【doc】水玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响

【doc】水玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响 水玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响 蚺6喜2船 1990年B月 弃齐哈尔轻工学院 T0urnalofQiqiharLightlndustrylnstltliteVo1.6No.2 JuIRet990 水玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响 高述言 摘要 本文较全面研芄了水玻璃对耐酸耐热混艇土质量的各种影响.指出适当调 配水玻璃模数和浓度,使用混合型水玻璃,提高耐酸耐热混凝土养护温度, 都是提高耐酸耐热混凝土质量的重要环节. 关键词水玻璃耐酸耐热混艇土胶结剂 0前言 生产和使甩浓酸的工厂,其建筑物和接触酸的设备,尤其是接触高温酸的设备,必 须防酸处理;酸厂房地面和酸设备内衬原多用不同耐酸胶结材料将耐酸瓷扳或瓷砖粘贴 起来作防酸层.粘接材料的性质,施工的质量,缝隙大小对其使用寿命都至关重要.使 用耐酸混凝土及耐热耐酸混凝土,可大幅度减少缝隙率和因缝隙渗酸腐蚀设备的几率. 这方面已有耐酸混凝土实验地面和煤气发生炉耐热混凝土整体浇注的先例.然而耐酸耐 热混凝土需集耐酸和耐热两种混凝土的共同特点,对选用材料和混凝土质量则要求更 高.混凝土的致密度和抗渗性是使用成败的关诎,更需引起重视.为使即将施工的耐酸 耐热混凝土设备衬里更有充分依据,进行了一些实验研究工作. 1耐酸耐热混凝土基础材料的选择 1.1水玻璃的特性可满足耐酸耐热混凝土的基本要求 水玻璃是碱金属离子与硅酸根聚合津的胶体溶液_】】,由碱金属璃陆盐类与二氧化 硅经熔融制成玻璃体再溶解于水中而制成,其中含有简单硅酸根,硅酸根二聚体,多聚 体,二氧化硅胶束及R离子:硅酸根聚合物的种类和数量受溶解前玻璃体二氧化硅与碱 金属克分子比值(模数)制约:当siO/Na0>1时,高聚物占优势,模数愈高所含聚 合硅酸根离子愈多.sj0/Na0?1时,低聚物含量增多_?_.见图1 本文于1989一ll一28收到 第2韵水玻璃对耐醢耐热混毒乏土质量的影响 含不同种类碱金属离子的玻璃体制廊永玻 璃的难易随离子半径的差异而幂同川,形成 聚台物的混合结构疏密亦有差别.同种碱离子 随其含量的增加聚合体结构相对疏橙. 水玻璃在一定稠度时具有很高的粘结性, 其粘结性大小是该溶液对其它物体亲台力的标 志,通常与溶质有关.一般认为水玻璃的牿结性 随液体稠度的提高而增大,相同模数的不同水 玻璃其粘结性是Na—B>K,B>Li—B,加 入其它添加物亦可调整粘结性. 水玻璃稳定性随碱性提高而提高;.其稳定 图硅酸钠玻璃中聚台物形式性与溶液中正负离子平衡状态,阻离子水 离子层厚薄,溶液PH值大小相关.几种水玻璃稳定性是Li—B>K—B>Na—B含 同种阳离子的水玻璃稳定性随模数的升高而下降.Na—B模数超过4已不稳定,K —B 模数超过4,SiOz在10以上时牯度亦很高.pH值与水玻璃模数,浓度有关,pH值为 7.5时,有一个胶凝时间极小值,1.8时有一个极大值,>10.6以后溶液无限稳定. 水玻璃可以自圃结和催化固结'.水玻璃溶液涂附到其它物体上,水分蒸发后可 形成膜.钾钠水玻璃膜对水有可逆性,而锂水玻璃膜对水无可逆性.为提高钾钠水玻璃 的耐水性,可用重金属盐,两性金属1,锌,复台金属氧化物(LiAIH.)或酸,使其 进行化学反应形成水不溶物和硅腔而得稳定的固化膜此膜的耐水性,耐热性耐酸 性,抗老化性均随SiO含量的增加而提高.用适量硅氟酸钠去固化水玻璃,硅酸钠与 硅氟酸钠反应生成偏硅驶(HSiO;)及不溶于水的sjO?NaF-H.O化台物,提高了 耐酸性. 1.2耐酸耐热混凝土的要求和骨料选择 耐酸耐热混凝土!要求其固结剂和粗细骨柯具有很高的耐酸性和较低的线嘭胀系 数,凝结后致密度很高.有足够的抗拉和抗压强度.为此实验选择了不向摸数的钠水 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf l几种粘结剂材料耐酸情况I. 水玻璃为牯 结剞的材料 H2SO' HNO. HC1 >50 >30 浓溶液 以硫磺为粘 结剂的材料 O,90 30,40 任何浓度 以沥青为牯 结制的材料 <50 <10 <20 以水泥为粘 绪剂的材料 不耐 不耐 不耐 \度 一 36齐齐哈尔轻工学院1990血 玻璃.钾水玻璃,钾钠混合型水玻璃和准备作混凝土用的几种耐酸率很高,线胀系 数较 小的材料进行实验.实际采用的是球玻璃为胶结剂,安山岩和辉绿岩的细粉及砂作 粗细 骨料.材料性能见表1和表2. 表2几种耐酸材料的理化性质 耐酸事 线胀系数 10'0 熔点? 耐压强度 kg/cm 化学成分 SiOz AIzO3 Fe20a Ti0 CaO MgO N020 K2O >98<98 (20 2 , 1. 8 2 0 o O?)60 l72 98.50 0.50 0.o6 —— o.50 微量 微量 <96 1o.o l25o <98 8.3(20?) 160o 96 4.90 (2o~1oo?) 1260 ?8oo1100,150016O0,180020o~25o 64.30 14.10 5.42 , 1.o0 5.80 3.0o 3.50 2.oo 52.40 14.50 11.20 2.1O 5.20 9.1o 3.50 o.50 69.40 15.60 2.10 0.20 2.62 1.08 4.30 1.40 70.00 20.0O 3.00 1.O0 2.00 4.00 2.00 2实验情况及数据 2.1Na—B 经堆积密度测定选择配合比例如表3,表4 表3安山岩粉,砂粒径配合 第2期水玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响37 表4几种混凝土配合比例 耐热砼0.15'6.8 ? 用磷酸}作固化荆高温性能好 按照上述配合比例,分别使用外购模数为3.3和2.4两种水玻璃.利用氯氧化钠和硅 胶调整封模数为2.0,2.4,2.8,3.3,3.5,每种模数各作一组尺寸为100×1O0×lOOmm 试块,分别在室温13o?,2oo?下进行养护,对各组试样进行耐酸性抗渗性,热稳定 性实验(参照鼓式浓缩器验收 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 ),: 表5=耐酸耐热混凝土实验 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 硌『玻璃模养护温度热稳定耐酸渗遗深度 }数(n)?350?一l0?安定性"m/ 耐 酸 砼 2.4 2.8 3.3 3.5 耐7O97 二次隶裂HzSO一渗透 耐70%,97 二次末裂H2SO.45 二次末裂 二次末裂 三次末裂 三次末裂 三次末裂 三次末裂 线胀系数 ×10—0 7O,97% H2SO. 7O,97 HzSO4 14O?70 HzSO 280?97 H2S0. 14O?7O% H2S0 280?97 H2SO. 43 42.5 43 41 41 40 178 I92 192 194 350 482 480 483 7.8 7.5 7.45 7.45 7.0 6.8 6.7 6.4 30 30 30 30 次末裂 次末裂 次末裂 次末裂 耐酸 耐酸 耐酸 耐酸 渗透 50 (60) 48 47 154 160 l64 168 8.2 8.0 7.9 8.0 度强m鞣 耐酎耐耐耐耐 如??捌枷 48354835 22332233 耐酸耐热砼 38齐齐哈尔轻工学院1990年 耐酸实验是将养护好的试块分别浸在97%,7O%之HSO.中,一组为宣温授泡, 一 组各在140?,280?下加温浸泡(1如?,280?各相当于鼓式浓缠器四宣和一室的 温度).三十天后,取出观察耐酸情况,测定强度和酸渗适深度. 热稳定性实验是在箱型电炉中将试块加热割规定温度(350?),取出投到8,10~C 的冷水中,观察试块表面状况,并用五倍放大镜进行观察. 在柞热稳定性实验时记录和测量出入炉温度和试块边长,按照线膨胀系数公式 口:lit.?AI/At计算【,式中I,I.为t?,0?时试块长度,?I为出入炉试块测量长 度差,At是出入炉温度之差,测量数据记录于表5. 水玻璃模数与热稳定性关系整理成囝2,养护温度与强度舶关系整理成图3,模数 和浓度对抗拉强度和抗压强度的影响整理成图4.. l :7. o 7. .6 _ 6? 6. 处理温度 -a — X ^ 目 柚 A一 图2模数对RAH砼口值影响图3RAH砼热处理温度与性质关系 6' . 5j'130? ' 24 × 'P30?\ 3 . 2:————一? ' 1 (n) 图4模数n,比重d对RAI{砼强度P(kg/cm)的影响 第2期水玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响39 2.2Na,B与K—l{混合 同取模数为2.8,比重1.40,按K,B,Na—B:1,2,3混合,骨料配方比例如前 进行实验.结果记录于表6 表6不河水玻璃对比实验 称2 ,8普翦 耐酸耐热砼 耐酸耐热砼 耐酸耐热砼 耐酸耐热砼 安山岩 Na,B三次末裂 B,Ka—B=1三次末裂 K— K—B/Na—B=2三次末裂 K—B/Na—B=3三次末裂 三次末裂 3问题讨论 410 . 49O 525 550 800 41 38 33 30 25 135 135 135 135 3.1承玻璃曩数,浓度和种类对钳蠢耐热瀑凝土鬈一 耐酸耐热混凝土热稳定性是与骨料热膨胀系数直接相关,同时与膀结材料培构状态 有关.随着水玻璃的模数提高二氧化硅含量增加,胶结后{臣台结构相对紧密,形威的固 化膜耐热性,耐水性,耐酿性,抗老化性都得到提高.从图4看到抗压强度随着模数,浓 度,养护温度的提高而上升,抗拉强度则是在较低模数和较高浓度下为好.因此,选用 的水玻璃模数和浓度都要适宜,确保水玻璃溶液具有良好的润湿性和粘结性.实验表明 选择模数2.8左右溶液比重1.4,1.5之间较为适宜. 从袁6中明显看出,随着钾玻璃引入比铡增加其抗压强度明显提高,其槛性质亦都 有一定程度的提高这是因为钾离子半径大于钠离子半径,所形成的玻璃体解聚艟低, 随水玻璃模数的提高硅酸根高聚物增加比率较大,与固化荆反应时进行的比较完全,使 混凝土中游离的碱减少.钠钾混合效应提高了固化剂固化效果和硅酸根的聚台作用,表 现在混凝土性质中各项指标都有提高. a.2提焉耐酸耐热湿凝土养护温度可以适当提高热?定性和显着提高抗压曩度 耐酸耐热混凝-:是以水玻璃为胶结剂,氟硅酸钠为固化促进剂.常温下氟硅酸钠在 水中溶解度较低,水解数量亦较少,其水解反应为; 齐齐哈尔轻工学院199Oak R2SiFe+4H2O…2RF+4HF十2SjO2?2H2O(【J 水玻璃亦会水解; 2RiOSiO+2(2+1)H2O一?4ROH+2nSi02?2H2O(2) 将(1)式与(2)式相加后则 2R4O?霄SiOi+R2SiF日2(2n1)H2O一 一8RF+2(2n+1)H2SiO. H2SiORF一SiORF?H20(不溶于水) 反应过程电形成的硅酸聚合体把粗纽骨料紧密包聪起来.由于氟硅酸钠在水中溶解 度较低,在常温约有72'左右进行反应,但随着温度的揖高溶解度增大(100?时 2.46g/<100BH:0)中)增加了与水玻璃的反应速度和反应程度,使游离的水玻璃和氟硅 酸钠太幅度减少.在高于100XZ]后混凝土审的自然水和反瘟生成水都要排除,使混凝土密 度提高,从耐热混凝土差热曲线中看到100X]吸附水开始逸出,在150~C后吸热峰开始减 少,到200X]吸热完全消失.选择养护温度为130?~150X3试样测试表明热稳定性更好,从 500X]-":10?末裂.. 在常温下较长时河养护亦较难反应完全, 水,当激烈升温水份汽化会产生应力而开裂, 仍有游离水玻璃,氟硅酸钠及反应生成 因此养护应按升温曲线控制是必要的. 3.3提高耐酸耐热混凝土的致密度和抗渗性 提高耐酸耐热混凝土的致密度和抗渗性,除了合理选择骨料堆积密度和捣实技术措 施外在保证水玻璃对骨料的足够润湿条件下,尽量提高凝结后二氧化硅的含量,不仅可 提高致密度增强抗渗性,减少游离碱对二氧化硅的再侵蚀,且可降低氟硅酸钠的比例和 使酸化进行得更好.撂资料介绍向酎}昆.凝土中参酸性氧化物如锻烧Fe.O,硼酸, 草麓警可以改甍抗渗性,不需再进行酸亿处理…)我们实验中曾加入草酸,聚合磷酸 铝,其抗渗性,热稳定性稍有提高一 4结论 以水玻璃为胶结剂安山岩,辉绿岩,烧矾土为骨料的耐酸耐热混凝土,适台在70 HzSO,中28口?l长期使用.在水玻璃模数和浓度适当耐,可以获得抗压,抗拉强度较 高,热稳定性,酸安定性,抗渗律性好的制品使甩混合型水玻璃其效果更好. 罐高耐酸耐热混凝土弗护温度,可以显着提高抗压,抗拉强度,热稳定性和抗酸渗 透性亦有提高养护温度13o?,l50?软为适宜.在混凝地中添加酸性化台钧可以适当 提高抗渗透性. '丁 第2期啦玻璃对耐酸耐热混凝土质量的影响 参考文献 巫荚杰.无机盐工业,1984|5l5,9 庄柄覆.玻璃技术,198口I4,4,8 陆坚译.玻璃技术,t980j4l56 陈寿椿.重要无机化学反应.上海l上海科学出版社,1980l38 赵亮.腐蚀与防护,1988|6:15~18 上海医药设计院.化学 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 .北京l化学工业出版枉,1986 刘逸极译,硅酸盐手册.靶京;轻r业出版社,I982 唐荣植.腐蚀与防护,1987j2:34 TheResearchofWaterglassInfluencestheQualityof Acidproof-HeatproofConcrete GaoShuyan (PepartmenlofLightIadustrY) Thispaperstadiesthatwaterglassinfluencesthequalityoftheacl— dproof—heatproofconcreteindetailAnditreachaconeladedthatproper mixesthemodulusandeoacentrationofwaterglassAnditasingmixes waterclassAndraisinEthemal?tiontempertureofacidproo[一heatproof concretearea11imporranttoraisethequairyoftheacidproof—heatproof coRcrete. KeyWardsWaterglassAcidproof-heatproofconcreteAdhesive 12845678