Реагенты >Натрия метасиликат

Натрия метасиликат

Натрия метасиликат фото

Натрия метасиликат (Силикат натрия, Кремнекислый натрий) – неорганическое соединение, соль щелочного металла натрия и метакремниевой кислоты.

Физико-химические свойства.

Химическая формула: безводный Na2SiO3, пятиводный Na2SiO3 × 5H2O, девятиводный Na2SiO3 × 9Н2O. Метасиликат натрия представляет собой мелкокристаллический порошок белого или серого цвета, хорошо растворяется в воде образуя кристаллогидраты, на воздухе поглощает углекислоту и воду. Метасиликат натрия существует в двух кристаллических формах (кристаллогидратах): с пятью молекулами воды (температура плавления 78,2°С) и с девятью молекулами воды (температура плавления 48°С). Первая форма содержит 42,5% (масс.) воды, вторая - 57,3% (масс.) воды.

Растворимость безводного натрия метасиликата в воде

Температура воды, °С Растворимость, г/100 г воды
20 18,8
25 22,2
35 34,5
45 56,7
60 93,5
80 160,6

Применение.

Область применения метасиликата натрия:
- в производстве синтетических технических и бытовых моющих, чистящих и отбеливающих средств, например МЛ, "Дезмол", "Посудомой" и др.;
- в текстильной и нефтедобывающей промышленности для отбеливания;
- в металлургической и машиностроительной промышленности для нейтрализации поверхности метала;
- в качестве коагулянта для выпуска регенерирующих масел в процессах нефтепереработки;
- в водной обработке в качестве коррозионного ингибитора и второстепенного коагулянта;
- в быту и на производстве для дезинфекции помещений, белья, посуды, сантехники;
- в охлаждающей жидкости для двигателей;
- как компонент шихты в производстве стекла;
- в строительной и дорожно-строительной отраслях при производстве жаростойких кислотоупорных бетонов.

Применение натрия метасиликата в строительстве.

Производство бетона

Натрий метасиликат сильно ускоряет процессы твердения цементов. Растворимое стекло представляет собой коллоидный раствор натриевых силикатов в воде. Существует и аналог натриевому – калиевое стекло, но оно гораздо реже встречается. По своему воздействию на цементные композиции натриевое и калиевые растворимые стекла аналогичны.

Достаточно достоверные сведения об изготовлении первого растворимого стекла имеются уже в трудах средневековых алхимиков (1520 г.). Но только в 1818 г. немецкий ученый Йоган Фукс научно обосновал химию и физику его получения. По результатам его трудов в 1826 г. был построен первый завод по производству растворимого стекла. С этого момента и началось его широкое в различных отраслях промышленности.

Химический состав натриевого растворимого стекла может быть выражен формулой:

Na2O x nSiO2 + mH2O

Из неё видно, что оно (растворимое стекло) не имеет постоянного состава, и соотношение между отдельными составными частями может меняться. Отношение: SiO2 : Na2O = M, показывающее, сколько кремнекислоты приходится на единицу окиси натрия, называется силикатным модулем стекла. Величина его обычно колеблется в пределах от 2.2 до 3.5. Чаще всего производится и встречается стекло с модулем 2.6 – 2.8.

Количество воды может быть самым неопределенным. В зависимости от этого в коллоидном растворе растворимого стекла меняется его консистенция – “плотность”, измеряемая градусами шкалы Боме или показаниями удельного веса. Заводы обычно отпускают растворимое стекло плотностью 40 – 50 °Be (плотностью 1.38 – 1.50), и затем на месте работ оно разбавляется водой до нужной концентрации.

При добавлении растворимого стекла к воде, идущей на затворение цемента, его сроки схватывания сильно сокращаются. Обусловлено это тем, что в результате химической реакции между щелочным силикатом (жидкое стекло) и составными частями цементного клинкера (гидроалюминат кальция) образуются коллоидные гидросиликат кальция и алюминат натрия по уравнению:

3Na2O x SiO2 + 3CaO x Al2O3 x nH2O = 3CaSiO3x nH2O + 3Na2O x Al2O3

Именно образующийся в составе бетона алюминат натрия и является очень сильным ускорителем его схватывания.

Кроме того, проходит еще одна реакция, между жидким стеклом и известью, находящейся в цементе c образованием силиката кальция:

Na2O x 2SiO2 + CaO = Na2O x SiO2 + CaSiO3

Силикат кальция очень прочный и плотный материал. Пористый кусок, например, негашеной извести, обработанный раствором жидкого стекла, становится настолько плотным и прочным, что его можно полировать. Отлагаясь в порах твердеющего камня, силикат кальция, придает ему повышенную плотность и водонепроницаемость.

Вот эта совокупность свойств – ускорение схватывания бетона от образования алюмината натрия и пониженная проницаемость порового пространства, за счет кольматирующего действия силиката кальция и обусловило очень широкое жидкого стекла в качестве добавки для получения водонепроницаемого бетона для аварийных работ – заделка протечек, зачеканка швов и т.д.

Влияние добавки растворимого натрия метасиликата на сроки схватывания цемента.

Добавка растворимого натрия метасиликата в % от массы цемента Начало схватывания Конец схватывания
0 1ч 40 мин 5ч 05 мин
2 1ч 02 мин 3ч 10 мин
5 0ч 38 мин 2ч 47 мин

Влияние добавок натрия метасиликата на прочность в % от бездобавочного (для цементно-песчаного раствора пропорции 1:3 и соотношения вода/цемент = 0,58)

Возраст в сутках Добавка растворимого натрия метасиликата
0% 4% 8% 12% 16%
7 100 108 108 157,6 131,5
28 100 76,6 76,6 74,4 72,5

Натрия метасиликат в виде ускорителя твердения цементов, находит только в исключительных случаях, когда получить высокую начальную прочность важнее, чем высокую последующую, 28-ми суточную (марочную).

Пенобетон на основе жидкого стекла.

Жидкое стекло, в качестве вяжущего используется для получения прочных теплоизоляционных материалов способных работать при повышенных эксплуатационных температурах до +800 °С. Это очень ценное и важное свойство делает его незаменимым для теплоизоляции различных высокотемпературных трубопроводов на силовом и паросиловом энергетическом оборудовании.

жаростойкий пенобетон

В качестве пенообразователя вполне подходит обыкновенное хозяйственное мыло. Наполнителем могут выступать две форма кремнезема – кристаллического SiО2 (обыкновенный песок) и аморфного SiO2 (тонкомолотое стекло, минеральная вата и т.д.).
Для изготовления жаростойкого пенобетона потребуется также натриевое жидкое стекло плотностью 1.3 – 1.45 г/см3 с силикатным модулем 2.45 и выше. В качестве отвердителя выступает кремнийфтористый натрий в виде технического порошка. Заполнитель – песок молотый до удельной поверхности в 4500 см2 /г или минеральная вата.
Приготовление пенобетона на жидком стекле заключается в перемешивании жидкого стекла, отвердителя (кремнийфтористого натрия) с заполнителями и отдельно приготовленной пеной.

Твердеет он в естественных условиях при температуре более 5°С в течении 1 – 2 суток. При низкотемпературной сушке при температуре 60 – 80°С процесс твердения сокращается до 10 часов.

Физико-механические свойства жидкостекольного пенобетона можно гибко менять, варьируя концентрацию мыльного раствора

Составляющие пенобетона, расход на 1 литр смеси

Концентрация хозяйственного мыла в пенообразователе, % Плотность получаемого пенобетона кг/м3 Прочность на сжатие пенобетона кг/см2
10 431 13,4
20 380 12,5
30 300 10,0
40 310 11,0
50 306 9,5
60 308 9,0
70 301 7,4
80 304 8,0
90 308 6,0
100 300 5,5

Все составы изготавливались по следующей рецептуре:

- натриевое жидкое стекло плотностью 1.34 г/см3 250 гр.

- кремнийфтористый натрий 50 гр.

- молотый песок 150 гр - пенообразователь 36 см3.

Пенобетон на жидком стекле достаточно прочен. При одинаковой плотности он получается даже прочней автоклавного газосиликата. Ни один другой вид пенобетона, на цементной основе не может похвастаться подобным.

Зависимость прочности пенобетонов различного вида

Средняя плотность пенобетона кг/м3 Прочность пенобетона в кг/см2
Пенобетон на жидком стекле Ячеистый газосиликат
100 0,9 -
200 3,8 -
300 10 -
400 22 15
500 39 25
600 58 33
700 74 50
800 92 72
900 110 98

 В лабораторных условиях были проверены образцы пенобетона на основе натрия метасиликата, которые нагревали при 720 °С в течении 45 минут, затем извлекали из печи, охлаждали до 30 – 40 °С в потоке воздуха температурой 0 °С и снова помещали в печь. До разрушения образцы выдержали 12 циклов смены температуры. Предельная температура начала деформации образцов-цилиндров диаметром 36 и высотой 50 мм под нагрузкой 0.5 кг/см2 составила 760 °С. Таким образом, пенобетон на жидком стекле может быть использован при температуре до 800 °С.

Получение.

Кремнекислый натрий производится методом изогидрической кристаллизации из щелочно-кремнеземистого раствора.

Натрия метасиликат купить

Производитель Фасовка Натрия метасиликат цена
Бельгия Мешки по 25 кг Натрия метасиликат 5 водный. 25,60 грн/кг
Украина Мешки по 25 кг Натрия метасиликат безводный. 25 грн/кг