Жидкое стекло для цементного раствора: Сколько жидкого стекла добавлять в цементный раствор

Содержание

Жидкое стекло для бетона – пропорции применение гидроизоляция

Жидкое стекло обширно используется в строительных работах и во время обычного ремонта. Это объясняется диапазоном качеств материала, в том числе способностью к гидроизоляции, разнообразием обрабатываемых поверхностей: древесины, кирпича, штукатурки и бетона. Одним из основных его назначений является защита от влаги, а также повышение огнестойкости строений, конструкций, грунтование кирпичного или бетонного основания.

Что собой представляет?

Имеет еще одно название — силикатный клей, потому что является водным раствором силикатных солей. Бывает 2 основных видов в зависимости от главной составляющей:

  • натриевое;
  • калиевое.

Вещество, благодаря химическому составу, имеет свойство отлично заполнять пористые материалы.

В чистом виде жидкое стекло — это кристаллы, белые или не имеющие цвета. На практике применяется водный раствор с консистенцией вязкой массы, быстро затвердевающей из-за реакции с углекислым газом. В строительных работах применяют самостоятельно сделанные растворы на основе силикатного клея с добавлением воды, песка и цемента.

Отрицательные и положительные стороны

Материал обладает множеством плюсов. К ним относятся:

  • сильное сцепление с поверхностью;
  • отличная проникающая способность;
  • высокая влагостойкость;
  • малая теплопроводность;
  • пассивность к большинству химических веществ;
  • хорошие антикоррозийные качества;
  • нетоксичность;
  • антистатические свойства;
  • небольшой расход (особенно при создании цементных растворов;
  • низкая стоимость.

Однако есть у него и свои недостатки:

  • Покрытие из жидкого стекла невозможно сверху покрасить или залакировать.
  • Материал — довольно хрупкий, и подвержен разрушениям в результате механических воздействий.
  • Для увеличения срока использования нуждается в комбинировании с другими видами гидроизоляции.

Как работает?

В базовом виде при строительных работах почти не используется. На базе силикатного клея готовят такие смеси:

Вид раствораСоставПрименение
ГрунтовкаЦемент и силикатный клей 1:1, вода для придания нужной консистенцииПромежуточная обработка оснований
ГидроизоляционныйПесок, жидкое стекло, цемент в равных частяхСоздание барьера для влаги
ОгнеупорныйПесок, цемент и силикатный клей 3:1:1)для цементной стяжки пола или самостоятельный водный растворПокрытие огнеупорным слоем
АнтисептическийЖидкое стекло и вода 1:1Удаление грибка и его профилактика
Состав для улучшения прочности0,4 кг силикатного клея, 1 литр водыУкрепление оснований
Бетонный гидрофобный растворСтакан жидкого стекла и 10 л чистой воды с добавлением сухого бетонаПридание бетону гидроизоляционных свойств

Смесь должна быть однородной и вязкой, без посторонних примесей. Из-за быстрого застывания раствор готовят небольшими порциями, которые можно израсходовать приблизительно за 20 минут. Нужно строго соблюдать пропорции — превышение дозы силикатного клея сделает обрабатываемую структуру очень хрупкой.

Что такое жидкое стекло

Жидким стеклом называют силикат натрия или калия. Внешне выглядит как полупрозрачная густая жидкость. Степень «густоты» зависит от концентрации. Разбавляется водой. Вообще, это силикатный канцелярский клей. По любым ГОСТам и ТУ (технические условия) он именно так и проходит. В советское время его довольно активно использовали в строительстве. В частности, добавляли в бетон, чтобы снизить впитываемость воды.

Жидкое стекло — это силикат натрия или кремния. Или силикатный клей

Надо сказать, что сегодня есть гораздо более эффективные специальные добавки в бетон, которые разрабатывались именно для этих целей. Их использовать чрезвычайно просто — нужно добавить по норме в замес. С жидким стеклом же надо быть аккуратным. При неграмотном использовании очень сильно снижается прочность бетона. В одной из аннотации к этой добавке указано, что добавляют ее в бетон тогда, когда требуется высокая «стартовая» прочность, а прочность долгосрочная (через 28 дней) неважна. То есть, бетон с жидким стеклом целесообразно применять как ремонтное средство — устранить течь. Именно так его применяют на флоте для ремонта пробоин, чтобы можно было дойти до берега.

Так почему же жидкое стекло добавляют в бетон, а не спецсредства? Потому что стоит оно намного дешевле. Но экономия часто выходит боком. При несоблюдении всех условий бетон просто крошится. Так что в качестве добавки в раствор жидкое стекло лучше не использовать.

Жидкое стекло и кирпич

Обработка этим веществом кирпича в инструкции по его использованию запрещена по причине того, что раствор способствует разрушению кладки. Но свойство материала быстро высыхать позволяет наносить его на кирпичные поверхности равномерно, маленькими порциями. Огнеупорные же свойства силикатного клея помогают покрыть его смесью камины, печи и трубы дымоходов. Подтеки необходимо быстро удалять. Для заделки возникших трещин, швов на фундаменте из кирпича или бетонных блоков используется раствор с добавлением натриевого силиката:

  • 1 кг цемента;
  • 50 г силикатного клея;
  • 750 г воды.

Где применяется жидкое стекло?

Жидкое стекло в строительстве находит довольно широкий спектр использования. Его можно применять не только в качестве гидроизоляции стен и пола, но и как защиту различных поверхностей от огня.

Его также можно использовать для грунтования бетонной стяжки или гидроизоляции перекрытий.

Итак, применять жидкое стекло можно для:

  • работы с фундаментом;
  • гидроизоляции;
  • заполнения пустот и щелей при строительстве стен и пола;
  • гидроизоляции емкостей с водой.

Если вы используете цементный раствор с добавлением жидкого стекла, то следует соблюдать пропорцию: 1 литр стекла к 10 литрам цементного раствора.

Как выбрать?

Выбирая жидкое стекло для гидроизоляции и других способов применения, необходимо внимательно ознакомиться с его составом. Существует 2 вида:

Тип стеклаСпособ применения
НатриевоеАрмирование оснований
Отливка форм
Огнеупорная обработка
КалиевоеНаружные малярные работы
Использование в составе огнеупорных и силикатных красок
Защита поверхностей в условиях химически агрессивной среды

Свойства калиевого состава аналогичны натриевому, однако он не дает отблесков на обработанной поверхности, а также невосприимчив к погодным влияниям, кислотному воздействию. Этот вариант — дороже, но обладает более высокими техническими качествами. При покупке обращают внимание на упаковку. Она должна быть плотной и герметично закрываться, поскольку стекло быстро застывает из-за попадания воздуха. Сохраняется вещество до 12 месяцев при любых температурах.

Свойства жидкого стекла

Силикатное соединение представляет собой густую серую или желтую жидкость без видимых включений. Она растворима в воде, не имеет запаха.

Основные свойства жидкого стекла для гидроизоляции бетона:

  • обладает высокой адгезией к различным поверхностям;
  • не горит, не излучает радиацию, не выделяет токсичные вещества;
  • препятствует распространению плесневых грибков;
  • плотность состава при 20°С — 1,36-1,45 г/см³;
  • кислотность — 11-13 pH;
  • вязкость, определяемая методом падающего шарика или по формуле Стокса, 750-1000 сП;
  • химическая активность определяется количеством свободной щелочи, высокомодульные растворы менее щелочны, чем низкомодульные;
  • высокие показатели клейкости;
  • масса нерастворимых веществ не должна превышать 0,2%;
  • при замораживании происходит частичная потеря свойств жидкого стекла из-за образования льда, при оттаивании снижается вязкость и клейкость;
  • температура кипения +100°С, замерзания -3°С…-5°С.

Для характеристики жидкого стекла используется величина силикатного модуля. Чем он выше, тем больше клеящая способность вещества. Для строительства, пропиток и клеев показатель равен 2,6-3,4.

Пленка из растворимого стекла не боится атмосферных осадков, перепадов температур, хорошо отталкивает воду.

При проведении работ учитывают вяжущие свойства и особенности жидкого стекла, которые способствуют быстрому твердению смесей. Поэтому замес готовят в небольшом объеме и распределяют по поверхности за короткий интервал времени.

Физико-химические свойства растворимых силикатов нормирует ГОСТ 13078-81.

Применение

В строительстве с помощью жидкого стекла осуществляются:

  • гидроизоляция поверхностей зданий, колодцев, бассейнов;
  • антисептическая обработка;
  • Придание поверхностям огнеупорных качеств.

В быту его используют при таких работах:

  • укладка линолеума;
  • изготовление замазок для заделки труб;
  • пропитка материалов для усиления их противопожарных способностей;
  • замазывание срезов и повреждений на деревьях;
  • использование в качестве клея;
  • изготовление наливных полов 3Д формата;
  • декорирование разных поверхностей;
  • полировка автомобильных кузовов.

Применение жидкого стекла

На данный момент времени существует три вида жидкого стекла; натриевое, калиевое и литиевое. Наиболее широкое применение получило натриевое жидкое стекло, в меньших масштабах используется калиевое стекло, а литиевые жидкие стекла производят небольшими экспериментальными партиями. Область применения этого поистине уникального и незаменимого материала достаточно обширна:

  • Производство бетонов со специальными свойствами: морозостойких (выдерживают до 300 циклов замораживания-размораживания), кислотоупорных и огнестойких;
  • Защита фундаментов зданий и сооружений от грунтовых вод;
  • Гидроизоляция стен, подвалов, перекрытий и полов;
  • Строительство чаш бассейнов и колодцев;
  • Производство водостойкой штукатурки;
  • Производство кладочного раствора для строительства барбекю, печей и каминов.

Такой материал, как ЖС является уникальным и он часто применяемый в строительстве, обладает спектром необходимых свойств и герметизации разного рода щелей. Благодаря чему его можно использовать в качестве грунтовки, как гидроизоляционный и огнеупорный раствор, антисептик, пропитывающий материал и т. д.

Все больше опытных автомобилистов в вопросе защиты лакокрасочного покрытия отдают предпочтение жидкому стеклу. И это не удивительно, ведь оно не только придает потрясающий вид автомобилю, но и помогает надолго сохранить его устойчивость к воздействиям окружающей среды.

Жидкое стекло надежно маскирует царапины и мелкие вмятины, предохраняет от коррозии.

Основные принципы использования жидкого стекла в бетоне

Процесс изготовления бетонной смеси с жидким стеклом не сложен и может выполняться даже в домашних условиях. Однако чтобы приготовить качественный раствор, нужно соблюдать определенные требования. Если этого не делать, в бетоне могут образовываться трещины.

Обычно стекло добавляется в сухую смесь, а не в жидкий бетонный раствор. Т.е. нужно сначала смешать сухие компоненты, а затем вливать в них разбавленное водой стекло. Хотя есть из этого правила и исключения, когда стекло добавляется в жидкий раствор.

Очень важно соблюдение правильного соотношения всех составляющих смеси. Добавляя жидкое стекло в бетон, пропорции всех компонентов нужно поддерживать в соответствии с требованиями инструкции для конкретного состава. Если говорить о максимальном количестве жидкого стекла в бетоне, то оно может достигать 25% от общей массы смеси. При изготовлении грунтовок силикатный клей и цементный раствор берутся в соотношении 1:1.

Клей ускоряет затвердевание смеси. Это необходимо учитывать при работе. Нужно готовить бетон небольшими порциями, чтобы успевать вырабатывать его до затвердевания, или добавлять немного воды.

Пропорции компонентов при использовании жидкого стекла

Силикатный раствор, который продается в магазинах, имеет малое количество воды, что делает его излишне густым. Многие строители силикатный раствор приготавливают своими руками в домашних условиях. Приготовляя подобный раствор, строители смешивали обычные компоненты и купленные.

В процессе смешивания строители регулируют дозу добавляемой воды. Для каждого вида работы готовится раствор с определенными дозами продуктов. Например для приготовления раствора, который будет применен, в строительных работах должен содержать цемент, песок, и другие составы.

Главное для каждого вида работы правильно выбирать количество воды, ведь бывают случаи, когда нужен густой раствор. Но также бывают случаи, в которых он должен быть жидким, все зависит от вида работы.

Жидкое стекло и цемент. Пропорции

Для того чтобы произвести смешивания необходимо знать точные пропорции материала. Для приготовления раствора для поверхности из грунта необходимо использовать цемент и жидкое стекло. Для этого требуется вода и цемент их необходимо мешать и регулярно добавлять жидкое стекло.

Для приготовления раствора, который будет применяться как для наружных работ или защиты от огня применяют 4 части песка. Требуется, чтобы жидкое стекло занимало 1,5 часть. Цемент также должен занимать 1,5 части. Воду добавлять такого же количества, как и для приготовления раствора для грунтовой поверхности.

Также чтобы приготовить раствор для осуществления гидроизоляции необходимо иметь жидкое стекло количеством 1 литр, и раствор из цемента 8 литров. Для того чтобы сделать гидроизоляцию в подвале или колодце, то требуется такое же количество, но только нужно использовать еще и песок. Эксперты советуют перед нанесением раствора на поверхность намазать на нее жидкое стекло.

Для того чтобы приготовить раствор, который будет использоваться для наполнения трещин необходимо брать 3 доли песка, и по 1 доли цемента и песка. Все это требуется смешать с водой количеством не выше четверти килограмма от веса жидкого стекла. Затем в смесь, которую получили, требуется вливать жидкое стекло равномерно помешивая.

Пропорции. Цемент — песок — жидкое стекло

В применении песка для добавления в жидкое стекло необходимо знать нужные пропорции. Для каждого вида работы существуют определенные пропорции. Например, для приготовления смесь, которая будет использоваться, в целях защиты от огня требуется песок количеством в 1 кг.

Если раствор нужен для работы, которая заключается гидроизоляции колодца, то необходимо использовать жидкое стекло и песок равным количеством. После того как раствор был приготовлен его необходимо нанести на стены колодца.

Для приготовления раствора, который будет применяться для обмазки снаружи, и служить защитой от огня потребуется песок. Количество песка должен занимать 1 часть от всего раствора.

Особенности жидкого стекла

Как нам известно, в любом строительном материале ценятся особенности и качества. Жидкое стекло имеет множество особенных свойств, которые необходимы и важны в использовании строительных работ. Как уже и было замечено, что этот материал широко используется в качестве гидроизоляции.

Известно, что из-за погодных условий, то есть их изменения могут негативно повлиять на фундамент. Изменение температуры, и изменения влажности.

Жидкое стекло — это материал, который имеет свойства предотвращать попадания влаги в фундамент. Попадание влаги и воздействие на фундамент негативно влияет на постройку.

Погодные условия могут негативно повлиять на фундамент, и привести к повреждениям.

Для того чтобы этого избежать советуется применять жидкое стекло поскольку именно этот материал попадает в самые мелкие зазоры и образует гидроизоляцию. в пользу возведения бассейнов жидкое стекло пользуется широкой популярностью.

Поскольку постройка бассейна имеет очень высокий уровень влажности, при возведении используется жидкое стекло для образования гидроизоляции, которая предотвращает попадание и влияние влаги.

Плюсы и минусы использования жидкого стекла

Жидкое стекло как материал для строительства имеет очень много плюсов:

  • Эксперты советуют на минеральные поверхности использовать жидкое стекло. Ведь у жидкого стекла сцепление имеет очень высокий уровень. Этот материал является лидером по качеству и сцеплению.
  • Также к плюсам относится то, что жидкое стекло имеет свойство образовывать барьер, который не позволяет попадать влаге внутрь фундамента. Это очень важная черта, ведь влага может стать причиной повреждения постройки.
  • Также в отличие от многих других материалов в работе с жидким стеклом не возникнуть проблемы, ведь этот материал легок в использовании. Тем более материал значительно выгоднее, по сравнению с другими материалами. Этот материал используется в небольшом количестве, что позволяет сэкономить на материале.
  • Также на фоне с другими подобными растворами цена на жидкое стекло является оптимальным и выгодным.

Наверно нет идеальных материалов.

В жидком стекле, как и в других материалах, есть минусы:

  • Минусом этого раствора является то, что его использовать требуется только на фундаменте, поверхность которого позволяет это сделать. Обрабатывать можно только поверхности, которые являются доступными.
  • Очередной минус заключается в том, что жидкое стекло требуется использовать и другие специальные материалы для улучшения и защиты слоев, которые являются гидроизоляционными.
  • Еще один минус этого раствора заключается в том, что не каждый способен провести гидроизоляцию фундамента. Процесс гидроизоляции фундамента очень сложный, поскольку раствор быстро кристаллизуется. Кристаллизация раствора усложняет работу, лицо не имеющей специальных навыков может допустить ошибки, которые повлекут за собой повреждения всей постройки. Исходя из этого, мы понимаем, что для такой работы требуется профессионал.

Жидкое стекло и цемент: пропорции раствора и особенности


Бетон характеризуется пористой структурой, и проникновение влаги снижает эксплуатационные свойства бетонных строительных конструкций – вымывается цементное связующее, из-за чего монолитное тело разрушается, стальная арматура подвергается коррозии

Жидкое стекло для гидроизоляции бетона обеспечивает защиту материала от последствий контакта с водой.

Особенности жидкого стекла

Применение раствора жидкого стекла обусловлено составом материала, в его основе используется силикат натрия – это вещество без цвета, которое устойчиво к проникновению влаги. В дорогих составах применяется силикат калия, он обладает повышенными техническими характеристиками и склонен к формированию поверхностной плёнки. Для получения основных компонентов на предприятиях сплавляют соду, или поташ с кремниевым диоксидом. Без примесей материал абсолютно бесцветный, или имеет вид белых кристаллов.

Применение силикатного стекла в строительных растворах актуально в виде силикатных жидких смесей, которые относительно густые и вязкие. Затвердение состава происходит при контакте с углекислым газом, которого много в воздухе. В процессе застывания появляются аморфные гидратированные оксиды кремния.


Широко распространено добавление жидкого стекла в цементные составы при выполнении строительных работ

Цемент и жидкое стекло совместно используются для обеспечения устойчивости к кислотным и механическим воздействиям. Штукатурка с указанной добавкой обеспечит создание гидрофобного покрытия. Особый вид стекла применяется для обработки поверхностей из дерева и бетона, его часто добавляют в краски. Цемент с силикатом разводятся в различных пропорциях в зависимости от необходимости водонепроницаемости покрытия, обычно в диапазоне 2-10% от общей массы.

Разновидности и свойства

Жидким стеклом называют водный раствор силиката калия, натрия или лития с добавлением модификаторов. Область применения средства зависит от его основного вещества:

  • натриевое служит для изготовления строительных клеев и растворов для гидроизоляции;
  • калиевое применяется для приготовления кислотоустойчивых бетонов и цементных ратворов;
  • литиевое подходит для упрочняющей обработки бетонных основ пола с последующей полировкой.

Силикатное соединение выглядит как густая жидкость желтого или серого цвета, она не имеет запаха, не выделяет токсичные вещества. Растворителем служит вода. Обработка бетона жидким стеклом дает возможность улучшить его устойчивость к внешним воздействиям.

Плюсы и минусы использования жидкого стекла

Добавление силикатного стекла в раствор приводит к повышению его технических и эксплуатационных характеристик.

Среди основных плюсов:

  • повышенная текучесть состава. Благодаря текучести продукта, он способен к проникновению в мельчайшие трещины для создания надёжной поверхностной защиты. Равномерное распределение состава происходит при нанесении как на бетон, так и дерево;
  • формирует качественную, водонепроницаемую плёнку. Смесь жидкого стекла с цементом может наноситься любым удобным способом, не зависимо от метода использования, плёнка будет целостной и сплошной. Производителем разрешено наносить стекло и цемент с большим перерывом;
  • небольшой расход. Этот раствор используют для закрытия трещины любого размера не зависимо от способа нанесения. Силикат с цементом можно смешивать хоть на этапе приготовления бетона, хоть для поверхностного покрытия в составе изоляционного материала;


Использование жидкого стекла при приготовлении строительных смесей на цементной основе является распространенной практикой

  • низкая стоимость. Цемент – это относительно дешёвый материал из-за доступности ингредиентов, ранее уже рассматривали, из чего делают цемент. Благодаря большому количеству природного материала, изготовление силикатного материала относится к недорогим процедурам. При низкой себестоимости стекло отличается качественной гидроизоляцией, по показателю водонепроницаемости не уступает остальным изоляционным покрытиям.

Средство является лидером по качеству и цене в своей сфере. В сравнении с другими материалами этот используется чаще из-за доступности и лёгкости нанесения, но у него есть недостатки.

К негативным сторонам относятся:

  • ограниченное применение в строительных растворах. Помимо обработки бетона и дерева, его негде применять в строительстве;
  • не используется как самостоятельное вещество. Применяется исключительно в совокупности с дополнительными веществами. Проблема кроется в хрупкости покрытия после застывания;
  • сложность нанесения является относительно высокой, так как сделать раствор пригодным следует достаточно быстро. Важно иметь глубокие знания о тонкостях материала. Главная особенность – быстрое высыхание, состав готовят небольшими порциями, схватившийся материал становится непригодным к использованию. Важно понимать, сколько добавлять жидкого стекла в раствор, при превышении концентрации ухудшается качество бетона. Состав рекомендуется к использованию в течение 6 минут.

Использовать материал можно самостоятельно, а для улучшения результата можно внести пластификатор. Чтобы избежать перерасхода материала, лучше его приготовлять в малых количествах.


На практике — не рекомендуется вводить более 5 % жидкого силикатного стекла

Технологии использования

Подробное изучение инструкции по применению жидкого стекла для бетона позволяет избежать ошибок при использовании состава. Расход состава зависит от специфики мероприятий по укреплению бетона жидким стеклом.

Бетоны с силикатами

Чтобы правильно приготовить рабочую смесь, следует знать, сколько жидкого стекла добавлять в бетон. Количество силикатных добавок не должно превышать 5% от общей массы раствора, в который также входит вода, цемент, песок и щебень. Марка цемента – не ниже 32,5 (М400).

Важно знать, как пользоваться жидким стеклом для бетона: его нельзя вводить в готовый раствор. По технологии требуется песок смешать с цементом, а силикатную добавку растворить в воде, после чего замешать бетон, добавив щебень. Так как смесь быстро схватывается, ее следует сразу использовать и промыть емкость, в которой замешивался бетон.

Грунтовка

Грунтовка внутренних поверхностей бассейнов, септиков, колодцев, затопляемых подвалов и резервуаров помогает защитить конструкции от повреждения влагой. При этом заделываются имеющиеся дефекты и трещины. Использование жидкого стекла для трещин в бетоне позволяет создать надежный барьер против течи.

Состав для грунтовки: к смеси просеянного чистого песка, портландцемента М400 и воды добавляют силикатный состав. Массовая пропорция жидкого стекла и цементно-песчаной смеси 1:1. Чтобы нанести жидкое стекло на бетон, используют шпатель.

Железнение

Под железнением бетона жидким стеклом подразумевают обработку конструкций с целью увеличить прочность и долговечность верхнего слоя, повысить стойкость к механическим повреждениям, истиранию.

Готовый раствор на бетонную поверхность наносят лопаткой или кельмой, равномерно распределяют по всей площади. После высыхания выполняется полировка шлифовальной машиной. Для железнения лучше всего подходит силикат лития.

Гидроизоляция

Технология применения жидкого стекла для гидроизоляции бетона:

  1. Перед тем как покрыть бетон жидким стеклом, с обрабатываемой поверхности устраняют выступающие неровности, удаляют мусор и пыль.
  2. Далее поверхность грунтуется – чтобы разбавить жидкое стекло для пропитки бетона используется чистая вода в пропорции 1 литр силикатного концентрата на 2,5 литра воды. Раствор наносится распылителем, валиком или кистью. Повторная обработка – после высыхания первого слоя (раствор жидкого стекла на бетоне сохнет за 30 минут при температуре воздуха +20°С и нормальной влажности).
  3. Обмазочный раствор готовится в соотношении 1:1:1 из концентрата жидкого стекла, цемента и воды. Состав наносится шпателем, мастерком или кельмой равномерным слоем по всей поверхности. Так как состав схватывается за 15 минут, его готовят небольшими порциями и быстро наносят.
  4. Укладку рулонной гидроизоляции, утеплителя или облицовочной плитки можно производить спустя сутки после гидроизоляции конструкции жидким стеклом.

Технология приготовления раствора для гидроизоляции своими руками

На этапе подготовки необходимо иметь жидкое стекло в количестве достаточном для добавления в раствор и нанесения слоем до 3 мм. Цементный раствор с жидкостью чаще смешивается исходя из соотношения 10 к 1. Для использования в качестве гидроизоляции подобной концентрации будет достаточно. При использовании соотношения жидкого стекла с цементным раствором в массовом эквиваленте, важно учитывать значение плотности состава.

Масса в зависимости от плотности:

  • стекло – 1,5 кг/л;
  • смесь песка с цементом (1 к 4) – 2,6-2,7 кг/л;
  • бетон– 2,2-2,5 кг/л, для лёгких бетонов вес отличается;
  • песок кварцевого типа – 1,5-1,7 кг/л, в форме насыпи – 1,5 кг/л, а слежавшийся – 1,7 кг/л.


Эта добавка в большом количестве приводит к ухудшению прочностных характеристик цементного раствора
При соблюдении пропорции силиката в бетоне увеличиваются гидроизоляционные характеристики состава, что особенно важно для поверхностей, контактирующих с землёй и водой. Для придания прочности бетонам рекомендуется добавление силиката не только в раствор, но и использование в качестве наружного покрытия.

Материал широко используется для гидроизоляции колодца, стен зданий во влажных регионах и сооружений гидротехнического назначения. В отношении колодца и подобных строений рекомендуется использовать песок мелкой фракции с цементом в равных пропорциях. До нанесения выполняется главная подготовка – обработка поверхности силикатом.

Если поверхностная часть несущей конструкции пропитывалась раствором, не стоит дожидаться полного застывания состава. После формирования бетона поверхность, обработанная силикатом, покрывается плёнкой, которая ухудшает адгезию. На застывшее стекло плохо фиксируется даже грунтовка.

Достоинства и недостатки

Пропитка бетона жидким стеклом и добавление силикатов в бетонную смесь имеет ряд достоинств:

  • строительные конструкции получают защиту от атмосферной и грунтовой влаги;
  • повышается стойкость материала к кислотам;
  • увеличивается прочность, жаростойкость и морозостойкость бетона;
  • обеспечивается стойкость конструкций к появлению и распространению грибка;
  • у обработанной поверхности возрастает износостойкость;
  • благодаря текучести и вязкости состава, высокой адгезии, при нанесении формируется ровное покрытие, прочно сцепленное с бетонным основанием.

По сравнению с битумными и полимерными гидроизоляционными материалами силикатные составы недорого стоят и экономно расходуются. Покрытие рассчитано на 5 лет службы, после чего обработку требуется повторить.

В список недостатков входит:

  • быстрое схватывание – смесь следует готовить малыми порциями и сразу же использовать;
  • высокая хрупкость застывшей пленки – поверхность, подверженную механическим нагрузкам, требуется дополнительно защитить рулонной гидроизоляцией;
  • обработанный бетон хуже поддается сверлению, резке штроб;
  • при нарушении целостности пленки снижается эффективность гидроизоляции;
  • силикатные растворы нельзя использовать для обработки кирпичной кладки, применять совместно с растворителями и органическими смолами;
  • нарушение предписанных пропорций жидкого стекла в бетоне ухудшает эксплуатационные показатели конструкций.

Повышение водонепроницаемости и жаропрочности

Раствор с жидким стеклом уменьшает пористость состава, и повышает водонепроницаемость. Бетонная конструкция и железобетонное изделие при нахождении в условиях повышенной влажности становятся уязвимыми к плесени и грибку. Благодаря антисептическому эффекту стекла, его нужно использовать в местах, контактирующих с водой, это защитит от образования плесени.

Приготовить такой состав можно лишь при добавлении небольшой концентрации раствора – 3% от общего объёма. Предпочтительно совмещать с крупнофракционными цементами. Смешивайте цемент в указанной пропорции, иначе при вымывании силикатного состава из бетона, он утратит часть прочностных характеристик и станет уязвимым к действию влаги.


Ощутимый положительный эффект при соединении жидкого стекла и цемента проявляется в усилении гидроизоляционных свойств

Добавка применяется для получения жаропрочного искусственного камня. Если подвергнуть стандартный бетон воздействию жара, около 200°С, материал начнёт разрушаться. Если внести 1 литр кварцевого раствора на 3-3,5 л цемента, повышается жаропрочность до 1000-1400°С, что применяется для закаливания декоративного камня. В процессе расчета изготовления облицовочного камня закладывается 29-34% на жидкое стекло.

Состав требуется добавлять при кладке блоков в промышленных объектах, частном строительстве: возведение каминов, дымоходов, печей.

Затвердевание

Использовать цемент с добавлением силикатов допускается в любой сфере, но особенно рекомендуется в местах с необходимостью быстрого застывания состава. Действует закономерность, чем в большем количестве применяют жидкое, тем быстрее схватывается бетон.

Конкретные примеры:

  • быстро застывать будет раствор с 10% силиката. Высыхание при температуре 20°С займёт порядка 4 часов, а время схватывания наступит через 5 минут;
  • если смешать с водой 2% силикатного стекла, длительность застывания увеличится до суток, а время схватывания – до 40 минут.

В основе примера используется цемент марки М400. Некоторые источники рекомендуют для повышения прочности бетона и высокого качества состава рекомендуют добавлять 25% силиката, но химические и технические характеристики подобного раствора будут снижены. Всего за сутки готовый раствор начнёт рассыпаться, а добавка жидкого стекла в концентрации выше 25% вовсе не позволит застыть составу. На основании этого мы понимаем, что превышать концентрацию 10% силикатного клея для защиты от влаги не рекомендуется.

Процесс приготовления

Как сделать самостоятельно раствор с добавлением силикатов? Соблюдайте последовательность операций:

  • возьмите одно ведро чистой воды;
  • добавьте стакан силиката;
  • перемешайте, полностью растворив средство;
  • перелейте смесь;
  • введите, при помешивании, сухую цементно-песчаную смесь;
  • используя смеситель, взбейте массу до однородности;
  • заполняйте массой подготовленный объем.

На таком цементном растворе, приготовленном небольшими порциями, будет обеспечено высокое качество строительных работ.

Способы применения жидкого стекла

Для улучшения эксплуатационных характеристик бетона в раствор включают различные пластификаторы и добавки. Использование жидкого стекла – один из способов увеличить влагостойкость цементной смеси.

Жидкое стекло для бетона и цементного раствора

Жидкое стекло – это щелочной раствор силикатов натрия, калия или лития

Жидкое стекло (ЖС) – это щелочной раствор силикатов натрия, калия или лития. Состав хорошо известен как силикатный клей. Вязкая смесь при высыхании образует прозрачное влагонепроницаемое покрытие. Свойства добавки зависят от химического состава основы:

  • Натрий – обеспечивает антикоррозийные, водоотталкивающие и антисептические характеристики.
  • Калий – защищает бетон от воздействия кислот и открытого огня.
  • Литий – используется для противодействия высокой температуре, применяются реже других металлов.
  • Комбинированный состав натрия и калия в правильных пропорциях придает смеси положительные качества обоих веществ.

Бетонный раствор отличается прочностью, морозостойкостью и долговечностью. В процессе эксплуатации его прочностные характеристики ухудшаются из-за воздействия осадков и грунтовой влаги. По капиллярам, имеющимся в материале, вода поднимается вглубь. При замораживании она расширяется и создает трещины.

Чтобы предотвратить процесс, выполняется гидроизоляция конструкций. Обработка бетона жидким стеклом – один из способов защитить его от влаги. Состав заполняет поры, препятствует поглощению воды. Такой способ широко применяется при обработке стен и пола, расположенных ниже уровня земли, для оснований, подтопляемых грунтовыми водами.

Калиевая и комбинированная смесь добавляется для повышения устойчивости цементного раствора к тепловому воздействию. Модифицированный состав незаменим при кладке печей, каминов и дымоходов. Также жидкое стекло помогает противостоять разрушительной реакции при контакте с кислотной средой.

Сфера и особенности применения

Силикатный раствор применяют в строительных и ремонтных работах, производстве бетонных конструкций. Основная сфера использования:

  • Гидроизоляция фундамента, перекрытий, пола, стыков стеновых конструкций.
  • Ремонт и придание водоотталкивающих свойств поверхности бассейнов, канализационных сетей, колодцев.
  • Добавление в цементный раствор при изготовлении искусственного камня для ускорения схватывания и повышения прочности.
  • Оштукатуривание поверхностей, подвергающихся действию высокой температуры (камины, дымоходы).

Среди достоинств жидкого стекла:

  • Отличная адгезия с различными стройматериалами (дерево, бетон). Получается гладкая поверхность с влагостойким свойствами.
  • Добавление в состав бетонного раствора при устройстве монолита повышает прочность конструкции.
  • Силикатная присадка обладает антисептическими свойствами, предотвращает развитие плесени.
  • Доступная стоимость, состав дешевле полимерных добавок, применяемых для гидроизоляции фундамента и бетонных конструкций.
  • Простота применения – силикатное стекло легко наносится на любую поверхность или добавляется в смесь.

Быстрое застывание требует ускорения рабочего процесса. Необходим точный расчет пропорций, иначе раствор не будет иметь желаемых качеств. При высокой концентрации жидкого стекла бетон становится хрупким.

Способы применения жидкого стекла

Повысить влагостойкость и огнеупорность бетона можно двумя способами.

Внешняя обработка

Внешняя обработка бетона жидким стеклом

Влагозащитный состав при нанесении на поверхность бетонной конструкции проникает в мельчайшие отверстия и кристаллизуется там. Он препятствует попаданию внутрь материала влаги, защищает от действия кислот и других агрессивных составов. Штукатурка с силикатной добавкой увеличивает теплоизоляционные характеристики стен. Антисептические качества ЖС не дают плесени и грибкам селится на стенах и полуподвальных помещений. Обрабатывать раствором силиката можно фундамент любого типа, бассейн из бетонной чаши, цоколь.

Добавление в состав бетона

Нанесение пропитки защищает наружную часть конструкции, чтобы улучшить гидрофобные характеристики всей массы бетона, жидкое стекло добавляют в раствор. Максимальное количество не должно превышать 10%. Избыток добавки приводит к скорому разрушению конструкции. Приготовление бетонного раствора с силикатами всегда происходит небольшими порциями, чтобы их можно было использовать до начала кристаллизации.

Предварительная подготовка и общие рекомендации

До нанесения гидроизоляционного слоя поверхность очищают от старого покрытия, устраняя шелушение и загрязнение. Процедура обеспечит более глубокое проникновение влагозащитного состава. Обнаруженные трещины следует заделать, выступы удалить. Рекомендуется предварительно прогрунтовать бетонное основание жидким стеклом, разбавленным водой 1:5. Если поверхность, которую изолируют, очень гладкая, для появления шероховатости ее обрабатывают металлической щеткой.

Одно из требований при гидроизоляционных работах – температура воздуха. Она не должна опускаться ниже 5°C. Силикатный состав хранят в емкости, в которую он разлит на заводе. Остаток тщательно закрывают.

При самостоятельном приготовлении раствора необходима информация, через какой промежуток времени схватится смесь. Пропорции жидкого стекла для бетона:

Содержание жидкого стеклаНачальное схватывание, минОкончательное застывание, ч
2-3%40-4522-24
5%25-3013-15
10%5-73-4

Технология приготовления состава для гидроизоляции своими руками

Пропорции цемента, песка и жидкого стекла

Для приготовления раствора потребуется:

  • ведро;
  • насадка миксер для перфоратора;
  • валик или щетка;
  • мерная емкость.

Смешивать силикатный и цементный раствор нужно в рекомендованных пропорциях. Чтобы не нарушить инструкцию, удобно пользоваться мерной емкостью. Консистенцию жидкого стекла регулируют добавлением холодной воды. В состав гидроизоляционной смеси также входит цемент и песок. Пропорция для обработки колодцев составляет 1:1:1 (цемент, песок ЖС), для других конструкций берется соотношение 1 л силиката на 10 л бетона.

Сначала замешивают сухие ингредиенты цементного раствора. Затем растворяют необходимое количество ЖС в воде, приготовленной для смеси. Раствор вливается в сухие компоненты при непрерывном размешивании миксером. Можно добавить готовый силикат в бетон, но первый способ обеспечивает более равномерное распределение гидрофобизатора.

Гидроизоляция наносится валиком или макловицей. Соседние полосы должны перекрывать друг друга. При обработке стен и перекрытий используют краскопульт. Им удобнее наносить состав на вертикальную поверхность. Получается равномерное покрытие.

Слой не должен быть толще 3 мм, при необходимости раствор наносится 2-3 раза. Важно дождаться полного высыхания поверхности, затем приступать к дальнейшей гидроизоляции.

Техника безопасности при работе

Работать нужно в перчатках и респираторе

Раствор силикатов натрия не является токсичным веществом, но при работе с ним необходимо соблюдать правила:

  • Перед началом смешивания составов надевают перчатки и защитный костюм. Попадание каплей жидкого стекла на кожу может вызвать раздражение.
  • Опасно соприкосновение состава со слизистыми оболочками. Необходимо избегать попадания в глаза и органы дыхания. В качестве защиты рекомендуются очки и респиратор. При попадании состава в глаза сразу промойте их проточной водой.
  • Работы с силикатным клеем ведутся на улице или в хорошо проветриваемом помещении.
  • Потеки от силикатной добавки лучше удалять сразу. Она быстро застывает и счищается с трудом. Инструменты тщательно моются после окончания работы.

Воздействие воды и кислоты разрушает бетонные конструкции. Жидкое стекло – эффективное и недорогое средство для гидроизоляции. Оно применимо для различных частей здания, внешней обработки и изменения характеристик цементных растворов.

 

(PDF) Влияние жидкого стекла на раннее твердение портландцемента

978 Шевченко Виктор и Коцай Галина / Procedia Engineering 172 ( 2017 ) 977 – 981

Наиболее часто используется раствор

с модулем 3,5 [1,2,3].

На основании литературных данных установлено, что количество жидкого стекла находится в пределах 2–12 мас.% по отношению к массе цемента

. Однако отсутствуют данные о влиянии щелочного фактора, который необходимо учитывать при добавлении

ВГ в раствор.Из-за очень высокой щелочной активности жидкого стекла даже небольшое его количество приводит к

превышению допустимого количества Na2Oeq (по стандарту ПН-В 19707 значение равно 0,6–2,0%).

Этот факт сильно ограничивает использование ВГ в качестве добавки к цементу. Расчеты щелочной активности раствора по WG

показывают, что количество жидкого стекла в цементных растворах не должно превышать 0,1%. Ввиду отсутствия литературных данных о влиянии малых количеств ВГ

на технологические свойства цементных растворов, мы исследовали влияние 0.1%

WG на параметры твердения и прочность портландцемента.

2. Экспериментальная часть

Параметры упрочнения определяли в соответствии со стандартом PN-EN 196-2 автоматическим прибором Vicatronik

(фирма МАТЕСТ). Специальные исследования показали, что доверительный интервал определения параметров настройки

составляет +/- 5%. Кремнеземистый модуль жидкого стекла во всех случаях был равен 3,5. В работе использовали цементы марки

, соответствующие европейскому стандарту PN-EN 197-1:2011, таблица 1.

Таблица 1. Химический состав портландцементов (мас. %).

Механическая прочность определялась в соответствии со стандартом EN 196-1. Доверительный интервал для определения

прочности на сжатие составил +/- 10%.

3. Результаты и обсуждение

Известно, что на первой стадии гидратации цемента КСГ-гель связывает между собой зерна цемента, при этом его когезионная прочность (Rc) увеличивается по мере упрочнения цементного теста [4].Таким образом, зная прочность сцепления твердеющей системы

в определенные моменты времени, мы можем заранее определить величину изменения энергетического состояния системы.

Специальные исследования показали, что метод пенетрации можно использовать для определения прочности сцепления упрочняющей системы

. По разработанной нами методике нагрузка на индентор в аппарате Вика является мерой когезионной прочности упрочняющей системы. В определенный момент времени это значение является максимальным значением сопротивления пробитию

и соответствует первой точке конечной уставки [5].

В строительной технологии большую роль играет скорость набора прочности цементных растворов и бетонов. Однако европейский стандарт EN 197-1:2011 ограничивает только начальное схватывание, например, для цемента ЦЕМ I 32,5Р

– не менее 75 мин, а для цемента ЦЕМ I 42,5 Р – не менее 60 мин. Учитывая, что все цементы стандарта

имеют различный химический состав, правильно было бы предположить, что каждый из них будет характеризоваться определенным значением начального и конечного схватывания, определяемым в соответствии со стандартом ПН-ЕН 196-3.

Однако эти установочные параметры определяются только нагрузкой на индентор 300 г и характеризуют лишь часть

общего периода твердения. Предлагаемый метод определения когезионной прочности системы твердения в любой заданный

момент времени позволяет оценить суммарный период твердения до точки перехода системы из пластического

в хрупкое состояние. Именно эту точку перехода мы предлагаем принять за индивидуальную характеристику конкретного цемента.Следует отметить, что для всех цементов

точка перехода пластичного цементного теста в хрупкое состояние соответствует

когезионной прочности 225 МПа. Поэтому мы исследовали общий период затвердевания цементов различных марок

. Как проще всего очистить оконное стекло от затвердевшего цемента?

Ваш ремонт прошел хорошо, но вы пропустили брызги цемента на окнах во время вчерашней уборки. Это был долгий день, и тускнеющий свет ускользал от вашего орлиного взгляда вокруг рабочей площадки.

К сожалению, похоже, цемент за ночь затвердел на стекле. Удаление бетона со стекла — сложная задача даже для профессионалов. Если цемент затвердеет и затвердеет на стекле, вам будет нелегко избавиться от него.

К счастью, у нас есть идея, которая поможет вам решить вашу проблему. Наша проверенная формула для удаления цементных брызг со стекол и окон работает, и мы собираемся распаковать ее для вас в этом посте.

Вещи, которые вам понадобятся для работы:

Отправляйтесь в хозяйственный магазин и купите эти продукты для работы по уборке.

  • Садовый шланг
  • Мягкие губки
  • Ведро на 1 галлон
  • Специализированное средство для мытья стекол
  • Бумажные полотенца
  • Средство для мытья посуды
  • Распылитель
  • Шпатель
  • Средство для удаления бетона
  • Зубная щетка с мягкой щетиной

Предупреждение: перед началом работы

Прежде чем приступить к реализации своего плана, важно понять следующие моменты.

Никогда не удаляйте клей со стекла с помощью абразивных губок или стальной мочалки.Лезвия бритвы также не подходят для удаления затвердевшего цемента со стекла. Использование этих инструментов может привести к необратимым царапинам или травлению поверхности стекла, что приведет к необходимости его замены.

Избегайте использования этого процесса под прямыми солнечными лучами. Тепло от солнечных УФ-лучей слишком быстро высыхает чистящее средство, что приводит к образованию полос, которые трудно отполировать. Остатки химических веществ на стекле после очистки могут привести к появлению царапин на при попытке его удаления.

Как удалить брызги затвердевшего цемента? – Метод «сделай сам», который работает

Налейте в распылитель 2–3 капли средства для мытья посуды и воды. Распылите на окно, смазывая поверхность, чтобы предотвратить появление царапин. Продолжайте распылять мыльную воду, чтобы пропитать цемент. Пористая природа цемента впитывает мыльную воду, что облегчает его удаление.

После насыщения цемента в течение нескольких минут соскребите его со стекла пластиковым шпателем .

Промойте стекло шлангом и удалите остатки губкой.

Если на стекле осталось немного клея, снова промойте окно из шланга. Нанесите некислотное средство для удаления цемента на окно , следуя инструкциям производителя продукта. Некоторые продукты удаления представляют собой жидкости, разбавляемые водой; другие полагаются на аэрозольный баллончик для доставки.

Распылите средство для удаления в тени, избегая попадания прямых солнечных лучей, которые могут привести к высыханию средства для удаления.Оставьте его впитаться в цемент на время, указанное производителем. Если цемент начинает сохнуть, увлажните его из пульверизатора, но не давайте ему высохнуть.

Используйте пластиковый скребок для шпатлевки, чтобы соскоблить цемент, и почистите стойкие пятна с помощью зубной щетки с мягкой щетиной.

Промойте окно водой и высушите. Для надлежащего удаления некоторых стойких цементных отложений может потребоваться повторная очистка. После того, как вы закончите, распылите средство для мытья окон и отполируйте все оставшиеся пятна или следы.

Смягчающее действие порошков отработанного стекла на расширение щелочно-кремнеземной реакции (ASR) в вяжущем композите | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

  • Али, Э. Э., и Аль-Терсави, С. Х. (2012). Переработанное стекло как частичная замена мелкого заполнителя в самоуплотняющемся бетоне. Строительство и строительные материалы, 35 (10), 785–791.

    Артикул Google ученый

  • ASTM C618-08.(2008). Стандартные технические условия на летучую угольную золу и сырой или прокаленный природный пуццолан для использования в бетоне . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.

    Google ученый

  • ASTM C1567-13. (2013). Стандартный метод испытаний для определения потенциальной щелочно-кремнеземной реакционной способности комбинаций вяжущих материалов и заполнителя (ускоренный метод растворных брусков) . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.

    Google ученый

  • ASTM C1260-14. (2014). Стандартный метод определения потенциальной щелочной реакционной способности заполнителей (метод растворного бруска) . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.

    Google ученый

  • Авила-Лопес, У., Альманса-Роблес, Х.М., и Эскаланте-Гарсия, Х.И. (2015). Исследование новых связующих из отходов стекла и известняка с использованием статистических методов. Строительство и строительные материалы, 82, 296–303.

    Артикул Google ученый

  • Барнибек, Р. С., младший, и Даймонд, С. (1981). Выделение и анализ поровых флюидов из затвердевших цементных масс и растворов. Исследования цемента и бетона, 11 (2), 279–285.

    Артикул Google ученый

  • Бажан З.П., Зи Г. и Мейер К. (2000). Механика разрушения АШР в бетонах с разноразмерными частицами стеклобоя. Журнал инженерной механики, 126 (3), 226–232.

    Артикул Google ученый

  • Коринальдези В., Гнаппи Г. и Морикони Г. (2005). Повторное использование измельченных отходов стекла в качестве заполнителя для строительных растворов. Управление отходами, 2 (25), 197–201.

    Артикул Google ученый

  • Кота, Ф.П., Мело, CCD, и Панцера, Т. Х. (2015). Механические свойства и оценка ASR бетонной плитки с заполнителем из стеклобоя. Устойчивые города и общество, 16, 49–56.

    Артикул Google ученый

  • Сир М., Ривар П., Лабрек Ф. и Дайди А. (2010). Устройство высокого давления для извлечения жидкости из пористых материалов: применение к материалам на основе цемента. Журнал Американского керамического общества, 91 (8), 2653–2658.

    Артикул Google ученый

  • Ду, Х. и Тан, К. Х. (2014). Влияние размера частиц на реакцию щелочь-кремнезем в ступках из переработанного стекла. Строительство и строительные материалы, 66, 275–285.

    Артикул Google ученый

  • Исмаил З.З. и Аль-Хашми Э.А. (2009). Переработка отходов стекла как частичная замена мелкого заполнителя в бетоне. Управление отходами, 29 (2), 655–659.

    Артикул Google ученый

  • Ке Г. и Ван Ю. (2014). Исследование модуля крупности и фрактальной размерности порошка отработанного стекла с разным временем измельчения. Прикладная механика и материалы, 638–640, 1465–1471.

    Артикул Google ученый

  • Ким, Дж., Мун, Дж. Х., Шим, Дж. В., Сим, Дж., Ли, Х. Г., и Зи, Г. (2014). Прочностные характеристики бетона со шламом отходов стекла в условиях морозо-оттаивания и противогололедной соли. Строительство и строительные материалы, 66 (5), 398–402.

    Артикул Google ученый

  • Ким Дж., Йи К. и Зи Г. (2015). Стеклянный шлам как частичная замена цемента в строительных растворах. Строительство и строительные материалы, 75, 242–246.

    Артикул Google ученый

  • Лам, К.С., Пун, К.С., и Чан, Д. (2007). Повышение производительности сборных железобетонных блоков за счет учета отходов стекла и ASR. Цементные и бетонные композиты, 29 (8), 616–625.

    Артикул Google ученый

  • Ли, В., Хуанг, З., Ху, Г., Дуан, В., и Шах, С. (2017).Развитие ранней усадки бетона со сверхвысокими характеристиками при термообработке. Строительство и строительные материалы, 131, 767–774.

    Артикул Google ученый

  • Ли, Ю., Ли, В., Дэн, Д., Ван, К., и Дуань, В. (2018). Армирующие эффекты поливинилового спирта и полипропиленовых волокон на поведение при изгибе сульфоалюминатных цементных матриц. Цементные и бетонные композиты, 88, 139–149.

    Артикул Google ученый

  • Лонг Г., Лю Х., Ма К., Се Ю. и Ли В. (2017). Разработка высокоэффективного самоуплотняющегося бетона для применения в качестве засыпного слоя высокоскоростной железной дороги. Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (2), 04017268.

    Статья Google ученый

  • Марагечи Х., Марагечи М. и Раджабипур Ф.(2014). Пуццолановая реакционная способность переработанного стеклянного порошка при повышенных температурах: стехиометрия реакции, продукты реакции и эффект щелочной активации. Цементные и бетонные композиты, 53, 105–114.

    Артикул Google ученый

  • Миягава Т., Сето К., Сасаки К., Миката Ю., Кузуме К. и Минам Т. (2006). Разрушение арматурных сталей в бетонных конструкциях, поврежденных щелочно-кремнеземной реакцией: полевое обследование, механизм и ремонт. Journal of Advanced Concrete Technology, 4 (3), 339–355.

    Артикул Google ученый

  • Нан С., Чен З. Х. и Фанг Х. Ю. (2001). Повторное использование отработанного катализатора в качестве мелкого заполнителя в цементном растворе. Цементные и бетонные композиты, 23 (1), 111–118.

    Артикул Google ученый

  • Павлик, В. (2000).Водная экстракция хлоридов, гидроксидов и других ионов из затвердевших цементных масс. Исследования цемента и бетона, 30 (6), 895–906.

    Артикул Google ученый

  • Plusquellec, G., Geiker, M.R., Lindgård, J., Duchesne, J., Fournier, B., & Weerdt, K.D. (2017). Определение рН и содержания свободных щелочных металлов в поровом растворе бетона: обзор и экспериментальное сравнение. Исследование цемента и бетона, 96, 13–26.

    Артикул Google ученый

  • Раджабипур Ф., Джаннини Э., Дюнан К., Идекер Дж. Х. и Томас М. (2015). Реакция щелочь-кремнезем: современное понимание механизмов реакции и пробелы в знаниях. Исследование цемента и бетона, 76, 130–146.

    Артикул Google ученый

  • Рашад, А. М. (2014). Вторичное стеклянные отходы в качестве замены мелкого заполнителя в вяжущих материалах на основе портландцемента. Строительство и строительные материалы, 72, 340–357.

    Артикул Google ученый

  • Рашад, А. М. (2015). Переработанная электронно-лучевая трубка и жидкокристаллическое стекло дисплея в качестве замены мелкого заполнителя в цементных материалах. Строительство и строительные материалы, 93, 1236–1248.

    Артикул Google ученый

  • Шварц Н., Кэм, Х., и Нейталат, Н. (2008). Влияние тонкодисперсного стеклянного порошка на прочностные характеристики бетона и его сравнение с летучей золой. Цементные и бетонные композиты, 30 (6), 486–496.

    Артикул Google ученый

  • Шварц, Н., и Нейталат, Н. (2008). Влияние тонкодисперсного стеклянного порошка на гидратацию цемента: сравнение с летучей золой и моделирование степени гидратации. Исследования цемента и бетона, 38 (4), 429–436.

    Артикул Google ученый

  • Шаян, А., и Сюй, А. (2004). Использование отходов стекла в бетоне с добавленной стоимостью. Исследование цемента и бетона, 34 (1), 81–89.

    Артикул Google ученый

  • Шаян, А., и Сюй, А. (2006). Эффективность стеклянного порошка в качестве пуццоланового материала в бетоне: полевые испытания на бетонных плитах. Исследования цемента и бетона, 36 (3), 457–468.

    Артикул Google ученый

  • Шехата, М. Х., и Томас, доктор медицины (2000). Влияние состава летучей золы на расширение бетона за счет щелочно-кремнеземной реакции. Исследования цемента и бетона, 30 (7), 1063–1072.

    Артикул Google ученый

  • Ши, К., Ву, Ю., и Рифлер, К. (2005a). Характеристики и пуццолановая реакционная способность стеклянных порошков. Исследования цемента и бетона, 35 (5), 987–993.

    Артикул Google ученый

  • Ши, К., Ву, Ю., и Шао, Ю. (2005b). Щелочно-агрегатная реакция расширения брусков строительного раствора, содержащего порошок молотого стекла. Управление отходами, 2 (25), 197–201.

    Google ученый

  • Соболев К., Тюркер П., Соболева С. и Ишиоглу Г. (2006). Использование отходов стекла в ЭКО-цементе: прочностные характеристики и наблюдения за микроструктурой. Управление отходами, 27 (7), 971–976.

    Артикул Google ученый

  • Таха Б. и Ноуну Г. (2008a). Свойства бетона содержат смешанные цветные отходы переработанного стекла в качестве замены песка и цемента. Строительство и строительные материалы, 22 (5), 713–720.

    Артикул Google ученый

  • Таха Б. и Ноуну Г. (2008b). Использование нитрата лития и порошка пуццоланового стекла в бетоне в качестве подавителей ASR. Цементные и бетонные композиты, 30 (6), 497–505.

    Артикул Google ученый

  • Тирута-Барна, Л., Фантоцци-Мерле, К., Брауэр, К., и Барна, Р. (2006). Выщелачивание органических загрязнителей низкого уровня, содержащихся в материалах на основе цемента: экспериментальная методология и подход к моделированию. Journal of Hazardous Materials, 138 (2), 31–342.

    Google ученый

  • Топчу, И.Б., Бога, А.Р., и Билир, Т. (2008). Щелочно-кремнеземные реакции растворов, полученных с использованием отходов стекла в качестве мелкого заполнителя и добавок, таких как летучая зола и Li 2 CO 3 . Управление отходами, 28 (5), 878–884.

    Артикул Google ученый

  • Сяо, Дж., Цюй В., Ли В. и Чжу П. (2016). Исследование влияния заполнителя на три свойства неразрушающего контроля бетона, подвергнутого воздействию серной кислоты. Строительство и строительные материалы, 115, 486–495.

    Артикул Google ученый

  • Йылдырым, К., и Шумер, М. (2014). Сравнительный анализ влияния летучей золы тремя различными методами на строительные растворы, подвергающиеся воздействию щелочно-кремнеземной реакции. Composites Part B Engineering, 61, 110–115.

    Артикул Google ученый

  • Ю И., Чой Дж., Ланге Д. А. и Зи Г. (2016). Пуццолановая реакция стеклошлама с включением осаждающих добавок. Компьютеры и бетон, 17 (2), 255–269.

    Артикул Google ученый

  • Силикатные разновидности жидкого стекла и идеи для активируемого щелочью сырого цемента: AIP Advances: Vol 5, No 6

    A. 29 Si Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) на жидком стекле

    Степень полимеризации анионов силиката в жидком стекле зависит от концентрации силиката и ионов натрия, модуля и pH, см., например, 3–5 3. J. Nordstrom, E. Nilsson, P. Jarvol, M. Nayeri, A. Palmqvist, J. Bergenholtz, and A. Matic, «Концентрация и pH-зависимость сильнощелочных растворов силиката натрия, J. Colloid Interface Sci. 356 (1), 37-45 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.12.0854. Д. Димас, И. Джаннопулу и Д. Паниас, «Полимеризация в растворах силиката натрия: фундаментальный процесс в технологии геополимеризации», J. Mater. науч. 44 (14), 3719-3730 (2009). https://doi.org/10.1007/s10853-009-3497-55. Г. Энгельхардт и Д. Мишель, ЯМР твердого тела высокого разрешения силикатов и цеолитов (John Wiley & Sons, Австралия, 1987). Различные единицы часто обозначаются номенклатурой ЯМР для силикатной связности, называемой Q X .В этой терминологии X находится в диапазоне от 0 до 4 и обозначает количество соседних атомов Si, связанных с тетраэдром SiO 4 4− через атом кислорода. Однако в жидком стекле растворенные силикатные анионы (SiO 4 4− ) могут протонироваться, взаимодействовать с ионами натрия или принимать участие в полимеризации более крупных агрегатов, состоящих из Q 1 Q 4 конфигурации . Схематическая иллюстрация различных соединений показана на рисунке 2.В растворах обычно сосуществуют различные типы агрегатов, такие как мономеры, димеры, тримеры и их комбинации 4–6,23 4. Димас Д., Джаннопулу И. и Паниас Д. Полимеризация в растворах силиката натрия: фундаментальная процесс в технологии геополимеризации», J. Mater. науч. 44 (14), 3719-3730 (2009). https://doi.org/10.1007/s10853-009-3497-55. Г. Энгельхардт и Д. Мишель, ЯМР твердого тела высокого разрешения силикатов и цеолитов (John Wiley & Sons, Австралия, 1987).6. Энгельхардт Г., Зейган Д., Янке Х., Хёббель Д., Викер В., « 29 Si ЯМР-спектроскопия силикатных растворов. 2. Зависимость строения силикатных анионов в водных растворах от соотношения Na-Si. », З. Анорг. Allg. хим. 418 (1), 17-28 (1975). https://doi.org/10.1002/zaac.1975418010323. Гулд Р.О., Лоу Б.М. и Макгилп Н.А., «Исследование водных растворов метасиликата натрия с помощью 29 SI ЯМР-спектроскопии», Журнал химического общества – химические сообщения (17), 720-721 (1974).https://doi.org/10.1039/c3974000720b, которые образуют линейные, разветвленные или циклические структуры. 5 5. Г. Энгельхардт и Д. Мишель, ЯМР твердого тела высокого разрешения силикатов и цеолитов (John Wiley & Sons, Австралия, 1987). Следует отметить, что наибольшая силикатная конфигурация Q 4 ожидается только в сильно связанных и разветвленных конфигурациях 6,7 6. Г. Энгельхардт, Д. Зейган, Х. Янке, Д. Хеббель, и В. Викер, « 29 Si ЯМР-спектроскопия силикатных растворов 2.Зависимость структуры силикатных анионов в водных растворах от соотношения Na-Si // З. Анорг. Allg. хим. 418 (1), 17-28 (1975). https://doi.org/10.1002/zaac.197541801037. Халаш И., Агарвал М., Ли Р., Миллер Н. Что может сказать колебательная спектроскопия о структуре растворенных силикатов натрия? // Микропористый мезопористый материал. 135 (1-3), 74-81 (2010). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.06.013 и поэтому не должен отсутствовать в разбавленных растворах. С помощью Si-ЯМР 29 можно различать различные силикатные соединения.Как видно из раздела результатов, спектры ЯМР (рис. 2) показывают, что силикатная конфигурация различается для жидкого стекла с разными модулями. Самый высокий модуль ( n = 3,35) дает широкие пики, что указывает на более крупные агрегаты, в то время как единицы Q 0 , по-видимому, отсутствуют. При уменьшении модуля широкие полосы ЯМР начинают расщепляться за счет расщепления агрегатов на более мелкие. Сдвиг положения пика в сторону больших значений ppm происходит в результате увеличения pH (т.е. уменьшение модуля), который образует более отрицательно заряженные группы Si-O , которые могут взаимодействовать с положительно заряженными ионами натрия. Для жидкого стекла с модулем n = 3,35 имеется указание на конфигурацию Q 4 , которая могла возникнуть из трубки ЯМРстекла или стеклянной части зонда. Однако, поскольку мы использовали последовательность импульсов RIDE 15–17 15. В. Козмински и К. Джаковски, «Применение адиабатических инверсионных импульсов для устранения искажений базовой линии в ЯМР с преобразованием Фурье.Спектр ЯМР природного содержания 17 O для газообразного ацетона // Magn. Резон. хим. 38 (6), 459-462 (2000). https://doi.org/10.1002/1097-458X(200006)38:6%3C459::AID-MRC678%3E3.0.CO;2-416. J. Schraml, P. Sandor, S. Korec, M. Krump, and B. Foller, «Улучшенная базовая линия в 29 Si ЯМР-спектрах жидкого стекла», Magn. Резон. хим. 51 (7), 403-406 (2013). https://doi.org/10.1002/mrc.396117. K. Woelk, P. Trautner, HG Niessen и RE Gerald, «RIDE’n RIPT-устранение кольца вниз в быстрых сериях импульсов визуализации», J.Магн. Резон. 159 (2), 207-212 (2002). https://doi.org/10.1016/S1090-7807(02)00105-2 и поскольку в спектрах, полученных для растворов с меньшим модулем, нет указаний на какую-либо конфигурацию Q 4 , это не должно быть кейс.

    B. Инфракрасная спектроскопия (ИК) растворов жидкого стекла

    Поведение интенсивности валентных и изгибных колебаний воды около 3250 и 1600 см натрий.Увеличение интенсивности с увеличением модулей согласуется с предыдущим исследованием, в котором было обнаружено, что квазисвободные группы ОН уменьшаются с увеличением концентрации соли, поскольку большее количество анионов в растворах приводит к большему количеству и более прочным местам стыковки для групп ОН. 24,25 24. Л.М. Леверинг, «Колебательная спектроскопия исследования водных растворов галогеноводорода: применение к химии атмосферных аэрозолей», Диссертация, Университет штата Огайо, 2005 г., https://research.chemistry.ohio-state.edu/allen/files/2011/09/thesis_levering_ms_3_05.pdf.25. Дж. Рименшнайдер, «Спектроскопические исследования чистой воды и водных растворов солей в среднем инфракрасном диапазоне», Диссертация, Ростокский университет, 2011 г., http://rosdok.uni-rostock.de/file/rosdok_disshab_0000000812/rosdok_derivate_0000004838/Dissertation_Riemenschneider_2012. пдф. Однако для самых высоких модулей n = 3,35 резкое уменьшение пика ν 1 и ν 3 в спектре можно было бы объяснить связыванием OH с крупными силикатными агрегатами, как это видно на 29 Si-ЯМР.Добавление ионов к воде приводит к уменьшению симметричного и асимметричного характера растяжения тетраэдрической сетки с водородными связями и, таким образом, к уменьшению интенсивности пика 3250 см -1 . Как упоминалось выше, модификация модуля n и pH создают различные силикатные конфигурации, 3–5 3. J. Nordstrom, E. Nilsson, P. Jarvol, M. Nayeri, A. Palmqvist, J. Bergenholtz, and A. Matic, – зависимость сильнощелочных растворов силиката натрия», J.Коллоидный интерфейс Sci. 356 (1), 37-45 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.12.0854. Д. Димас, И. Джаннопулу и Д. Паниас, «Полимеризация в растворах силиката натрия: фундаментальный процесс в технологии геополимеризации», J. Mater. науч. 44 (14), 3719-3730 (2009). https://doi.org/10.1007/s10853-009-3497-55. Г. Энгельхардт и Д. Мишель, ЯМР твердого тела высокого разрешения силикатов и цеолитов (John Wiley & Sons, Австралия, 1987). влияющие на вязкость растворов 8 8.X. Yang, W. Zhu, Q. Yang, “Вязкостные свойства растворов силиката натрия”, J. Solution Chem. 37 (1), 73-83 (2008). https://doi.org/10.1007/s10953-007-9214-6, а также процесс гелеобразования вяжущих минеральных материалов 14 14. М. Криадо, А. Фернандес-Хименес, А. Паломо, И. Собрадос и Дж. Санс, «Влияние соотношения SiO 2 / Na 2 O на щелочную активацию летучей золы. Часть II: 29 Si MAS-NMR Survey», Microporous Mesoporous Mater. 109 (1-3), 525-534 (2008). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.05.062, в которых участвует реакция между силикатами и растворенными ионами кальция из активированных щелочью минеральных материалов. Поэтому здесь мы сконцентрируемся на силикатной области, расположенной в интервале 800-1200 см -1 . Обратите внимание, что очевидно, что относительная интенсивность, форма и протяженность области варьируются в зависимости от модуля n (рис. 3). Из предыдущих ИК-исследований жидкого стекла 4 4.Д. Димас, И. Джаннопулу и Д. Паниас, «Полимеризация в растворах силиката натрия: фундаментальный процесс в технологии геополимеризации», J. Mater. науч. 44 (14), 3719-3730 (2009). https://doi.org/10.1007/s10853-009-3497-5 (и ссылки в нем) было высказано предположение, что более крупные силикатные структуры вносят вклад в ИК-спектр при более высоких волновых числах и небольшие единицы молекулярной массы при более низких волновых числах соответственно. Таким образом, как расширение силикатной области в сторону особенно больших волновых чисел, так и смещение основного пика (около 1000 см −1 ) свидетельствуют об увеличении размеров структурных единиц с увеличением модуля, что согласуется с полученными результатами. по 29 Si-ЯМР.Процедура аппроксимации кривой (рис. 4) показала, что спектры жидкого стекла с более высокими модулями аналогичны, а стекло с наименьшим модулем существенно различается, т.е. количество гауссианов, необходимых для аппроксимации кривой, увеличилось с 5 до 6. Как показано на рис. 4 , для последнего большинство пиков находится в несколько иных положениях по сравнению с жидким стеклом более высокого модуля, что должно свидетельствовать о существенном изменении молекулярной структуры. Также можно отметить, что новый пик появляется примерно на 904 см -1 и что центр основного пика находится примерно на 986 см -1 .Последнее предполагает, что в этой концентрации обнаруживаются наименьшие силикатные структурные единицы, что также подтверждается измерениями ЯМР 29 Si, показанными выше. Даже если настоящее исследование сосредоточено на структуре жидкого стекла, можно отметить, что основной пик около 1000 см -1 представляет интерес также при изучении структуры и развития структуры кальциево-силикатно-гидратного (CSH) геля щелочеактивированный шлак и степень полимеризации при геополимеризации соответственно. 26–28 26. I. Lecomte, C. Henrist, M. Liegois, F. Maseri, A. Rulmont и R. Cloots, «(Микро)-структурное сравнение между геополимерами, активированным щелочью шлаковым цементом и портландцементом , J. Eur. Керам. соц. 26 (16), 3789-3797 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2005.12.02127. Ф. Пуэртас и А. Фернандес-Хименес, «Минералогическая и микроструктурная характеристика активированных щелочью зольных/шлаковых паст», Cem. Конкр. Композиции 25 (3), 287-292 (2003).https://doi.org/10.1016/S0958-9465(02)00059-828. П. Чиндапрасирт, К. Джатурапитаккул, В. Чали и У. Раттанасак, «Сравнительное исследование характеристик геополимеров летучей золы и зольного остатка», Управление отходами. (Оксфорд) 29 (2), 539-543 (2009). https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.06.023 В целом интенсивность этого пика увеличивается, и максимум пика смещается в сторону более высоких волновых чисел, когда структура становится более полимеризованной; т. е. когда разрабатываются более крупные структуры. Однако, хотя они часто используются в литературе, недавние исследования 7,29 7.Халаш И., Агарвал М., Ли Р., Миллер Н. Что может сказать колебательная спектроскопия о структуре растворенных силикатов натрия? // Микропористый мезопористый материал. 135 (1-3), 74-81 (2010). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.06.01329. И. Халаш, М. Агарвал, Р. Ли и Н. Миллер, «Колебательные спектры и диссоциация водных растворов Na 2 SiO 3 », Catal. лат. 117 (1-2), 34-42 (2007). https://doi.org/10.1007/s10562-007-9141-6 на жидком стекле, изготовленном из растворенных метасиликатов натрия, показали, что общепринятая терминология ЯМР, касающаяся связности и конфигурации силикатов, скорее всего, не может быть использована непосредственно для описания конкретных ИК колебаний стаканы с водой.Вместо этого было высказано предположение, что для таких растворов с более высоким pH (pH > 10) наблюдаемые ИК-колебания в силикатной области зависят от содержания ионов натрия и обусловлены различной степенью диссоциации ионов натрия. Согласно этим исследованиям, 7,29 7. I. Halasz, M. Agarwal, R. Li, and N. Miller, «Что может сказать колебательная спектроскопия о структуре растворенных силикатов натрия?», Microporous Mesoporous Mater. 135 (1-3), 74-81 (2010). https://doi.org/10.1016/j.микромезо.2010.06.01329. И. Халаш, М. Агарвал, Р. Ли и Н. Миллер, «Колебательные спектры и диссоциация водных растворов Na 2 SiO 3 », Catal. лат. 117 (1-2), 34-42 (2007). https://doi.org/10.1007/s10562-007-9141-6 сдвиг в сторону более низких волновых чисел с уменьшенными модулями означает, что больше ионов натрия взаимодействует с атомами кислорода на силикатных тетраэдрах. Это также то, что получено для исследованных здесь образцов, где положение наиболее интенсивного пика при перемещении от 1015 см -1 для жидкого стекла с самым низким содержанием натрия ( n = 3.35) до 985 см -1 для образца с наибольшим содержанием натрия ( n = 0,99). Когда максимум пика приближается к 985 см -1 , как и для образца n = 0,99, специфическая конфигурация связей, дающая начало этому пику, представляет собой нейтральную силикатную структуру, в которой все атомы кислорода в силикатном тетраэдре протонированы или заняты. ионами натрия. 7,29 7. I. Halasz, M. Agarwal, R. Li, and N. Miller, «Что может сказать колебательная спектроскопия о структуре растворенных силикатов натрия?», Microporous Mesoporous Mater. 135 (1-3), 74-81 (2010). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.06.01329. И. Халаш, М. Агарвал, Р. Ли и Н. Миллер, «Колебательные спектры и диссоциация водных растворов Na 2 SiO 3 », Catal. лат. 117 (1-2), 34-42 (2007). https://doi.org/10.1007/s10562-007-9141-6 На гистограмме на рис. 4 видно, что для n = 2,07 основной пик около 1000 см −1 отображает максимум, а пик при 964 см -1 показывает минимум по сравнению с другими модулями.Этот последний пик, согласно Halasz et al., 7,29 7. И. Халаш, М. Агарвал, Р. Ли и Н. Миллер, «Что может сказать колебательная спектроскопия о структуре растворенных силикатов натрия? », Микропористая мезопористая материя. 135 (1-3), 74-81 (2010). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.06.01329. И. Халаш, М. Агарвал, Р. Ли и Н. Миллер, «Колебательные спектры и диссоциация водных растворов Na 2 SiO 3 », Catal. лат. 117 (1-2), 34-42 (2007).https://doi.org/10.1007/s10562-007-9141-6 из-за колебаний Si-OH. Интересно, что это решение дает самое быстрое время схватывания, как показано в нашем предыдущем исследовании 9 9. Х. Янссон и Л. Танг, «Начальное время схватывания измельченного гранулированного доменного шлака GGBS и его связь с модулем щелочного -активирующий раствор», в Proceeding of XXII Nordic Concrete Research Symposium (NCR), Рейкьявик, Исландия , (2014). (см. рисунок 1).

    C. Конфигурация силиката и понимание щелочной активации сырых вяжущих материалов

    Согласно спектрам 29 Si раствор с модулем n = 3.35 преобладают более крупные силикатные агрегаты, что предполагает, что большое количество ионов натрия в материале включено или скрыто в силикатных структурах. Как следствие, только несколько участков отрицательно заряженного кислорода на агрегатах кремнезема должны быть доступны для взаимодействия, например, с растворенными ионами в окружающей среде. Когда модуль n уменьшается, более крупные силикатные структурные единицы распадаются и становятся меньше, и, таким образом, на углах силикатных агрегатов обнаруживается также большая доля кислородных центров.

    При увеличении модуля n pH жидкого стекла увеличивается, что, в свою очередь, влияет на растворимость ионов. 30 30. С. С. Зумдал, Химические принципы, 4-е изд. (2002). Повышенный рН приводит к снижению растворимости ионов кальция, в то время как для силикатов наблюдается обратное. 30,31 30. С. С. Зумдал, Химические принципы, 4-е изд. (2002).31. Сонг С.Дж. и Дженнингс Х.М. Химия пористого раствора активированного щелочью молотого гранулированного доменного шлака // Cem.Конкр. Рез. 29 (2), 159-170 (1999). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(98)00212-9 Это должно повлиять на начальную стадию, так называемую фазу растворения, процесса гидратации активированных щелочью сырых вяжущих материалов, таких как GGBS. В фазе растворения связи GGBS разрываются, и ионы, такие как ионы кальция, мигрируют из шлакового материала в жидкую фазу, окружающую частицы GGBS. 32 32. Броу А. Р. и Аткинсон А., «Растворы из активированного щелочью шлака на основе силиката натрия, часть I.Прочность, увлажнение и микроструктура», Cem. Конкр. Рез. 32 (6), 865-879 (2002). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00717-2 Однако, как видно из рисунка 1, несмотря на снижение растворимости ионов кальция, меньший размер структурных силикатных единиц приводит к увеличению (более быстрое) время начального схватывания ГГБС. Причина этого, скорее всего, в том, что возрастает вероятность взаимодействия растворенных ионов с отрицательно заряженными центрами кислорода на силикатных агрегатах.Ранее нами было обнаружено, что самое быстрое начальное время схватывания GGBS, активированного жидким стеклом, происходит при модуле, близком к 2. по отношению к модулю раствора, активирующего щелочь», в Материалы XXII Северного исследовательского симпозиума по бетону (NCR), Рейкьявик, Исландия , (2014). (см. рисунок 1) и другие. 10 10. Бернал С.А., Провис Дж.Л., Роуз В., Р.Мехиа де Гутьеррес, «Эволюция структуры связующего в смесях шлака и метакаолина, активированного силикат натрия», Cem. Конкр. Композиции 33 (1), 46-54 (2011). https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.09.004 Также близок к составу жидкого стекла, для которого наблюдается минимум вязкости. 8 8. X. Yang, W. Zhu, Q. Yang, «Вязкостные свойства растворов силиката натрия», J. Solution Chem. 37 (1), 73-83 (2008). https://doi.org/10.1007/s10953-007-9214-6 Таким образом, даже если растворимость ионов кальция еще больше снижается из-за повышения рН (рН = 12.6) активированная щелочью смесь (т.е. ГГБС и жидкое стекло) становится более текучей из-за меньшего размера силикатных агрегатов. Следовательно, процесс диффузии, важный для реакции и развития структуры шлака, активированного щелочью, 11 11. Фернандес Хименес А. и Пуэртас Ф., «Цементы, активированные щелочным шлаком: кинетические исследования», Cem. Конкр. Рез. 27 (3), 359-368 (1997). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(97)00040-9. Как показано на рисунке 1, время начального схватывания увеличивается, когда щелочной раствор становится либо более кремнистым, либо более щелочным (т.е. выше или ниже модуля). При дальнейшем уменьшении модуля положение основного пика в инфракрасном спектре смещается в сторону меньшего волнового числа, что указывает на появление менее отрицательно заряженных углов у силикатных структур. Кроме того, результаты измерений Si ЯМР 29 показывают, что силикатные агрегаты становятся более деполимеризованными. В то же время растворимость ионов кальция из шлака снижается из-за увеличения рН. 30 30. С. С. Зумдал, Химические принципы, 4-е изд.(2002). Таким образом, только небольшое количество растворенных ионов кальция будет доступно для пуццолановой реакции, в то время как доля отрицательно заряженных центров ниже, и, как и ожидалось, начальное время схватывания становится больше, как видно на рисунке 1. Для раствор самого низкого модуля ( n = 0,99) более крупные силикатные агрегаты полностью отсутствуют и раствор состоит в значительной степени только из более мелких структурных единиц типа Q 0 и Q 1 .При этом составе жидкого стекла рН близок к 14, а общее количество ионов натрия в растворе высокое (см. табл. I). Однако, как упоминалось выше, предыдущие исследования 7,29 7. I. Halasz, M. Agarwal, R. Li и N. Miller, «Что может сказать колебательная спектроскопия о структуре растворенных силикатов натрия?», Microporous Mesoporous Mater . 135 (1-3), 74-81 (2010). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.06.01329. И. Халаш, М. Агарвал, Р. Ли и Н. Миллер, «Колебательные спектры и диссоциация водных растворов Na 2 SiO 3 », Catal.лат. 117 (1-2), 34-42 (2007). https://doi.org/10.1007/s10562-007-9141-6 показали, что, когда положение пика основного пика находится около 985 см -1 , большинство позиций кислорода на силикатных тетраэдрах заняты либо водородом или ионов натрия. Таким образом, в этом случае меньшее количество отрицательно заряженных кислородных центров доступно для растворенных ионов кальция, и в результате начальное время схватывания дополнительно увеличивается.

    Стеклянная мозаика (GMT) Разбавленный раствор

    УСТАНОВКА

    ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ
    • Бетонные и гипсовые поверхности: Все участки должны быть отверждены в течение двадцати восьми (28) дней и должны быть структурно прочными, чистыми и не содержать влаги, воска, масла, частиц краски, отвердителей или посторонних веществ.Плита должна быть обработана стальным шпателем или метлой. Удалите любые жидкие отвердители или герметики для бетона, а затем промойте чистой водой. Поверхности можно очистить сульфаминовой кислотой ( SGM Safe Clean Crystals ), затем тщательно промыть и нейтрализовать. Бетон не должен иметь высолов и гидростатического давления. Испытайте, чтобы подтвердить, что бетон может поглощать воду, разбрызгивая капли воды. Если вода собирается в капли и не впитывается в основание, скарифицируйте поверхность механическим абразивом с помощью карборундового диска, а затем промойте чистой водой.Прежде чем приступить к укладке, проверьте еще раз, чтобы убедиться, что вода впитывается в основание. Гладкому бетону также необходимо придать шероховатость, чтобы обеспечить механическое сцепление. В жарких и сухих условиях слегка смочите поверхность водой, не допуская застоя воды. При использовании для укладки плитки в любом погруженном в воду месте (плавательные бассейны, спа, водные объекты и т. д.) дайте раствору высохнуть как минимум от семи (7) до четырнадцати (14) дней до контакта с водой.
    • Фанера и деревянные основания: Все фанерные полы (включая черновые полы) должны соответствовать всем требованиям ANSI .Вся фанера должна быть фанерного сорта (только для внутреннего, жилого и легкого коммерческого использования в сухих помещениях), без пыли, масла или других посторонних веществ.
    • Альтернативные поверхности: Для приклеивания к существующей керамической плитке, мрамору, винилу, VCT и эластичным напольным покрытиям полы должны быть хорошо приклеены к основанию и очищены от воска, масла, пыли или частиц краски. Для использования поверх существующей керамической плитки, поверхность плитки надсекают путем механического истирания карборундовым диском с последующим промыванием чистой водой.Не наносите на винил, ДСП, фанеру, гипсовые подложки, настенные покрытия, остатки клея, масонит, металл, стекло, пластик или окрашенные поверхности. Поверхности, подобные этим, будут препятствовать склеиванию и должны быть покрыты мембраной расщепления, покрытой ? от дюймов до ¾ дюймов (от 9,5 до 19,1 мм) армированного раствора для полов. Подождите не менее двадцати (20) часов, прежде чем можно будет наносить затвердевший раствор на основание раствора.

    Стеклянная мозаика (GMT) Thin-Set Mortar может использоваться для установки системы лучистого отопления.Не используйте для установки камня на основе смолы. Не рекомендуется для закрепления зеленого, красного или черного мрамора. Зеленый и черный чувствительные к влаге шарики необходимо закрепить эпоксидным раствором SGM EGS . Обратитесь в отдел технического обслуживания SGM за рекомендациями по продукту и установке.

    ОСТОРОЖНО

    Продукт становится щелочным при контакте с водой. Используйте лопатку для смешивания, чтобы избежать попадания брызг в глаза или контакта с кожей. Во время смешивания или нанесения избегайте попадания в глаза. В случае такого контакта несколько раз промойте глаза водой и ВЫЗОВИТЕ ВРАЧА .Тщательно мойте после обработки и перед курением или едой. Не принимать внутрь. СОДЕРЖИТ СВОБОДНЫЙ КРЕМНИЯ — ПЫЛЬ НЕ ДЫШАТЬ . Длительное воздействие пыли может вызвать отсроченное заболевание легких ( Силикоз ).

    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Этот продукт может подвергать вас воздействию химических веществ, включая кремнезем, который штат Калифорния признает причиной рака. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт предупреждений о Предложении 65 (www.P65Warnings.ca.gov). Всегда используйте одобренные NIOSH маски для работы с кварцевой пылью. ХРАНИТЬ В НЕДОСТУПНОМ ДЛЯ ДЕТЕЙ.

    СМЕШИВАНИЕ

    Добавьте растворный порошок для стеклянной мозаики (GMT) Thin-Set Mortar примерно в 1½ галлона (5,7 л) прохладной чистой питьевой воды на 50 фунтов. (22,7 кг) мешок. Предпочтительно машинное смешивание с помощью низкоскоростной дрели и мешалки (250—350 об/мин). Более высокие скорости не рекомендуются, так как это приведет к вовлечению воздуха. Тщательно перемешайте два (2) компонента до получения однородной массы. Надлежащая консистенция достигается, когда раствор наносится зубчатым шпателем на основание, а образующиеся гребни не растекаются и не оседают.Дайте раствору закипеть в течение пяти (5) минут, а затем снова перемешайте перед использованием. Не добавляйте воду, латекс или порошок после гашения раствора. Периодически перемешивайте раствор во время использования и выбрасывайте после первоначального застывания в ведре.

    ПРИЛОЖЕНИЕ

    Подробные процедуры установки можно найти в TCNA Handbook и ANSI 108.5 . Все материалы и пораженные участки должны оставаться при температуре выше 50°F / 10°C (пятьдесят градусов по Фаренгейту / десять градусов по Цельсию) или ниже 100°F / 38°C (100 градусов по Фаренгейту / 38 градусов по Цельсию) за 24 часа до и в течение 72 часов. после размещения.Обильно нанесите смешанный раствор плоской стороной шпателя, прилагая достаточное усилие, чтобы проникнуть в основание; затем нанесите дополнительный раствор зубчатым краем шпателя, оставив достаточно раствора, чтобы обеспечить 100-процентное покрытие обратной стороны плитки. Укладывайте плитку, пока поверхность влажная и липкая, и распределяйте раствор по площади, не превышающей площадь, которую можно покрыть плиткой до того, как раствор начнет пениться. Укладывайте плитки вращательными движениями и слегка взбивайте до того, как произойдет начальное схватывание, чтобы они полностью погрузились в раствор.Раствор, образовавший корку, перед укладкой плитки необходимо повторно затереть. Для некоторых плиток неправильной формы может потребоваться смазка. Во время укладки плитки рекомендуется периодически снимать плитку и проверять, достигается ли достаточный перенос раствора. Промышленные стандарты требуют минимальной толщины раствора 3/32 дюйма (2 мм) после забивания. Не корректируйте плитку после того, как она уложится более 10–15 минут.

    • ПРИМЕЧАНИЕ: Предлагается сделать макет для оценки методов подготовки поверхности и нанесения путем нанесения от трех (3) до четырех (4) плиток и клеевого раствора из реальной укладки.Эти плитки следует оставить для затвердевания на срок от трех (3) до семи (7) дней, а затем снять, чтобы определить, была ли получена адекватная адгезия до начала укладки.

    Зазор ¼ дюйма должен быть оставлен вокруг вертикальных абатментов, чтобы обеспечить подвижность конструкции, и заполнен соответствующим эластомерным герметиком.

    ОЧИСТКА

    Для удаления незатвердевшего раствора достаточно воды.

    ОТВЕРДЕНИЕ

    Минимальное излечение достигается через 12—24 часа.Настройка может варьироваться в зависимости от атмосферных условий. Обычную затирку следует производить через 48 часов.

    ПОКРЫТИЕ

    Приблизительно:

    • 75 кв. футов на 50 фунтов. при нанесении зубчатым шпателем ¼” x ¼” (6,4 мм x 6,4 мм).
    • 65 кв. футов с использованием ¼” x ?” (6,4 мм x 9,5 мм) квадратный зубчатый шпатель.
    • 40 кв. футов с использованием ½” x ½” (13 мм x 13 мм).

    СРОК ГОДНОСТИ

    До одного (1) года с даты изготовления в невскрытой упаковке, хранящейся при соблюдении условий.

    ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

    Не требуется.

    SGM, Inc. гарантирует, что данное изделие будет работать в соответствии с его назначением в течение одного (1) года с даты изготовления. Любая претензия в отношении дефектной продукции должна быть представлена ​​в письменном виде в SGM, Inc. с предоставлением образцов дефекта. Единственным обязательством SGM, Inc. будет замена любого продукта, признанного SGM, Inc. дефектным. ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ.НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ КОМПАНИЯ SGM, INC. НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА УЩЕРБ ЛЮБОГО РОДА ИЛИ ПРИРОДЫ, ВОЗНИКШИЙ В СВЯЗИ С ДОГОВОРОМ, ДЕЛИКТОМ ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ. ЕДИНСТВЕННЫМ ОБЯЗАТЕЛЬСТВОМ SGM, INC. БУДЕТ ЗАМЕНА ЛЮБОГО ПРОДУКТА, ОПРЕДЕЛЕННОГО SGM, INC. ДЕФЕКТНЫМ.

    Исследование новообразований C-S-H в изготовленных со стеклянным порошком в качестве связующего раствора

    Введение

    Быстрый прогресс технологии бетона в последние годы означал большую эволюцию в гражданском строительстве, особенно в разработке новых типов бетона и строительных растворов (C.Мейер, 2009). Это развитие проявляется в появлении новых добавок и армирующих волокон, которые будут отвечать требованиям современных инженеров-строителей, делая все более и более возможным использование экологически безопасных материалов. (Хансен Т., 2004; Торрес Кастельянос и Торрес Агредо, 2010).

    Одним из таких продуктов, используемых в качестве связующего при производстве строительного раствора, является стеклянный порошок из стеклянных отходов, которые не могут быть использованы повторно, поскольку они загрязнены бумагой, пробкой и другими веществами, или из фритты с очистительных заводов в керамической промышленности (Марко, 2012; Тунг-Чай Линга, 2012; Тунг-Чай Линга, 2017).Использование этих типов добавок для производства растворов соответствует критериям устойчивости, которых требует сегодня общество (Atienza, 2010). Это уменьшает количество используемого цемента, тем самым способствуя сокращению выбросов парниковых газов (Marco, 2012; Mas-López MI, 2016; Tagnit-Hamou, 2016), а также уменьшает площадь, используемую в качестве свалок (Mas-López MI, 2016; Н.А. Солиман, 2016; К. Паде, 2017). Только в Испании ежегодно образуется около 1,5 млн тонн отходов стекла, из которых 75% перерабатываются, а остальные, около 300 000 тонн, вывозятся на свалки (Ecovidrio, 2018).

    Из-за положительного воздействия на окружающую среду использования отходов стекла было проведено множество исследований свойств отходов стекла, используемых в качестве вяжущего для строительных растворов и цементов (Y. Jani, 2014). Такие исследования, проведенные в середине 20 века, показали, что цементы, изготовленные с заполнителями из стеклянного порошка (R.G.Pike D.H., 1957; R.G.Pike D.H., 1960; Johnston, 1974), легче, чем традиционные цементы, растрескиваются из-за щелочно-кремнеземных реакций. В последнее время такие авторы, как Р.Идир М.К.-Х. (2011), В. Коринальдес (2005) и Р. Идир М.С.-Х. (2010), H. Rashidian-Dezfouli, (2017) и A.Prghi (2016) пришли к выводу, что эту проблему можно решить, уменьшив размер частиц стеклянного порошка, используемого в качестве заполнителя.

    Чтобы проверить жизнеспособность этих добавок, одним из ключевых факторов является проверка их соответствия требованиям прочности на сжатие (Mohammadreza Mirzahosseini, 2015; MZ Guo, 2015; J. Chen, 2009). Чтобы знать, как изменится стойкость строительного раствора, важно знать, из чего состоит процесс схватывания, какие химические соединения ответственны за это схватывание и его эволюцию во времени (G.Виджаякумар, 2013). Основными компонентами, определяющими процесс схватывания, являются гели C-S-H. Кинетика их образования и обилие этих гелей будет в значительной степени зависеть от эволюции сопротивления с течением времени как для обычных растворов, так и для растворов, изготовленных из различных конгломератов.

    Гель гидратированного силиката кальция (C-S-H) является наиболее важным продуктом гидратации вяжущих материалов и отвечает за процесс их схватывания. Обладая сложной нанопористой структурой и очень большой площадью поверхности, гель C-S-H обладает большой способностью образовывать связи на единицу площади поверхности и поэтому в основном отвечает за механические свойства материалов на основе цемента (S.Гони, 2011).

    Гидратированные цементные пасты состоят в основном из набора кристаллических фаз (портландита, эттрингита, гидратированного моносульфоалюмината кальция), зерен безводного цемента и в основном гидратированного силиката кальция квазиаморфной природы: это гель CSH, упомянутый в предыдущем пункт.

    В предыдущих исследованиях Marco et al. (2012) прочность на сжатие, полученная в растворах, изготовленных из стеклянного порошка с разным гранулометрическим составом и различными пропорциями стеклянного порошка, и было обнаружено, что наилучшие результаты сопротивления сжатию были получены для растворов, изготовленных из стеклянного порошка 16 мкм и с процентным содержанием стеклянного порошка. 80% в составе вяжущего.Это находится в диапазоне размеров, который другие авторы считают оптимальным для использования в качестве вяжущего в производстве цемента и бетона (Яни Яни, 2014). В этом исследовании также было обнаружено, что строительные растворы, изготовленные из стеклянного порошка, представляют собой подходящие условия для использования при стабилизации грунтов благодаря их устойчивым характеристикам и самовосстанавливающимся свойствам при столкновении с небольшими трещинами или дифференциальными посадками. Эти свойства самовосстановления были получены из-за длительного времени реакций в осадке, вызванных новообразованиями, которые возникают в виде гелей, подобных C-S-H.

    Для наблюдения и изучения новообразований были приготовлены различные растворы с заменой части цемента порошком молотого стекла разного диаметра и в разных пропорциях. Были проведены два типа анализа: рентгеноструктурный анализ и сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), соединенный со спектрографом дисперсионной энергии (ЭДС).

    Материалы и методы

    Материалы, использованные для проведения испытаний, имели следующие характеристики.

    Материалы

    Цемент

    Используемый стеклянный порошок поступает от очистки мельниц керамической промышленности (фритт) и упаковки от выборочного сбора мусора, который из-за своих характеристик (высокий процент прилипшей к нему бумаги, пробки или пластика)…) нельзя использовать повторно. Их измельчали ​​в прутковой мельнице, оснащенной 15 прутками 3 разных диаметров и разного времени измельчения. Гранулометрию стеклянного порошка устанавливали для трех характеристических диаметров d 10 , d 50 , d 90 , составляющих размерность частиц образца, для которых 10 %, 50 % и 90 % имели диаметр меньше этого значения. В таблице 3 представлены гранулометрические характеристики стеклянного порошка в зависимости от времени измельчения.

    Таблица 1

    Гранулометрия цемента ЦЕМ I 52,5 Р (собственный препарат)


    Источник: Авторы

    Таблица 2

    Химический состав CEM I 52.5 R (собственный препарат)


    Источник: Стеклянный порошок авторов

    Таблица 3

    Гранулометрическая характеристика стеклянного порошка в зависимости от продолжительности измельчения (собственный препарат)


    Источник: Авторы

    Во время испытаний использовались партии стеклянного порошка номиналом d 50 , так как согласно Marco L.Дж. и др. (2012) (Marco, 2012; Marco et al., 2012), связь времени измельчения с диаметром частиц представляет собой оптимальную экономическую рентабельность и устойчивость. Химический состав остатков стеклянного порошка, используемых при помоле, показан в таблице 4.

    Таблица 4

    Химический состав стеклянного порошка, используемого при приготовлении продукта (собственный препарат)


    Источник: Авторы

    План исследования

    Сбор образцов остатков стекла и последующее измельчение стекла до достижения желаемого диаметра частиц.Строительный раствор был приготовлен в соответствии со стандартом (Comité Técnico AEN/CTN 80, 2011) UNE-EN 196-1 с использованием песка и вяжущего в соотношении 2,75:1 и соотношением вода/вяжущее 0,52 и пасты. с тем же соотношением вода/связующее.

    Чтобы убедиться, что используемый песок никоим образом не влияет на явление схватывания, некоторые образцы раствора были приготовлены путем замены песка материалом типа извести с аналогичными гранулометрическими характеристиками. В предыдущих исследованиях Marco et al., (2012) авторы обнаружили, что сопротивление растворов, изготовленных из двух материалов, очень похоже, поэтому гипотеза о влиянии песка для раствора как агента, ответственного за схватывание, отбрасывается. явление.

    Для изучения продуктов, отвечающих за схватывание и их влияние на стойкость, были приготовлены стандартные растворы и пасты с двумя разными дозировками. Первую группу анализа составили пасты и растворы следующего состава: 80 % стеклянного порошка, 18 % извести и 2 % поташа (далее группа 1). Состав второй группы: 80 % стеклянный порошок, 20 % СЕМ 152,5 Р (далее группа 2).

    После того, как паста и строительный раствор были изготовлены, были проведены два типа анализа: рентгеноструктурный анализ и анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа в сочетании со спектрографом дисперсионной энергии.

    Анализ и обсуждение

    Рентгеноструктурный анализ

    Первым этапом исследования было тестирование продуктов, отвечающих за получение сопротивления сжатию различных образцов строительных растворов и паст, с использованием дифракции рентгеновских лучей. Анализ паст позволил получить всю информацию об образовавшихся в них гелях, тогда как для растворов мы имели информацию только о характерных пиках кварцевого песка. Поэтому в этом разделе мы используем только результаты, полученные для паст.

    Сначала были проанализированы образцы с составом, идентифицированным в группе 1. На рис. 1 представлен график, соответствующий анализу образцов группы 1, после 19 суток хранения в эндогенной среде во влажной камере при температуре 20 °С. ± 3 и относительной влажности > 95%. Пунктирная линия представляет собой выпуклость, образованную присутствием аморфных фаз. Можно увидеть характерные пики кальцита CaCo 3 , обусловленного карбонизацией извести на воздухе, и портландита Ca(OH) 2 , полученного в результате гидратации извести, но других кристаллизованных гидратов не наблюдается.


    Рисунок 1
    Рентгеновская дифрактограмма пасты группы 1.
    Источник: Авторы

    Анализ рентгенограммы образцов 2-й группы выявил наличие аморфных фаз, как и в образцах 1-й группы.

    В проанализированных образцах пасты мы снова обнаружили характерный горб стекла, а также все характерные пики основных составляющих цемента:

    Трехкальциевый силикат: 3 CaOSiO 2 (C 3 S)

    Силикат двухкальциевый: 2 CaOSiO 2 (C 2 S)

    Алюминат трикальция: 3 CaOAl 2 O 3 (C 3 A)

    Кроме того, мы наблюдали присутствие кварца (SiO 2 ), который содержится в цементе.При гидратации этих порошков образуется паста, которая со временем затвердевает. На рентгеновской дифрактограмме, показанной на рисунке 3, пасты из группы 2, измеренной в разное время старения (3 часа, 7 дней и 28 дней), мы можем наблюдать характерный пик стекла, включая пик кальцита и портландита. Кроме того, анализ показывает наличие эттрингита и других гидратов кальция, кремния и алюминия. Также по пунктирным линиям видно выпуклость базовой линии, указывающую на наличие аморфных фаз.


    Рисунок 2
    Рентгеновская дифрактограмма безводного порошка группы 2.
    Источник: Авторы
    Рисунок 3
    Рентгеновская дифрактограмма пасты группы 2 в разные моменты времени, сохраненной в эндогенной среде.
    Источник: Авторы

    Мы наблюдали, что известь расходуется в начале реакции гидратации и что реакция протекает самоподдерживаясь.

    Таблица 5

    Соединения, обнаруженные на рентгенограмме пасты группы 2, изученной в разное время


    Источник: Авторы

    После гидратации пасты в первые часы мы могли наблюдать присутствие безводных соединений цемента C 3 S и C 2 S.Также подтверждено наличие кальцита CaCO 3 , быстро образующегося в момент гидратации из цемента и эттрингита.

    Через 7 дней после гидратации кальцит всегда появляется в большем количестве, а эттрингит в меньшем. Но никаких безводных цементных составов не было. На дифрактограмме видно присутствие гашеной извести Ca(OH) 2 в значительном количестве, гисмондина более слабо и отсутствие гидратированного карбоалюмината кальция, так как присутствие этого соединения обычно проявляется в более старшем возрасте.

    На 28-й день продолжают появляться характерные пики кальцита и эттрингита, аналогичные обнаруженным на 7-й день. Напротив, пики гашеной извести гораздо менее выражены. Этот факт свидетельствует об интенсивном расходе извести в ходе реакции гидратации, а значит, кроме пуццолановых реакций, существуют и другие подобные реакции, расходующие известь, что объясняет рост механических сопротивлений в долгосрочной перспективе.

    Для анализа аморфных фаз, которые не видны на приведенных выше дифрактограммах, был проведен анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа в сочетании с дисперсионно-энергетическим спектрографом (EDS), который анализирует те же пасты и растворы, что и те, которые анализируются с помощью рентгеновской дифракции. .Образцы для РЭМ готовили с использованием классического метода химической фиксации, обезвоживания и сушки в критической точке. Покрытие для придания образцу электропроводности было изготовлено из углеродной проволоки. Наблюдаемые части каждого образца представляют собой срезы плоскостей излома.

    Как и в предыдущем анализе, мы приступили к изучению паст и растворов группы 1. Результаты, полученные для паст (консервированных в эндогенной среде и наблюдаемых в течение 47 дней), показаны на рисунках 4 и 5.


    Рисунок 4
    Вид группы вставки.
    Источник: Авторы
    Рисунок 5
    Увеличенный рисунок 4.
    Источник: Авторы

    На рисунках 4 и 5 показаны соответственно интегрированные в пасту стеклянные зерна разного размера, а также новообразования, возникающие после гидратации паст. Наблюдаемый размер частиц находился в диапазоне от 1 мкм до 100 мкм. Также понятно, что пасты состоят из частиц стекла и новообразований, которые появляются в виде гелей.Они имеют малозамкнутую поверхность и не имеют преимущественной ориентации в пространстве.

    На рис. 6 показан анализ, проведенный на стеклянных шариках методом дисперсионной энергетической спектрографии, где можно увидеть химический состав существующего стекла: кремний, натрий и кальций.


    Рисунок 6
    Анализ стеклянной бусины в ЭДС.
    Источник: Авторы

    На рис. 7 показан состав новообразований. На этом графике отчетливо видно, что присутствие кальция гораздо значительнее, чем в наблюдениях, сделанных для стеклянных зерен.


    Рисунок 7
    Анализ новообразований в пасте из группы 2.
    Источник: Авторы

    Стандартные минометные наблюдения

    На рисунках 8, 9 и 10 показаны фотографии, полученные с помощью РЭМ-изображений стандартных строительных растворов, состав которых соответствует группе 1, сохраненных в эндогенной среде и наблюдаемых после отверждения в течение 67 дней.


    Рисунок 8
    Изображение, полученное с помощью РЭМ строительного раствора, в котором вяжущее было из группы 1.
    Источник: Авторы
    Рисунок 9
    Изображение, полученное с помощью СЭМ раствора, в котором вяжущее было из группы 1.
    Источник: Авторы
    Рисунок 10
    Изображение, полученное с помощью СЭМ раствора, в котором вяжущее было из группы 1.
    Источник: Авторы

    На рис. 8 показаны кремнеземные агрегаты в пасте. На рис. 9 показано увеличение следа, оставленного заполнителем в структуре, и показано, что паста выглядит довольно пористой и плохо герметизированной. На рис. 10 показана граница раздела паста-арид и сцепление, существующее между ними, а также непрерывность между новыми образованиями, которые появляются в пасте и агрегатах.Также наблюдается, что новообразования выглядят хорошо сцепленными с поверхностью заполнителя, в противном случае наблюдаемая плоскость излома следовала бы за поверхностью заполнителя.

    Наблюдения за пастами и растворами из группы 2

    Пасты

    На рис. 11 показан график соединений, полученных с помощью анализа дисперсионно-энергетической спектроскопии пасты группы 2.


    Рисунок 11
    Новые образования композитной пасты из группы 2.
    Источник: Авторы

    На рис. 12–14 представлены фотографии, полученные при РЭМ пасты состава группы 2, наблюдаемой в течение 180 сут и сохраненной в эндогенной среде. Видно, что эти пасты в основном состоят из частиц стекла разного размера и новообразований. На фотографии, соответствующей рисунку 13, видно, как новообразования прилипают к поверхности частиц стекла. На рис. 14 можно наблюдать явления, подобные грани растворения некоторых стеклянных частиц.


    Рисунок 12
    Вставить группу 2.
    Источник: Авторы
    Рисунок 13
    Группа паст 2
    Источник: Авторы

    Фигура 14 представляет собой фотографию, полученную с помощью СЭМ пасты с группой состава 2, сохраненную и наблюдаемую в течение 65 дней. На этих рисунках видно, что паста всегда образована частицами стекла и новообразованиями в виде геля. Однако они выглядят несколько иначе, чем те, которые наблюдаются для паст с вышеуказанным составом, но проявляются в более волокнистых формах. На рисунках 15-17, представленных ниже, представлены фотографии, полученные с помощью СЭМ стандартных строительных растворов с вяжущим из группы 2, сохранившихся в эндогенной среде ( наблюдается в течение 180 дней).


    Рисунок 14
    Вставить группу 2.
    Источник: Авторы
    Рисунок 15
    Стандартизированная минометная группа 2.
    Источник: Авторы
    Рисунок 16
    Стандартизированная минометная группа 2.
    Источник: Авторы

    Стандартные минометы

    На Рисунке 15 видно, что существующая паста в дорожках заполнителей достаточно хорошо закрыта, что указывает на хорошее сцепление между ними. Рисунок 16 фокусируется на изучении интерфейсов паста-агрегат. Также можно оценить хорошее сцепление строительного раствора, так как паста кажется хорошо связанной с заполнителем, а новые образования также кажутся прикрепленными к поверхности строительного раствора.Также в этих растворах обнаружены кристаллы карбоната кальция и эттрингита в очень небольшом количестве.

    Пасты, которые были проанализированы с помощью SEM в сочетании с EDS, имели структуру, очень похожую на гели C-S-H. Но в отличие от этих гелей анализируемые здесь пасты имели соотношение Ca/Si, близкое к 1, тогда как в классическом C-S-H это соотношение равно 2,7.

    Выводы

    Анализ, проведенный на протяжении всего исследования, выявил наличие новых гелеобразных образований, подобных C-S-H обычных строительных растворов.Они отличаются от них соотношением Ca/Si, в то время как для обычных C-S-H это соотношение равно 2,7, для этих новообразований оно равно 1. Это свидетельствует о том, что они намного богаче кремниевых гелей. Это большее количество кремния приводит к тому, что реакции схватывания затягиваются во времени, и оптимальная механическая стойкость достигается за более длительный период времени, чем при использовании обычных строительных растворов.

    Новые гели склонны образовываться преимущественно в трещинах, поскольку именно в этих пространствах скапливается больше воды, что, следовательно, вызывает увеличение концентрации химических элементов, способных осаждаться и образовывать структуры типа CSH.Это предпочтение в образовании гелей придает этому типу строительных растворов определенные характеристики самовосстановления до появления небольших трещин.

    Форма этих новых соединений зависит от среды, в которой сохраняются пасты или растворы, в которых они образуются. При сохранении в эндогенной среде они проявляются в виде аморфных образований, а при сохранении во влажной среде приобретают волокнистую форму. Эти волокнистые структуры ответственны за самовосстановление строительных растворов из стеклянного порошка.

    Применение новых составов в гражданском строительстве разнообразно, и их особая способность к самовосстановлению и более длительное время, необходимое для достижения окончательной стойкости, делает их пригодными для стабилизации грунтов.

    Ссылки

    Comité Técnico AEN/CTN 80. (декабрь 2011 г.). Норма UNE-EN 196-1. Часть I: Composición Especificaciones y criterios de conformidad de los cementos comunes. Испания: AENOR.

    А. Прги, М.С. (2016).Физико-механические свойства вяжущих композитов, содержащих переработанное стекловолокно (РГП) и бутадиен-стирольный каучук (БСК). Строительство и строительные материалы, 34-43. DOI: 10.1016/j.conbuild-mat.2015.12.006

    Атьенза, Мэн (2010). Руководство по стабилизации Suelos con Cemento y Cal. Мадрид: Instituto Español del Cemento y sus aplicaciones (IECA).

    К. Паде, М. Г. (2017). Поглощение CO2 бетоном в 100-летней перспективе [2]. Часть II: Экологические проблемы и возможности.Исследования цемента и бетона, 1348–1356 гг. DOI: 10.1016/j.cemconres.2007.06.009

    К. Мейер. (2009). Экологизация бетонной промышленности. Цементные и бетонные композиты, 601-605. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2008.12.010ecovidrio. (30 августа 2018 г.). Обтенидо де Обтенидо де https://www.ecovidrio.es/reciclado/datos-de-reciclado/mapa-interacti-vo.aspx

    Г. Виджаякумар, Х.В. (2013). Исследования механических свойств бетона, содержащего порошок отработанного стекла, в качестве частичной замены цемента в бетоне.Исследования цемента и бетона, 153-157.

    Х. Рашидиан-Дезфули, К.А. (2017). Эффективность измельченного стекловолокна в качестве вяжущего материала для смягчения щелочно-кремнеземной реакции стеклянных заполнителей в строительных растворах и бетоне. Журнал строительной инженерии, 171–180. DOI: 10.1016/j.jobe.2017.11.018

    Хансен Т., Л.Э. (2004). Бетонные отходы в глобальной перспективе переработки бетона и других материалов для устойчивого развития. Американский институт бетона, 35-45.

    Дж.Чен, CP (2009). Журнал экологического менеджмента. Фотокаталитическая активность бетонных материалов, модифицированных диоксидом титана. Влияние использования переработанного стеклобоя в качестве заполнителей, 3436-3442. DOI: 10.1016/j.jenv-man.2009.05.029

    Джонстон, К. (1974). Стеклобой как грубый заполнитель для бетона. Журнал тестирования и оценки, 344-350. DOI: 10.1520/JTE10117J

    MZ Guo, ZC (2015). Влияние переработанного стекла на свойства строительного раствора до и после воздействия повышенных температур.Журнал чистого производства, 158-164. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.04.004

    Марко, Л. Ж.-Л. (2012). Estudio де ла сопротивления в compresión де morteros Fabricados конгломеранте compuesto де polvo де vidrio. Informes de la Construcción, 529-536. DOI: 10.3989/ic.11.100

    Мас-Лопес М.И., Г.Д. (2016). Анализ де ла viabilidad ambiental де ла utilización де morteros Fabricados кон polvo де vidrio en ла eстабилизация де suelos. Información Tecnológica, 77-86. DOI: 10.4067/S0718-07642016000500010

    Мохаммадреза Мирзахоссейни, К.А. (2015). Влияние разного размера частиц на реакционную способность тонкоизмельченного стекла как дополнительного вяжущего материала СКМ. Цементно-бетонные композиты, 95-105. DOI: 10.1016/j.cemcon-comp.2014.10.004

    Н. А. Солиман, А. Т.-Х. (2016). Разработка сверхвысококачественного бетона с использованием стеклянного порошка. На пути к экологически чистому бетону. Строительство и строительные материалы, 600-612. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.08.073

    Р. Идир, М.К.-Х. (2010). Использование тонкого стекла в качестве ингибитора ASR в строительных растворах из стеклянных заполнителей.Строительство и строительные материалы, 1309-1312.

    Р. Идир, М.К.-Х. (2011). Пуццолановые свойства мелкого и крупного стеклобоя смешанного цвета. Цементно-бетонные композиты, 19-29. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2010.09.013

    Р. Г. Пайк, Д. Х. (1957). Физико-химические исследования деструктивной щелочно-агрегатной реакции в бетоне. Журнал исследований Национального бюро стандартов, 127-132.

    Р. Г. Пайк, Д. Х. (1960). Бинарные силикатные стекла в исследовании щелочно-агрегатной реакции.Совет по исследованиям автомобильных дорог, 39-44.

    С. Гони, А. Г. (2011). Текстурная и механическая характеристика гелеобразных форм C-S-H и гидратации синтетических веществ T1-C3S, ®-C2S и других веществ. Материалы строительства, 169-183. DOI: 10.3989/mc.2011.00511

    Тагнит-Хаму, АО (2016). Эксплуатационные характеристики стеклопорошкового бетона в полевых условиях. Строительство и строительные материалы, 84-95. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.02.006

    Торрес Кастелланос, Н., и Торрес Агредо, Дж.(2010). Использование отработанного катализатора жидкостного каталитического крекинга (ФКК) в качестве пуццолановой добавки – обзор. Ingeniería e Investigacion, 35-42. Восстановление https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/15728

    Тунг-Чай Линга, р. С. (2017). Отработанное стекло люминесцентных ламп как заменитель мелкого заполнителя в цементном растворе. Журнал чистого производства, 646-654. DOI: 10.1016/j.jcle-pro.2017.05.173

    Тунг-Чай Линга, р. К.-С.-В. (2012). Управление и переработка отходов стекла в бетонных изделиях: текущая ситуация в Гонконге.Сохранение и переработка ресурсов, 25-31. DOI: 10.1016/j.resconrec.2012.10.006

    В. Коринальдези, Г.Г.-2. (2005). Повторное использование измельченных отходов стекла в качестве заполнителя для строительных растворов. Управление отходами, 197-201. DOI: 10.1016/j.wasman.2004.12.009

    Ю. Яни, WH (2014). Отходы стекла в производстве цемента и бетона – Обзор. Журнал экологической химической инженерии, 1767–1775 гг. DOI: 10.1016/j.jece.2014.03.016.

    Примечания

    Как цитировать: Гарсия дель Торо, Э.М., Мас-Лопес, М.И. (2018). Исследование новообразований C-S-H в изготовлении со стеклянным порошком в качестве связующего раствора. Ingeniería e Investigación, 38(3), 24–32. DOI: 10.15446/ing.investig.v38n3.67270

    Примечания автора

    Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Share — Adapt

    Вяжущие вещества для бетона Жидкие продукты


    Связующие вещества и добавки — это универсальные многоцелевые продукты с исключительными адгезионными свойствами. Толстослойные, высокопрочные и химически инертные, они используются для постоянного связывания новых бетонных или гипсовых материалов с существующими подобными субстратами.

    При смешивании с песком или заполнителем вяжущие вещества образуют прочный, но эластичный цементный раствор, который можно использовать для латания, заполнения трещин, выравнивания, восстановления поверхности, укладки труб и заливочного покрытия. Кроме того, они
    обеспечивают превосходное сцепление и адгезию при использовании в качестве добавки к цементным штукатуркам и штукатурным смесям.

    Благодаря своей приспособляемости и способности действовать независимо от воздействия тепла, холода или УФ-излучения, вяжущие вещества и добавки являются идеальным выбором практически для любого проекта восстановления бетона.

    Поскольку строительство — это динамичный процесс, продукты TK включают в себя ремонтные материалы, необходимые для предотвращения превращения мелких неисправностей в крупные. В предыдущих поколениях небольшие щели, трещины и полости должны были ждать капитального ремонта из-за отсутствия какого-либо способа надежно связать новый бетон с существующими поверхностями. Тем не менее, продолжающиеся технологические исследования успешно решили проблемы с адгезией, которые в течение многих лет препятствовали заделыванию раствора и восстановлению поверхности. Достижения в области химии позволяют продлить срок службы бетона за счет прочного, надежного ремонта, надежного соединения старого и нового бетона даже в условиях истирания и значительных колебаний температуры.
    TK Liquid Bonding Agent 255 можно комбинировать со смесями портландцемента/песка или гравия для создания превосходного раствора для заделки и покрытия с превосходными и универсальными адгезионными свойствами. Смеси имеют высокие показатели прочности на растяжение, изгиб и ударную вязкость и хорошо выдерживают циклы замораживания/оттаивания, дорожные соли и другие химические вещества.
    TK TriBond демонстрирует еще большую универсальность, выступая в качестве прочного связующего вещества между гипсовой штукатуркой и смесями портландцемента и поверхностями, начиная от существующего бетона, стеновых панелей, дерева, металла и стекла и заканчивая плиткой.Высокий уровень прочности и устойчивость к температуре до 300 градусов по Фаренгейту делают эту негорючую смесь на основе растворителя ценным инструментом для исправления широкого спектра проблем.
    Противопоставляя проблему столь же старую, как ремесло каменщика, с новыми научными знаниями, TK демонстрирует приверженность профессионалов-строителей ежедневному решению проблем, благодаря которым фабрики, общественные объекты и основные коммерческие здания остаются прочными.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.