2.Жидкое стекло. Состав и свойства. Основные отвердители.

Растворимое жидкое стекло представляет собой смесь растворимых сили­катов щелочных металлов, отвечающих общей формуле R₂O*nSiO₂. Жидкое стекло характеризуется силикатным модулем (М_с) и плотностью.

Силикатным модулем жидкого стекла, представляет собой отношение числа грамм-молекул двуокиси кремния к числу грамм-мо­лекул окиси натрия и вычисляется по формуле: ,

где 1.0323 – это отношение молекулярных масс SiO₂ и Na₂O.

Значение модуля жидкого стекла меняется от 1 до 4.

Плотность жидкого стекла меняется от 1,28 г/см³ до 1,54 г/см³ при температуре от 31 до 50 ⁰С.

В составе растворимого стекла преобладают: метасиликат Na₂O*SiO₂ (Na₂SiO₃); ортосиликат - 2Na₂O*SiO₂ (Na₄Si0₄); дисиликат - Na₂O*2SiO₂ (Na₂Si₂O₅); трисиликат Na₂O*3SiO₂ (Na₂Si₃O₇). Силикаты натрия не вполне со­ответствуют указанным формулам, а представляют собой полимерные ионы.

Силикат-раствор хорошо смешивается в любых соотношениях с водой. Жидкое стекло в обычных условиях твердеет очень медленно (за счет карбонатизации). Карбонат влияет на щелочность раствора, чем меньше щелочи, тем больше осаждается гель кремнекислоты. Величина рН растворов жидкого стекла колеблется в пределах значений 13-14. При длительном хранении жидкое стекло постепенно густеет. Застуд­невание жидкого стекла происходит под воздействием углекислоты в резуль­тате разложения силиката натрия

Na₂Si₂O_s + 4Н₂O + СO₂ = Na₂CO₃ + 4H₄SiO₄

и последующей полимеризации ортокремневой кислоты.

При нейтрализации щелочных растворов силиката натрия до значений рН=10_,7 силикатные ионы разлагаются до кремневой кислоты. Последняя поликонденсируется с образованием объемного полимера. Нейтрализация ще­лочных растворов силиката натрия с последующей поликонденсацией, при­менительно к задачам инъекционного закрепления грунтов, осуществляется веществами-отвердителями, среди которых наиболее распространенными яв­ляются: кремнефтористоводородная кислота H₂SiF₆ (сильная кислота), щавелевая кислота СООН-СООН, Акриловая кислота (пропеновая кислота, этенкарбоновая кислота) СН2=СН-СООН, хлористый кальций СаС1₇*6Н₂O (гексагидрат), сернокислый алюминий (глинозем сернокислый) Al₂(SO₄)₃*18H₂O, двуокись углерода CO₂ и алюминат натрия NaAlO₂. Первые шесть уменьшают щелочность раствора, последний вызывает гелеобразование путем сополиконденсации алюминия и кремния.