spoiwa chemia 3 1

10. SPOIWA KRZEMIANOWE

PODSTAWY TEORETYCZNE

Otrzymywanie i skład chemiczny szkła wodnego

Najczęściej stosowanym spoiwem krzemianowym jest szkło wodne. Należy ono do spoiw powietrznych, tzn. wiążących tylko przy dostępie powietrza. Surowcami do produkcji szkła wodnego są krzemionka (piasek), czyli dwutlenek krzemu Si0₂, i soda, czyli węglan sodu Na₂C0₃. W temperaturze powyżej 800°C następuje stopienie surowców i w obecności węgla jako środka redukującego zachodzą reakcje:

Na.COj + Si0₂ -* Na₂Si0₃ + C0₂

2Na₂C0₃ + Si0₂ -► Na₄Si0₄ + C0₂

i W ten sposób powstaje mieszanina krzemianów sodu — metakrzemianu i; Na₂Si0₃ i ortokrzemianu Na₄Si0₄. W produktach reakcji może występować także metadwukrzemian Na₂Si₂O_s i inne krzemiany. Mieszanina tych soli stanowi spoiwo zwane szkłem wodnym sodowym. Jeśli zamiast węglanu sodu zastosuje się węglan potasu, w wyniku reakcji powstanie mieszanina krzemianów potasu (szkło wodne potasowe).

Szkło wodne stosuje się zazwyczaj w postaci roztworów wodnych, powstałych przez rozpuszczenie krzemianów w gorącej wodzie (stosuje się nawet wodę przegrzaną o temperaturze 150°C) przy ciśnieniu podwyższonym do 0,5 MPa (= 5 atm).

Ponieważ szkło wodne jest mieszaniną różnych krzemianów, wzór chemiczny tej substancji zapisuje się często w postaci tlenkowej:

/nR₂OnSi0₂

gdzie R_?0 oznacza Na_?0 lub K₂0.

Wiązanie szkła wodnego

Szkło wodne w roztworze wodnym występuje w postaci mieszaniny krzemianów oraz produktów ich hydrolizy:

NajSiOj + 3H₂0 -* 2NaOH + IH₄Si0₄

i

85