Жидкое калиевое и натриевое стекло это водные растворы силикатов которые применяют в строительстве и промышленности как связующие и герметики. Их термостойкость важна для выбора области применения и указания предельных температур эксплуатации.
Содержание
— Основные характеристики жидкого стекла
— Термостойкость натриевого стекла
— Термостойкость калиевого стекла
— Факторы влияющие на температурную стойкость
— Практические рекомендации
— Краткое заключение
Основные характеристики жидкого стекла
Жидкое стекло это раствор силиката натрия или силиката калия в воде. Вещество высыхает с образованием аморфной стекловидной пленки или связующего в составе составов. Химическая формула условно выражается как nSiO2·mM2O где M = Na или K. Прочность пленки и ее термостойкость зависят от отношения SiO2 к щелочи содержания воды и наличия добавок.
Термостойкость натриевого стекла
Чистое затвердевшее натриевое силикатное стекло имеет сопоставимую слабыми границами термостойкость по сравнению с силикатным стеклом формованным при высоких температурах. Практическая рабочая температура для пленок и связующих на основе жидкого натриевого стекла обычно ограничена приблизительно 200–300 °C. При нагреве выше этих значений возможны потеря механической прочности дегидратация изменение структуры и выпадение кристаллических фаз что ведет к растрескиванию и потере адгезии. При длительном воздействии высокой температуры происходит также выщелачивание щелочи и химическое разрушение.
Термостойкость калиевого стекла
Калиевые силикатные пленки примерно схожи по термостойкости с натриевыми но имеют некоторые отличия. Калиевый силикат дает чаще более плотную и менее гигроскопичную структуру что в ряде случаев повышает термостойкость и стойкость к термоциклированию. Практическая рабочая температура для затвердевающих составов на основе калиевого стекла также находится в пределах примерно 200–350 °C. При температурах выше этих значений происходят процессы, аналогичные натрию дегидратация образование дефектов и потеря сцепления.
Факторы влияющие на температурную стойкость
— Соотношение SiO2 к щелочи чем выше содержание SiO2 тем выше термическая устойчивость.
— Степень отверждения и удаление воды неполное высыхание снижает термостойкость.
— Примеси и добавки наличие огнеупорных наполнителей армирующих фаз и стабилизаторов повышает устойчивость.
— Толщина слоя толстые слои хуже отводят влагу и подвержены внутренним напряжениям при нагреве.
— Окружающая атмосфера окислительная или влажная среда ускоряет деградацию.
Практические рекомендации
— Для работ при температурах до 200 °C как правило подходят стандартные составы жидкого натриевого или калиевого стекла.
— Для эксплуатации в интервале 200–350 °C требуется подбор составов с повышенным содержанием SiO2 или использование специальных термостойких наполнителей и армирования.
— Для температур выше 350 °C жидкое силикатное стекло обычно не рекомендуется без термической обработки и перехода к керамическим или специальным огнеупорным материалам.
— Перед применением выполнять испытания образцов в условиях реальной эксплуатации чтобы оценить изменение адгезии и механических свойств.
Жидкое натриевое и калиевое стекло в затвердевшем виде выдерживает в практических применениях приблизительно до 200–350 °C в зависимости от состава и условий отверждения. Для более высоких температур нужны специально модифицированные составы или другие материалы. Окончательный выбор и допустимая рабочая температура должны базироваться на составе продукта данных производителя и испытаниях в рабочих условиях.