ПРОРОШКОВЫЙ ОТВЕРДИТЕЛЬ ЖИДКОГО СТЕКЛА И
ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СМЕСЕЙ
Назначение. Порошковый отвердитель жидкого стекла (ПОЖС) предназначен для физико-химического отверждения (затвердевания) водных растворов жидкого стекла и жикостекольных композиционных смесей при использовании его в различных промышленных технологиях.
В частности, ПО используют в литейном производстве при изготовлении форм и стержней из самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, при изготовлении комбинированных и единых оболочек в литье по выплавляемым моделям, в строительстве для регулирования скорости твердения добавок жидкого стекла в бетонах, цементных штукатурных растворах, цементных изделиях, в нефтегазовой промышленности при использовании жидкого стекла в качестве буровых растворов, блокираторов водной фильтрации нефтяных и газовых скважин, гидрофобизаторов грунтовых и бетонных ограждений водных бассейнов и цементных изделий, в дорожном строительстве при силикатизации опорных подушек асфальтобетонных и цементобетонных шоссейных и проселочных дорог.
Сущность физико-химического воздействия порошкового отвердителя на процесс отвердевания водных растворов жидкого стекла и композиционных смесей на его основе.
Первичным процессом при смешивании порошкового отвердителя с жидким стеклом или смесями на его основе является физическая адсорбция водного растворителя на частицах порошка отвердителя. В результате этого в несколько повышается вязкость раствора жидкого стекла и смесей в зависимости от количества вводимого отвердителя.
Для некоторых технологий это является положительным явлением, например при изготовлении литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей, так как способствует повышению плотности смеси и, следовательно, сырой прочности литейной формы или стержня.
Для других технологий это явление может оказать ухудшение требуемых свойств растворов жидкого стекла и смесей, например для приготовления и инъектировании жикоподвижных самотвердеющих суспензий при обработке нефте-газовых скважин. В этих случаях этот недостаток адекватно устраняется применением малых добавок поверхностно- активных веществ (ПАВ), например щелочного лигнина.
Вторичным процессом является химическое взаимодействие отвердителя с жидким стеклом, в результате которого жидкое стекло и смеси на его основе из жидкоподвижного состояния переходит в неподвижное, так называемое скоагулированное состояние. Этот момент определяется, как процесс схватывания жидкого стекла, при котором в результате химического ионного обмена вещества отвердителя с коллоидными частицами раствора жидкого стекла происходит массовое выделение из раствора (коагулирование) твердой фазы в виде скоагулированных частиц кремнезема. При этом скоагулированная система характеризуется сравнительно малой прочностью и легко разрушается при механическом воздействии.
После этого протекает третий период процесса взаимодействия, который заключается в образовании в скоагулированной системе гадросиликатов натрия в натриевом жидком стекле или силикатов калия в калиевом жидком стекле. В результате этого скоагулированная система приобретет высокую прочность и необратимую гидростойкость , что является важным для многих известных технологий с использованием жидкого стекла.
Исследованием установлено, что только порошковый неорганический отвердитель, например, на основе силикатов кальция, хлоридов алюминия обеспечивает формирование необратимого гидростойкого коагулята в смесях на основе жидкого стекла. Жидкие органические отвердители не обеспечивают формирование гидростойких сруктур скоагулированных систем на основе жидкого стекла. Поэтому там, где требуется высокая гидростокость скоагулированных систем на основе жидкого стекла необходимо применять порошковые неорганические отвердители.
Марки отвердителей различаются по активности воздействия на скорость отверждения жидкого стекла в виде следующих марок: ПОБД – порошковый отвердитель быстрого действия; ПОСД – порошковый отвердитель среднего действия; ПОМД- порошковый отвердитель медленного действия.
Указанные марки отвердителей должны соответствовать нормам, указанным в таблице по ТУ 1257-…………….
Таблица.
Технические нормы порошковых отвердителей
| Параметры | Марки отвердителя | Методы определения | ||
| ПОБТ | ПОСД | ПОМД | ||
| Цвет | светлый | серый | серый | Визуально |
| Насыпная плотность, г/см3 | 1,1-1,3 | 1,3-1,25 | 1,3-1,35 | Взвешиванием |
| Максимальный размер частиц, мкм | 40-60 | 50-80 | 80-90 | Ситовой анализ гост 8736-87 |
| Время до начала схватывания, мин. | 3-15 | 15-20 | 20-35 | По игле ВИКА
Гост 310.3.86 |
| Время до полного схватывания, мин. | 15 | 20-40 | 40-80 | По игле ВИКА
Гост 310.3.86 |
| Прочность после полного схватывания, МПа | 0,4 | 0,8 | 1,2-1,5 | На приборе сжатия
Гост 310.4.81 |
При заказе порошкового отвердителя выдается полный текст технических условий (ТУ), инструкция по применению жидкостекольных композиций с добавками отвердителя в зависимости от предполагаемого технологического применения.