе жидкого стекла, обладая рядом положительных свойств, имеют высокую пористость (до 18—20%), низкую прочность и недостаточную водостойкость. Поэтому они не могут быть использованы как кислотостойкие материалы для несущих конструкций.
Такими кислотоупорными материалами являются полимерсиликатные бетоны на основе натриевого жидкого стекла и полимерных добавок.
Полимерные материалы, применяемые для модификации кислотостойких бетонов на жидком стекле, могут быть разными как по природе, так и по механизму их воздействия на составляющие кислотостойкого бетона, в том числе: уплотняющие или диспергирующие (фурановые, фенольные и другие смолы), водосвязующие (соединения с группами NCO и др.), снижающие усадку (олигоэфиры), замедляющие твердение (сульфанол, кремнийорганичеакие жидкости) и кольматирующие (канифоль, сера и др.).
Для получения комплексного эффекта модифицирующие добавки могут вводиться самостоятельно или в различном сочетании. В результате выполненных исследований удалось значительно улучшить физико-механические свойства и водостойкость кислотостойких бетонов. Практически непроницаемые для кислот полимерсиликатные бетоны используются в настоящее время для несущих армированных конструкций.
В последнее время ведутся существенно важные исследования, связанные с изменением механизма отверждения жидкостекольного вяжущего. Основой этих работ является то, что щелочь, находящаяся в системе, не нейтрализуется с образованием рыхлых продуктов, а вступает в химическую реакцию с термодинамически неустойчивым компонентом — тетрагидросиликатом. Твердение полимерсиликатного бетона по такому принципу обусловливает термодинамическую устойчивость связующего, повышение прочности (в 2—3 раза), водо- и щелочестойкости бетона. При стехиометрическом соотношении жидкого стекла и активного наполнения бетон становится кислото-, водо- и щелоченепроницаемым.