Кислотостойкий бетон на жидком стекле с уплотняющей добавкой

Обновлено: 26.01.2025

Кислотостойкий бетон на жидком стекле с уплотняющей добавкой

РУКОВОДСТВО
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ИЗГОТОВЛЕНИЮ СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КИСЛОТОСТОЙКОГО БЕТОНА

УТВЕРЖДЕНО директором НИИЖБ 14 января 1980 г.

Рекомендовано к изданию секцией теории железобетона НТС НИИЖБ Госстроя СССР от 8 апреля 1980 г.

Руководство содержит основные положения по проектированию и изготовлению сборных конструкций из кислотостойкого бетона на основе натриевого жидкого стекла.

Приведены нормативные и расчетные характеристики кислотостойкого бетона и требования к расчету и конструированию конструкций по первой и второй группе предельных состояний с учетом влияния агрессивной кислой среды и воды.

Указаны требования к материалам и способам приготовления и укладки кислотостойкого бетона, а также мероприятия по технике безопасности при производстве работ.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций, предприятий-изготовителей и заводских лабораторий.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Руководство составлено в развитие "Инструкции по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур" (СН 482-76).

Целью данного Руководства является разработка основных положений по проектированию и изготовлению конструкций из кислотостойкого бетона, эксплуатирующихся в агрессивных кислых жидких и газообразных средах при положительных температурах не выше 50 °С.

В Руководстве приведены требования к материалам для бетона; изложена методика для расчета и проектирования элементов конструкций из кислотостойкого бетона по предельным состояниям первой и второй групп и даны рекомендации по технологии его приготовления. В приложении приведены составы и свойства кислотостойких бетонов на жидком стекле с различными модифицирующими добавками и методы контроля качества сырья и готовой продукции.

Руководство составлено на основе лабораторных исследований и результатов опытно-промышленного внедрения конструкций из кислотостойкого бетона.

Руководство разработано НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук, профессора В.М.Москвин, В.В.Патуроев, канд. техн. наук Е.А.Гузеев, д-р техн. наук И.Е.Путляев, канд. техн. наук Г.П.Тонких). В разработке разделов 1, 2, 6 и приложений приняли участие канд. техн. наук Н.Ф.Шестеркина (НИИЖБ Госстроя СССР), канд. техн. наук Ю.И.Нянюшкин (ВНИИК Минхимпрома СССР) и канд. техн. наук В.А.Отрепьев (Минтяжстрой СССР).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство распространяется на проектирование и изготовление сборных конструкций заводского изготовления из кислотостойкого бетона, работающих при положительных температурах (не выше 60 °С) в кислых жидких и газообразных средах.

Кислотостойкий бетон* - бетон, изготовленный на основе натриевого жидкого стекла, кислотостойких наполнителей и заполнителей, отвердителя, полимерной уплотняющей добавки и добавки ингибитора коррозии стальной арматуры.

* Термин "кислотостойкий бетон" объединяет в себе термины "полимерсиликатный бетон" и "силикатополимерный бетон".

Примечание. При наличии экспериментальных данных допускается расчет и применение конструкций из кислотостойкого бетона в условиях повышенной температуры до 100 °С для гладких кислых сред и до 200 °С - для газов. Перепад температур по толщине сечения элемента допускается не более 30 °С.

1.2. Армированные и неармированные конструкции из кислотостойкого бетона проектируются в соответствии с указаниями Инструкции СН 482-76 с учетом особенностей эксплуатации.

Расчетные параметры, рекомендуемые Руководством, приняты по наименьшим значениям для повышения надежности работы конструкций.

1.3. Настоящее Руководство распространяется на проектирование и изготовление следующих конструкций, работающих в условиях агрессивных кислых сред с концентрацией не менее 5%:

несущих (сжатые и изгибаемые элементы конструкций вентиляционных галерей, газоходов, коллекторов, наливных сооружений);

самонесущих (изгибаемые плиты стен, перегородок, покрытий; поддоны; лотки и т.д.);

ненесущих (плиты полов; конструкции приямков, каналов, сливов и т.д.).

1.4. Конструкции и изделия из кислотостойкого бетона рекомендуется использовать:

при постоянном и периодическом действии кислот различных концентраций (кроме плавиковой и кремнефтористоводородной) и кислых газов;

при постоянном действии кислот, кислых газов и кратковременном действии воды (продолжительность действия воды см. п.3.7).

Допускается использование конструкций из кислотостойкого бетона в естественных температурно-влажностных условиях (50 °С; 60-80%) и при постоянном или периодическом действии воды.

1.5. Не допускается применение несущих и самонесущих армированных конструкций в условиях первоначального длительного действия воды и последующего действия жидких кислых сред.

Примечание. При проектировании армированных конструкций, систематически подвергающихся попеременному действию кислот и воды (плиты пола, ванны, баки и т.п.), следует предусматривать конструктивные мероприятия, обеспечивающие постоянный отвод воды с этих конструкций, исключение затекания воды в труднодоступные места и ее скопление.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КИСЛОТОСТОЙКОГО БЕТОНА, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИЕСЯ В АГРЕССИВНЫХ КИСЛЫХ СРЕДАХ

Бетон. Нормативные и расчетные характеристики бетона

2.1. Для конструкций из кислотостойкого бетона предусматриваются проектные марки бетона по прочности на сжатие М200, М300 и М400.*

* Состав бетона с компаундом разработан ВНИИК Минхимпрома СССР (см. прил.2).

2.2. Для конструкций, эксплуатирующихся в условиях агрессивных кислых сред, рекомендуется использовать характеристику кислотонепроницаемости бетона , которая выражается величиной, обратной глубине проникания кислоты в глубь бетона за эксплуатационный срок службы конструкций в агрессивной среде (30 лет), и равняется 15, 25, 30 и 35.

2.3. Характеристику кислотостойкости определяют по глубине проникания кислоты (концентрация кислоты принимается исходя из условий эксплуатации) в образец размером 10x10x10 см за время 30 сут. После испытаний в кислоте образцы испытывают на сжатие для определения коэффициента стойкости (см. п.6.3 настоящего Руководства).

Полученные значения сравнивают с данными табл.1 и определяют характеристику непроницаемости кислого бетона. При промежуточных значениях рекомендуется меньшее значение кислотонепроницаемости.

Кислотостойкий бетон на жидком стекле с уплотняющей добавкой

Toggle navigation

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

Характеристика кислотоупорных бетонов на жидком стекле

Обычные цементные бетоны, несмотря на все меры по их уплотнению и пропитке, имеют далеко не достаточную стойкость в кислых средах. Поэтому, естественно, возникает вопрос о целесообразности использования специальных кислтоупорных бетонов, особенно кладочных и штукатурных растворов и мастик.

К таким бетонам можно отнести составы с использованием в качестве вяжущего жидкого (растворимого) стекла и серного цемента, а также битумных и пековых составов.

Под мастикой, замазкой или тестом, описанными далее, нужно понимать материалы на основе вяжущего с необходимыми отвердителями и микронаполнителями, под растворами — те же смеси, но с добавлением строительного песка, а под бетонами — те же материалы с добавками щебня.

Кислотоупорные замазки, растворы и бетоны на жидком стекле.

Вяжущим материалом для кислотоупорных составов являются натриевое или калиевое жидкое стекло.

Кремнеземистый модуль (отношение содержания кремнезема к содержанию окиси натрия или калия) натриевого жидкого стекла должен быть не ниже 2,2 (обычно 2,6—3), а калиевого не ниже 2,8, удельный вес раствора в пределах 1,4—1,5; для повышения водостойкости бетонов модуль натриевого жидкого стекла рекомендуется принимать не ниже 3.

В качестве отвердителя применяют кремнефтористый натрий 1-го и 2-го сорта. Содержание чистого продукта должно быть не менее 93%, влажность — не более 1 %.

Наполнителем служат пылевидные (молотые) порошки, приготовляемые из природных или искусственных кислотостойких силикатных материалов — андезита, базальта, бештаунита, диабаза, кварца, фельзита, пемзы, маршалита, каменного литья, кислотоупорной керамики. Кислотостойкость порошков, определенная по ГОСТ, должна быть не ниже 96%, влажность не более 2%, тонкость помола должна соответствовать требованиям ГОСТ (остаток на сите № 92 или примерно 900 отв/см2 не должен быть более 0,5%).

В качестве заполнителей для растворов и бетонов применяют песок и щебень из тех же пород, а также кварца, гранита и других кислотостойких пород. Влажность песка не должна превышать 5%, щебня — 0,5%. Зерновой состав заполнителя должен удовлетворять требованиям получения плотных смесей. Кислотостойкость песка и щебня принимается не ниже 96%.

Рекомендуемые усредненные составы замазок, растворов и бетонов приведены в табл.
При наличии хорошего подбора заполнителей по плотности расход жидкого стекла в бетоне может быть уменьшен на 10—20%, а в случае если к бетону не предъявляется особых требований по плотности —до 30%.

Кислотоупорные бетоны, растворы и замазки на жидком стекле достаточно стойки к действию концентрированных кислот, за исключением плавиковой и фосфорной (при повышенной температуре) .
Кислоты малой концентрации более агрессивны для кислотостойкого бетона, при их действии наблюдается некоторое снижение прочности, а обычная вода разрушает бетон на жидком стекле за 5—10 лет. Особенно агрессивно действуют щелочные растворы, при наличии которых применять кислотоупорные составы не следует.

Для повышения кислотостойкости бетона и замазки на жидком стекле после их начального отвердевания рекомендуется их «окисловать», т. е. обработать раствором серной или лучше соляной кислоты.
Для повышения водостойкости таких бетонов рекомендуется применять жидкое стекло с повышенным силикатным модулем (2,8—3,2), увеличивать добавку кремнефтористого натрия (до 16—18%) и про­гревать уплотненный бетон при 100—150°С в течение 8—12 ч.

Кислотоупорные бетоны и замазки являются малоплотными, с фильтрующей пористостью от 10 до 30% и водопоглощением от 6 до 15%. Рекомендуется использовать также в качестве подслоя под такие футеровки весьма плотные материалы, например полиизобутилен.

Состав бетонов на жидком стекле

Ориентировочные составы плотных кислотостойких замазок, растворов и бетонов на основе жидкого стекла приведеные в таблице.

Кислотостойкие и щелочестойкие бетоны

7.1 Кислотостойкие и щелочестойкие бетоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 25246. Составы кислотостойких бетонов и требования к материалам приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4. СП 70.13330.2012

Несущие и ограждающие конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87

Требования к материалам

1 Вяжущее - жидкое стекло:

Не менее 280 кг/м 3 (9 - 11% массы)

Плотность раствора, кг/м 3 , 1,38 - 1,42; кремнеземистый модуль 2,5 - 2,8

Плотность раствора, кг/м 3 , 1,26 - 1,36; кремнеземистый модуль 2,5 - 3,5

2 Инициатор твердения - кремнефтористый натрий:

в том числе для бетона:

От 25 до 40 кг/м 3 (1,3 - 2% массы)

Содержание чистого вещества не менее 93%, влажность не более 2%, тонкость помола, соответствующая остатку на сите 008, не более 5%

8 - 10% массы натриевого жидкого стекла

18 - 20% массы натриевого жидкого стекла или 15% массы калиевого жидкого стекла

3 Тонкомолотые наполнители - андезитовая, диабазовая или базальтовая мука

В 1,3 - 1,5 раза больше расхода жидкого стекла (12 - 16%)

Кислотостойкость не ниже 96%, тонкость помола, соответствующая остатку на сите 0315, не более 10%, влажность не более 2%

4 Мелкий заполнитель - кварцевый песок

В 2 раза больше расхода жидкого стекла (24 - 26%)

Кислотостойкость не ниже 96%, влажность не более 1%. Прочность пород, из которых получается песок и щебень, должна быть не ниже 60 МПа. Запрещается применение заполнителей из карбонатных пород (известняков, доломитов), заполнители не должны содержать металлических включений

5 Крупный заполнитель - щебень из андезита, бештаунита, кварца, кварцита, фельзита, гранита, кислотостойкой керамики

В 4 раза больше расхода жидкого стекла (48 - 50%)

5.7.2 Приготовление бетонных смесей на жидком стекле следует осуществлять в следующем порядке. Предварительно в закрытом смесителе в сухом виде перемешивают просеянные через сито № 03 инициатор твердения, наполнитель и другие порошкообразные компоненты. Жидкое стекло перемешивают с модифицирующими добавками. Вначале в смеситель загружают щебень всех фракций и песок, затем - смесь порошкообразных материалов и перемешивают в течение 1 мин, затем добавляют жидкое стекло и перемешивают 1 - 2 мин. В гравитационных смесителях время перемешивания сухих материалов увеличивают до 2 мин, а после загрузки всех компонентов - до 3 мин. Добавление в готовую смесь жидкого стекла или воды не допускается. Жизнеспособность бетонной смеси - не более 50 мин при 20 °С, с повышением температуры она уменьшается. Требования к подвижности бетонных смесей приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5. СП 70.13330.2012

Несущие и ограждающие конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87

Контроль (метод, объем, вид регистрации)

Марка по удобоукладываемости бетонных смесей в зависимости от области применения кислотостойкого бетона для:

Измерительный, по ГОСТ 10181, журнал бетонных работ

полов, неармированных конструкций, футеровки емкостей, аппаратов

конструкций с редким армированием толщиной свыше 10 мм

густоармированных тонкостенных конструкций

7.3 Транспортирование, укладку и уплотнение бетонной смеси следует производить при температуре воздуха не ниже 10°С в сроки, не превышающие ее жизнеспособности. Укладку надлежит вести непрерывно. При устройстве рабочего шва поверхность затвердевшего кислотоупорного бетона насекается, обеспыливается и грунтуется жидким стеклом.

7.4 Влажность поверхности бетона или кирпича, защищаемых кислотоупорным бетоном, должна быть не более 5% массы, на глубине до 10 мм.

7.5 Поверхность железобетонных конструкций из бетона на портландцементе перед укладкой на них кислотостойкого бетона должна быть подготовлена в соответствии с указаниями проекта или обработана горячим раствором кремнефтористого магния (3 - 5%-ный раствор с температурой 60 °С), или щавелевой кислоты (5 - 10%-ный раствор), или прогрунтована полиизоцианатом, или 50%-ным раствором полиизоцианата в ацетоне.

7.6 Бетонную смесь на жидком стекле следует уплотнять вибрированием каждого слоя толщиной не более 200 мм в течение 1 - 2 мин.

7.7 Твердение бетона в течение 28 сут. должно происходить при температуре не ниже 15 °С. Допускается просушивание с помощью воздушных калориферов при температуре 60 - 80 °С в течение суток. Скорость подъема температуры -не более 20 - 30 °С/ч.

7.8 Кислотонепроницаемость кислотостойкого бетона обеспечивается введением в состав бетона полимерных добавок: фурилового спирта, фурфурола, фуритола, ацетоноформальдегидной смолы АЦФ-3М, тетрафурфурилового эфира ортокремневой кислоты ТФС, компаунда из фурилового спирта с фенолформальдегидной смолой ФРВ-1 или ФРВ-4 в количестве 3 - 5% массы жидкого стекла.

7.9 Водостойкость кислотостойкого бетона обеспечивается введением в состав бетона тонкомолотых добавок, содержащих активный кремнезем (диатомит, трепел, аэросил, кремень, халцедон и др.), 5 - 10% массы жидкого стекла или полимерных добавок до 10 - 12% массы жидкого стекла: полиизоцианата, карбамидной смолы КФЖ или КФМТ, кремнийорганической гидрофобизирующей жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11, эмульсии парафина.

7.10 Защитные свойства кислотостойкого бетона по отношению к стальной арматуре обеспечиваются введением в состав бетона ингибиторов коррозии, 0,1 - 0,3% массы жидкого стекла: окись свинца, комплексная добавка катапина и сульфонола, фенилантранилата натрия.

7.11 Распалубка конструкций и последующая обработка бетона допускаются при достижении бетоном 70% проектной прочности.

7.12 Повышение химической стойкости конструкций из кислотостойкого бетона обеспечивается двукратной обработкой поверхности раствором серной кислоты 25 - 40%-ной концентрации.

7.13 Цементы для щелочестойких бетонов, контактирующих с растворами щелочей при температуре до 50 °С, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10178. Не допускается применение цементов с активными минеральными добавками, за исключением гранулированного шлака. Содержание гранулированного шлака должно быть не более 20%. Содержание минерала С₃А в портландцементе не должно превышать 8%. Применение глиноземистого вяжущего запрещено.

7.14 Мелкий заполнитель (песок) для щелочестойкого бетона, эксплуатируемого при температуре до 30 °С, следует применять в соответствии с требованиями ГОСТ 8267, выше 30 °С - следует применять дробленый песок из щелочестойких пород - известняка, доломита, магнезита и т.п.

7.15 Крупный заполнитель (щебень) для щелочестойких бетонов, эксплуатируемых при температуре до 30 °С, следует применять из плотных изверженных пород - гранита, диабаза, базальта и др. Щебень для щелочестойких бетонов, эксплуатируемых при температуре выше 30 °С, следует применять из плотных карбонатных осадочных или метаморфических пород - известняка, доломита, магнезита и т.п. Водонасыщение щебня должно быть не более 5% массы.

Кислотостойкий бетон: состав, характеристики, изготовление, применение

Кислотоупорный бетон – это строительный материал, применяемый в случаях, когда существует вероятность контакта строительной конструкции с агрессивными кислотосодержащими средами. Функции вяжущего выполняет жидкое стекло. Такой бетон стоек к воздействию органических и неорганических концентрированных кислот (серной, соляной, азотной) любой степени агрессивности, кроме плавиковой, проявляет слабую устойчивость к воде и быстро разрушается щелочами.

Состав кислотоупорного бетона

Плотность этого строительного материала – 2,1-2,3 т/м 3 , предел прочности на сжатие в возрасте 20-30 дней – 100-200 кг/см 2 . Чем выше плотность материала, тем лучше его устойчивость к кислотам.

Основные компоненты: калиевое или натриевое жидкое стекло (силикат натрия или калия), кремнефтористый натрий, кварцевый песок, кислотоустойчивый щебень.

Основные компоненты кислотостойкого бетона:

• Жидкое стекло. Используется в виде коллоидного раствора. Кремнеземистый модуль – отношение кремнезема к оксиду натрия или калия – у натриевого стекла должен быть более 2,2, у калиевого – 2,8.
• Крупный заполнитель. В таких смесях может использоваться только щебень из горных пород с высокой кислотостойкостью – гранита, диабаза, андезита.
• Мелкий заполнитель. Чистый кварцевый песок или песок из других пород, устойчивых к воздействию кислот.
• Наполнитель – пылевидная фракция. Изготавливается размалыванием кислотоупорных материалов – кварца, пемзы, фельзита, маршалита, каменного литья, кислотостойкой керамики. Кислотостойкость порошков, в соответствии с ГОСТом 25246-82, должна быть 96% или выше.
• Отвердитель. Кремнефтористый натрий первого или второго сорта.

Примерно такие же компоненты (без крупного заполнителя) используются для изготовления кислотостойких строительных растворов и замазок. При использовании качественных заполнителей и наполнителей, полностью соответствующих требованиям нормативов, количество жидкого стекла в бетонной смеси может быть уменьшено на 10-30%.

Ориентировочный состав кислотоупорных бетонов, растворов и замазок, изготовленных на основе жидкого стекла

Химически стойкие бетоны

Химически стойкие бетоны – материалы, используемые для сооружения объектов, которые в процессе эксплуатации контактируют с агрессивными средами. Применяются при строительстве предприятий, связанных с химической индустрией, производством целлюлозы, сахара, удобрений. (фото) Для производства химически стойких смесей предназначены специальные вяжущие – синтетические смолы, жидкое стекло, полимерные составы. Невозможно изготовить бетон, одинаково устойчивый ко всем агрессивным средам. Поэтому производят материалы, проявляющие стойкость к определенным химреагентам, – органическим или неорганическим кислотам, щелочам, нефти и нефтепродуктам, солям, растворителям.

Технические условия на такие бетонные смеси регламентируются ГОСТом 25246-82.

Основные характеристики химически стойких бетонов

Один из основных показателей такого материала – коэффициент химической стойкости (КХС). Он равен отношению прочности образца после воздействия агрессивной среды к аналогичному показателю эталонного образца. По величине этого коэффициента различают следующие виды бетонов:

• КХС > 0,8 – высокой стойкости;
• 0,5 < КХС < 0,8 – стойкие;
• 0,3 < КХС < 0,5 – относительно стойкие;
• КХС < 0,3 – нестойкие.

Компоненты для кислотостойких бетонов

При производстве строительных материалов, устойчивых к средам различных составов и степеней агрессивности, используют как традиционные для этих смесей компоненты, так и особые:

• Вяжущее – фурфуролацетоновая, полиэфирная, фураноэпоксидная, карбамидная кислота, жидкое стекло. Бетоны на полимерных связующих называют «полимербетонами», а сочетающие полимеры и жидкое стекло – «полимерсиликатными». В состав сложных вяжущих может входить клинкерный портландцемент.
• Заполнители – прочный, морозостойкий, влагоустойчивый гранитный щебень и кварцевый песок. В качестве крупного заполнителя также может использоваться щебень из базальта или других горных пород, обладающих стойкостью к химически активным средам. В соответствии с нормативами заполнители могут быть не только плотными, но и пористыми.
• Наполнители, позволяющие сэкономить на дорогостоящих химически стойких вяжущих, – андезитовая или кварцевая мука.
• Добавки – пластификаторы, фосфогипс, нефтяной парафин.

Для повышения устойчивости к агрессивным средам твердеющие бетонные и железобетонные элементы пропитывают специальными химически стойкими составами. Перечень пропиток – стирол, метилметакрилат, битумы, парафины, жидкое стекло, сера.

Автор: Андрей Васильев

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Кислотоупорный бетон

Кислотоупорный цемент - специальный цемент, представляющий собой смесь совместно или раздельно молотых кварцевого песка и кремнефтористого натрия (Na2SiF6). Внешне кислотоупорный цемент выглядит как порошкообразный материал, который, как и другие виды цемента, получается путем помола. Готовая смесь должна быть тщательно и равномерно перемешана. Степень измельчения должна быть такой, чтобы остаток при просеивании измельченной массы через сито с 900 отв/см не превышал 0,5%, через сито с 4900 отв/см2 - 10% и через сито с 10 000 отв/см2 - 50%.

Кислотоупорный бетон получают затворением кислотоупорного цемента водным раствором силиката натрия или калия (жидкого стекла), который при схватывании образует кислотостойкий камень.

На кислотоупорный цемент есть ГОСТ 5050- 49 - "Цемент кислотоупорный кварцевый кремнефтористый". Согласно этому нормативу соотношение между песком и натрием зависит от химического состава песка и зависит от общего содержание окиси кремния (SiО₂), которое в готовом цементе должно быть не менее 92%.

Кислотостойкий бетон можно применять в кислотных органических и неорганических средах любой степени агрессивности, исключение составляют фтористоводородная (HF) и кремнефтористоводородная (H₂SiF₆) кислоты, в которых растворяется кремнезем.

Кислотостойкий бетон можно армировать так же, как и обычный бетон. Такой бетон прочно скрепляется с арматурой, не вызывает ее коррозии.

Применение других вяжущих веществ в данных случаях недопустимо, так как они под действием кислот разрушаются.

При длительном воздействии воды, пара и растворов щелочей бетоны и растворы на жидком стекле теряют прочность.

Ограничения применения кислотоупорного цемента также связаны с токсичностью кремнефтористого натрия.

Область применения

• Строительстве резервуаров, ванн и других емкостей для химической промышленности.
• Защита химической аппаратуры от воздействия разного рода кислот.
• Заделка швов между изделиями, имеющими кислотостойкие характеристики.
• Раствор для кладки химически стойких материалов (кирпича, плитки) при защите корпусов химической аппаратуры.
• Целлюлозно-бумажная промышленность (производство целлюлозы сульфатным способом), для защиты варочных котлов защита представляет собой кислотоупорную керамическую плитку или кирпич, уложенные на кислотостойкой замазке. Используется также монолитная футеровка из кислотоупорного бетона на жидком стекле.

Изготовление кислотостойкого бетона

В составе кислотного цемента 5 компонентов:

• жидкое стекло;
• кремнефтористый натрий;
• тонкоизмельченный кварцевый песок;
• кварцевый песок крупного помола;
• щебень.

Кислотостойкий бетон должен быть максимальной плотности, которая обеспечивает более прочную и повышенную водостойкость и кислотостойкость. Это обеспечивается при помощи подбора соотношения между крупным и мелким наполнителями, когда пустоты в щебне максимально заполняются песком, а пустоты в песке заполняются тонкомолотым наполнителем.

Кварцевый песок применяется в качестве кислотоупорного заполнителя, но так же могут применяться и другие кислотостойкие измельчённые породы:

• базальт;
• гранит;
• андезит;
• кварцит и др.

Содержание SiO₂ в кварцевом песке должно быть не менее 95%.

Кремнефтористый натрий является химическим отвердителем жидкого стекла, образующим при взаимодействии с последним гель кремнезёма, обеспечивающий формирование плотной и кислотоустойчивой структуры камня.

Ориентировочное количество кремнефтористого натрия Na₂SiF₆ от массы растворимого стекла (т. е. сухого вещества в составе жидкого стекла) в кислотоупорных растворах и бетонах составляет:

• 4% в цементах, предназначенных для изготовления замазок;
• 10-15% - для растворов и бетонов.

Кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент

Кварцевый кремнефтористый кислотоупорный цемент - порошкообразный материал, получаемый совместным помолом или тщательным смешиванием раздельно измельченных кварцевого песка и ускорителя твердения - кремнефтористого натрия. Его затворяют на водном растворе силиката натрия, после чего уже на воздухе он превращается в прочное камневидное тело, способное противостоять действию большинства минеральных и органических кислот.

Выпускают три разновидности этого цемента:

• Тип 1, предназначен для приготовления кислотоупорных замазок, затворяемых на жидком стекле; кремнефтористого натрия в нем должно быть не менее 4±0,5% от массы цемента.
• Тип 2, используют для изготовления кислотоупорных растворов и бетонов, затворяемых на натриевом жидком стекле; содержание кремнефтористого натрия в нем - не менее 8±0,5%.
• Тип 3, для изготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов, затворяемых на калиевом жидком стекле; содержание кремнефтористого натрия в нем должно быть не менее 14±0,5%.

Полимерсиликатные бетоны

Полимерсиликатными называют материалы (растворы, бетоны, замазки) на кислотоупорном цементе, модифицированном полимерными добавками (пластификаторы, уплотнители, гидрофобизаторы и т.д.).

Ниже приведен рецепт полимерсиликатного бетона из книги - "Рекомендации по изготовлению и применению изделий и конструкции из полимерсиликатного бетона", 1985г., Госстрой СССР, Ордена Трудового Красного Знамени, научно-исследовательский институт бетона и железобетона.

Натрий кремнефтористый технический КФН (ГОСТ 87-77) с содержанием основного продукта не менее 93%. Влажность отвердителя должна быть не более 1 %. Тонкость помола отвердителя определяется по ГОСТ 310.2-76 просеиванием пробы через сито с сеткой N o 008 или по удельной поверхности методом воздухопроницаемости. Остаток на сите не должен превышать 15%. Для получения бетона марки М250 удельная поверхность КФН должна составлять 2500-3000 см 2 /г., а для марки М350 - 4500-5000 см 2 /г.

Для повышения кислотонепроницаемости полимерсиликатного бетона в качестве уплотняющих добавок следует применять:

• фуриловый спирт или фурфурол;
• ацетоноформальдегидную смолу;
• компаунд, состоящий из фурилового спирта ФС и фенолоформальдегидной резольной водорастворимой смолы типа ФРВ-1 или ФРВ-4, взятых в соотношении 70-90% ФС и 30-10% ФРВ;
• тетрафурфуриловый эфир ортокремниевой кислоты;
• полиизоцианат;
• карбамидную смолу КФЖ или КФ-МТ.

Для увеличения жизнеспособности полимерсиликатных смесей следует применять кремнийорганическую жидкость ГКЖ-1О или ГКЖ-11.

В качестве пластифицирующих добавок, увеличивающих подвижность смеси, рекомендуется применять:

• нейтрализованные сульфокислоты НС на основе продуктов перегонки нефти (ГОСТ 13302-77);
• ацетоноформальдегидные смолы САФА;
• суперпластификатор-разжижитель С-3;
• алкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля (жидкое мыло) 0П-7 или ОП-10 (ГОСТ 8433-81);
• лаурилсульфат натрия.

Для повышения защитных свойств к стальной арматуре и закладным деталям рекомендуется использовать следующие ингибиторы коррозии:

• окись свинца;
• комплексную добавку катапин и сульфонол;
• фенилантринилат натрия.

Тонкомолотые наполнители, применяемые в производстве полимерсиликатных бетонов, могут быть промышленного производства или могут приготовляться на месте путем размола соответствующих материалов:

• андезитовая мука;
• диабазовая мука;
• кварцевый кислотоупорный цемент или муку, полученную из других кислотостойких материалов.

При использовании андезитовой муки или кварцевого кислотоупорного цемента при подборе состава ПСБ необходимо учитывать содержащийся в наполнителях кремнефтористый натрий.

Наполнители должны иметь кислотостойкость не ниже 97-98%.

Наполнители следует просеивать через сито N o 0315 для получения тонкости помола не ниже 2000 см 2 /г, при этом остаток на сите составляет 5-8%,

Его можно использовать в качестве мелкого заполнителя.

Влажность наполнителей должна быть не более 1%.

Для приготовления полимерсиликатных бетонов в качестве мелкого заполнителя следует применять природные кварцевые пески в естественном состоянии, фракционированные или обогащенные, кислотостойкостью не менее 96%.

Зерновой состав мелкого заполнителя должен находиться в пределах 0,15-2,5 мм

Модуль крупности песка должен быть в пределах 2-3.

Содержание в природных и дробленых песках зерен, проходящих через сито N o 014, не должно превышать 2%, а пылевидных, илистых и глинистых частиц - 1%.

Заполнители не должны содержать примеси известняка, доломита, металлических включений (проба раствором соляной кислоты). При наличии таких примесей всю партию заполнителя следует забраковать.

Крупный заполнитель для тяжелых полимерсиликатных бетонов

В качестве крупного заполнителя для тяжелых полимерсиликатных бетонов должен применяться кислотостойкий щебень (ГОСТ 8267-82), получаемый из естественных изверженных пород (андезит, гранит, базальт, кварцит). Предел прочности при сжатии естественного камня должен составлять не менее 80 МПа, водопоглащение - не более 2%, кислотостойкость - не менее 96%, содержание глинистых пылевидных частиц не более 1%.

Применение щебня из осадочных горных пород не допускается.

Наибольший размер щебня не должен превышать 1/4 толщины конструкции и 1/2 расстояния между арматурными стержнями.

Крупные и мелкие заполнители должны иметь влажность не более 1%.

Крупный заполнитель для легких полимерсиликатных бетонов

В качестве крупного заполнителя для легкого полимерсиликатного бетона следует применять керамзитовый гравий с насыпной плотностью 550-800 кг/м 3 и прочностью на сжатие в цилиндре не менее 2 МПа, отвечающий требованиям ГОСТ 9759-83, аглопоритовый щебень, а также другие искусственные и естественные кислотостойкие пористые заполнители (шунгизит, пористое стекло, перлит и др.).

Кислотостойкость легкого заполнителя для ПСБ должна быть не ни же 96%, водопоглащение не более 20%, влажность не более 2%.

Кислотостойкие замазки

Для изготовления используют также тонкомолотую андезитовую муку в смеси с кремнефтористым натрием (андезитовая замазка). Такую смесь затворяют жидким стеклом (силикатный модуль = 2,8, плотность - 1,4 г/см3) при следующем соотношении компонентов, массовые части:

Кислотостойкий бетон в производстве приготовляют в бетономешалках, размер емкости которых зависит от количества бетона, необходимого для укладки в определенный промежуток времени.

Физико-химические свойства

Схватывание и прочность

Основу твердения кислотоупорного цемента составляет взаимодействие кремнефторида натрия с высококонцентрированным раствором жидкого стекла. Реакция между Na₂SiF₆ и жидким стеклом протекает в два последовательных этапа: первый - нейтрализация щелочи в растворе до начала гелеобразования, второй - нейтрализация щелочи в формирующемся гидрогеле.

Сроки схватывания кислотоупорного цемента нормальной густоты должны быть:

• начало - не ранее 40 мин. (цемент типа I) и 20 мин (цемент типа II),
• конец - не позднее 8 часов для цементов обоих типов.

• Предел прочности при растяжении - не менее 2,0 МПа.
• Прочность при сжатии бетонов на кислотоупорном цементе составляет 20-60 МПа.

Обычно после воздействия концентрированных кислот прочность бетона повышается, а в разбавленных кислотах снижается, так как происходит выщелачивание фтористого натрия, который повышает пористость материала.

Снижение прочности по сравнению с прочностью образцов, не подвергавшихся кипячению в кислоте, не должно превышать 10%.

Жаропрочность

Жаропрочный кислотостойкий бетон применяют для того, чтобы бетонировать днища башенного оборудования сернокислотного производства, для изготовления фундаментов под оборудование. Такой бетон можно использовать при температуре 900-1200°С.

Химическая стойкость

Стойкость кислотостойкого бетона определяется механической прочностью до и после того, как на бетон воздействуют кислоты различной степени агрессивности на образцы за один месяц. Перед этим образцы должны храниться на открытом воздухе около 10 суток. Затем прочность образцов, которые были в кислотных жидкостях, сравнивают с образцами, которые находились на воздухе.

Коэффициент химической стойкости кислотостойких бетонов определяют по изменению прочности образцов после испытаний в агрессивной среде по формуле:

где Rq и Rr - прочность образцов соответственно до погружения в агрессивную среду и после выдержки в ней.

Химически стойкие бетоны на жидком стекле (плотные полимерсиликатные бетоны) предназначены для работы в условиях воздействия разбавленных и концентрированных минеральных кислот (азотной, серной, соляной, фосфорной), органических кислот (молочной, лимонной) с коэффициентом химической стойкости 0,7. В водном растворе аммиака (10-25%-ном) такие бетоны имеют K_x.c.>0,5, в насыщенных растворах хлоридов металлов K_x.c.>0,1, в органических растворителях (ацетон, бензол, толуол) и нефтепродуктах бетоны характеризуются высокой химической стойкостью (0,8x.c.<2), низкую химическую стойкость они проявляют в водных растворах едких щелочей.

Водостойкость

Водостойкость зависит от значения силикатного модуля и заметно повышается при превышении значения 3,3. Дальнейшее повышение модуля приводит к повышению водостойкости материала на основе щелочных силикатов, которая монотонно возрастает в области полисиликатов (при n>4,0), однако в этой области наблюдается ослабление вяжущих свойств.

В последние годы научились защищать жидкостекольные бетоны от воды, добавляя в жидкое стекло фуриловый спирт, парафиновую эмульсию.

Так же для повышения водостойкости в состав цемента вводят 0,5% льняного масла или 2% гидрофобизующей добавки. Полученный таким образом гидрофобизованный цемент называют кислотоупорным водостойким цементом (КВЦ).

Все материалы, представленные на сайте, носят исключительно справочный и ознакомительный характер и не могут считаться прямой инструкцией к применению. Каждая ситуация является индивидуальной и требует своих расчетов, после которых нужно выбирать нужные технологии.

Не принимайте необдуманных решений. Имейте ввиду, что то что сработало у других, в ваших условиях может не сработать.

Администрация сайта и авторы статей не несут ответственности за любые убытки и последствия, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.

Кислотостойкий бетон (цемент): состав по ГОСТ, приготовление

Кислотоупорный относится к химически стойким бетонам. Применяется в химически агрессивной среде при изготовлении бетонных сооружений. Для его изготовления необходимо соблюдать требования к кислотоупорным бетонам и материалам. Также четко регламентированы методы контроля параметров кислотоупорного бетона. Все эти требования определены ГОСТ 25246-82.

По свойствам кислотоупорные бетоны различаются химической стойкостью, видами связующего и заполнителя.

По стойкости они могут быть:

• высокостойкими;
• стойкими;
• относительно стойкими;
• нестойкими.

В зависимости от использованных связующих веществ, бетоны бывают:

• фурановые;
• полиэфирные;
• фураново-эпоксидные;
• карбамидные;
• акриловые;
• жидкостекольные.

Бетонные заполнители допустимо использовать плотные и пористые.

Марка (от М300 до М1100) характеризует параметры, среди которых:

• прочность при сжатии;
• прочность при растяжении;
• плотность для бетона на пористом или плотном заполнителе;
• морозостойкость.

Состав кислотоупорного бетона и производство

Для приготовления кислотоупорного бетона в качестве связующего применяются такие вещества, как фурфурол-ацетоновая, полиэфирная, фурано-эпоксидная смола, жидкое стекло. Для затвердения используют полиэтиленполиамин, бензолсульфокислоту, кремнефтористый натрий.

Как заполнитель в кислотоупорном бетоне используют щебень гранитный (крупный), песок кварцевый (мелкий), муку минеральную, диабаз (тонкомолотый). При этом фракция крупного заполнителя не должна превышать четверти расстояния между арматурой, в случаях, если конструкции из такого бетона необходимо армировать.

Изготовление бетонных смесей, стойких к влиянию агрессивной среды, производится в бетономешалках. Свойства таких смесей должны соответсвовать ГОСТ 7473-85. Для придания формы бетонным блокам применяется опалубка из стальных изделий. При этом должны соблюдаться условия для твердения изготовленных форм из бетона: температура выше 18 градусов по Цельсию и относительная влажность 70% в течение 30 суток.

После изготовления кислотоупорный бетон проверяют на плотность, прочность при сжатии, линейную усадку, водопоглощение, термостойкость, теплопроводность, морозостойкость, горючесть и ударную вязкость.

Бетон на жидком стекле

Наиболее широко применяются кислотостойкие бетоны, при приготовлении которых используется жидкое стекло. Они отличаются наибольшей стойкостью к концентрированным кислотам: серной, азотной, соляной. После реакции с такими кислотами высокой концентрации прочность и плотность бетона может увеличиваться. Но при этом, в среде, в которой используются кислоты низкой концентрации, бетон на жидком стекле малостоек из-за повышения рыхлости наполнителя, что ухудшает физико-химические свойства материала. Жидкие щелочи вызывают корродирование кислотоупорных бетонов.

Компоненты. Для лучшей способности сопротивления агрессивной среде необходимо использовать жидкое стекло в бетонной смеси не более 3%. При приготовлении бетона на жидком стекле необходимо предварительное смешивание жидкого стекла с водой в пропорции 250 мл силикатного клея на 10 л воды, после чего следует добавить воду в бетонную смесь.

Изготовление химически стойкого бетона

Для приготовления бетона используют жидкое стекло с содержанием натрия или калия. Наполнителем чаще всего служит диабазовая мука, песок, а также гранитный щебень нескольких размерных фракций.

При приготовлении тонкомолотый и мелкий наполнитель перемешивают щебнем, далее заливают жидким стеклом. В связи с быстрым затвердеванием смеси объем ее изготовления, как правило, составляет не более требуемого для применения.

Использование мелкого и тонкомолотого наполнителя в комплексе с крупным обеспечивает плотное заполнение пустот. Этим достигается лучшая сопротивляемость к воздействию агрессивной среды и воды.

Применение

Область применения данного материала весьма обширна в промышленной отрасли: нефтехимической, химической, металлургической и т. д.

Из кислотостойких бетонов выполняют сооружения, фундаменты, полы, настилы и другие конструкции и изделия, на которые в процессе эксплуатации возможны воздействия агрессивной среды, оказываемых веществами:

• минеральные или органические кислоты;
• растворители;
• соли;
• основания;
• нефтепродукты.

Благодаря стойким к химическому воздействию свойствам сооружения и изделия, изготовленные из такого бетона, способны функционировать много дольше, чем если бы применялся обычный бетон.

В ряде сооружений из бетона обязательно его армирование. Кислотостойкий, как и другой строительный материал, можно армировать. При этом он не вызывает разрушение металла за счет хорошей адгезии с арматурой.

Читайте также:

  
• Чем смыть пропитку для бетона
  
• Шумоизоляция перегородок из гипсокартона
  
• Кондуктор для сверления отверстий в плитке
  
• Гипсокартон белый дом калуга
  
• Можно ли клеить плитку на гипсокартон