低温固化硅酸钾胶泥

无机硅化合物（　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ２００７年第１期（总第１３８期，内部交流）　２１　低温固化硅酸钾胶泥　周海玲　（冶金部建筑研究总院，北京１０００８８）　摘要：本文综述了国内现有的硅酸盐耐酸耐热胶泥的发展过程，对其进行了简单的比较；　并针对硅酸盐耐酸耐热胶泥在低温（１５℃）以下同化慢的问题，研究开发了可在一５￣Ｃ一１５℃正常　固化的耐酸耐热胶泥，对其低温固化性能、物理力学性能及收缩性能进行了详细研究。　关键词：低温固化；耐酸耐热胶泥　１前言　／　水玻璃耐酸耐热胶泥具有良好的物理力学性能、良好的耐热性及耐化学腐蚀性能。其耐　化学腐蚀性表现在：能耐大多数无机酸、有机酸及其浸蚀性气体的腐蚀（如硝酸、硫酸、盐　酸、醋酸等），尤其能耐强氧化性酸腐蚀。水玻璃耐酸耐热胶泥同时具备耐强氧化性酸的性　能和耐热性能，这是一般有机耐腐蚀材料所不能比拟的。　．水玻璃胶泥是德国人狄茨在１９２８年发现其适宜的同化剂之后才开始得到应用的，中国使　用水玻璃胶泥材料是在五十年代后期。随着科研手段不断提高和科学技术迅速发展，水玻璃　胶泥种类不断增多，性能也不断提高，如表１所示。　表１水玻璃耐酸耐热胶泥的种类及性能比较　＼项目　主　要　性　能　开发使　种类＼　抗压强度／ＭＰａ　抗拉强度／ＭＰａ　粘接强度／ＭＰａ　抗渗强度／ＭＰａ　用时间　硅酸　普通硅酸钠胶泥　＞２５　＞３　＞１　＞０．２　５０年代后期　钠类　密实硅酸钠钠胶泥　＞２５　＞３　＞１　＞１．５．　６０年代后期　硅酸　ＫＰ１胶泥　＞２５　＞４　＞１．５　＞０．６　８０年代　钾类　ＣＢ一０１胶泥　＞４０　＞６　＞３　＞１．２　１９９６年　ＨＰ胶泥　＞２３　＞２１　＞６　、］，９９６年　从目前国内使用的水玻璃胶泥看，硅酸钾类胶泥的用量，要远大于硅酸钠胶泥的用量，　除上述原因外，这主要是８Ｏ年代开发出的硅酸钾类胶泥有其独特的性能：　（１）使用了无毒固化剂，避免了对施工人员的伤害，也降低了环境污染，并且可用于食　品行业，扩大了应用领域。（２）商品化程度高，施工简便易行。（３）材料储存期长。（４）避免　了钠水玻璃胶泥在硫酸、醋酸中易生成钠盐，导致体积变化，产生裂纹、脱壳等弊端。硅酸　钾胶泥这些特性，也就决定了其在防腐蚀领域的地位。　目前使用的硅酸盐类胶泥在耐酸耐热的环境中使用有很多的优点，只是现场施工温度要　求必须大于１５℃。如果温度低于１５￣Ｃ，则这类胶泥固化相当缓慢，不但影响施工质量，而且　大大降低了施工进度，造成人力、能源的极大浪费。在此前提下，开发低温同化的硅酸盐类　耐酸耐热胶泥势在必行。　２实验方法　２．１初、凝时间的测定　将胶泥的Ａ、Ｂ组份分别放人设置好温度的恒温箱内２４ｈ，保证材料温度和恒温箱内温度　绝对一致，搅拌均匀装模（模高４０±０．５ｒａｍ，上口直径６５±５ｒａｍ，下口直径７５±５ｍｍ），调好初、　维普资讯 http://www.cqvip.com

２２　周海玲：低温固化硅酸钾胶泥　终凝仪的试针高度（试针直径　１．１±Ｏ．０４ｍｍ），每５ｍｉｎ测一次。自搅拌时起至试针沉人胶泥中　离模底ｌｍｍ的时间为胶泥的初凝时间，到试针沉人胶泥中不超过ｌｍｍ的时间为终凝时间。　２．２抗压强度的测定　按配比称量胶泥的Ａ、Ｂ组份，混合均匀后，装入混有脱模剂的３０×３０×３０ｍｍ的试模中，　刮去表面多余部分，然后用腻子刀拍平放在手摇震动器上按规定振实，在常温下保持２４ＪＪ＇，时　后拆模，养护至一定龄期测定其抗压强度。　２．３抗拉强度的测定　将配制好的胶泥分两次装入已涂脱模剂的模面积为２×２．５ａｍ的８字模中振实，成型４８天　后拆模，常温养护２８天，测其强度。　２．４与瓷砖的粘接强度　试验瓷砖表面应干燥，无浮灰和油污。瓷砖尺寸为７×３．４×２．５ｅｍ。粘接时将按配合比配　制好的胶泥涂抹在块材的粘接面中部，块材的粘接面应用胶泥充分润湿，两块瓷砖用挤浆法　十家交叉粘牢，胶泥层厚度约３ｍｍ挤出的多余胶泥用刮刀刮除，养护２８天，测其粘接强度。　２．５抗渗性能　按《水泥砂浆抗渗试验方法》进行测定。　２．６收缩系数　将配制好的胶泥装入２×２×１６　ｅｍ的模具中，用千分尺测量好模具中两块挡板中间的距　离，在常温下，测量不同龄期试块（上、中、下三个部位）收缩量。　２．７耐水性　成型与抗压强度一致的试块，在５￣Ｃ正常养护１４天，放人自来水中，观察试块是否有溶　解或掉角等。　３结果讨论　低温固化耐酸耐热胶泥在国内还未见报道，它的研究开发将大大降低冬季施工保温材料　的费用，既节省能源，又降低了工程造价。　３．１初终凝时间　初、终凝时间是衡量胶泥施工性能的一项主要指标。初凝时间过短，则没有施工操作时　间，材料浪费严重，很难保证施工质量；而初凝时间过长，则很容易造成砌块滑移等施工质　量缺陷。因此，选择合适的固化剂及其用量是保证胶泥具有适当初终凝时间的根本保证。　本试验经过认真研究，确定了适合在一５℃～＋２５℃时施工的最佳配方。实验结果如表２　所示　表２不同温度下的初、终凝时间　温度（℃）　一５℃　一】ｃ【＝　】０℃　２５　初凝时间（ｈ）　２．７５　２　１．４２　１．０ｌ　终凝时间（ｈ）　７．５　５．８３　４．６７　２．０ｌ　由表２可以看出：（１）初、终凝ｎ，－Ｊ＇ｌ＇￣－Ｊ随温度升高而缩短，温度越高，初、终凝时间差距越　小。（２）在低于２５℃时，初凝时间均大于一小时，有足够施工时间。（３）终凝时间均小于８小时　与目前使用最广泛的胶泥相近，能够满足施工要求。　３．２强度测定　强度是衡量材料物理性能的重要指标。本试验对低温同化耐酸耐热胶泥的各项物理机械　维普资讯 http://www.cqvip.com

无机硅化合物（　孵Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ２００７年第１期（总第１３８期，内部交流）　２３　性能进行了测定，并详细测定了胶泥抗压强度养护时间的变化过程。其结果如表３所示。　表３抗压强度与养护时间的关系　龄期（ｄ）　Ｉ　强度（ＭＰａ）　３　７．５　ｌ　７　ｌ４．５　Ｉ　ｌ４　２６．３７　２８　３８　从表３可以看出：低温固化耐酸耐热胶泥随养护时间延长，抗压强度也随着增大。低温　固化耐酸耐热胶泥的其它物理机械性能指标增长趋势类似于抗压强度的增长。因此，材料在　养护ｌ４天后即可处理使用。　低温固化耐酸耐热胶泥其它物理机械性能见表４所示。　项　目　抗压强度，ＭＰａ　抗拉强度，ＭＰａ　表４低温固化耐酸耐热胶泥的物理机械性能　低温指标　３８　７．５　ＫＰ１指标　２５—３ｌ　３～５　与瓷砖粘接强度，ＭＰａ　抗渗强度，ＭＰａ　注：表中数据为试件常温养护２８天的结果　２．８　１．１　１．５～２　０．６　从表４可以看出，低温固化耐酸耐热胶泥的各项指标能充分满足施工要求。　３．３收缩　本试验对不同配比材料的收缩做了详细的测试，最终配比的收缩量如表５所示。　表５低温固化耐酸耐热胶泥的收缩量　成型天数，天　收缩量，ｍｍ　．ｌ　０．０ｌｌ　３　０．１３９　６　０．１５ｌ　７　０．１６０　ｌ４　０．１６５　２８　０．１６７　收缩率，％　０．００７　０．０８８　０．０９５　０．１０ｌ　０．１０４　０．１（）６　由表５可以看出：试块养护ｌ４天时的收缩量与养护２８天时的收缩量相差无几。低温固化　耐酸耐热胶泥的收缩主要集中在前７天内，以后的收缩量只占总收缩量的５％左右。　３．４材料的耐水性　将成型好的试块在５℃养护ｌ４天，放人盛有水的容器中，观察试块的变化。结果如表６。　表６材料的耐水性　胶泥种类　ＫＰＩ胶泥试块　实验现象　３天开始有掉角，５天开始粉化　低温固化胶泥　放入水中已近３个月，试块仍完好无损　从表６所示结果可以看出，低温固化胶泥在５℃时固化ｌ４天，放入水中浸泡近３个月不掉　角、不粉化，说明该胶泥在低温条件下固化度较高，能够满足实际使用要求。　４结论　（１）低温固化耐酸耐热胶泥可以在一５ｃｃ＋２５ｃＣ下正常同化，解决低温下耐酸耐热胶泥施工　的问题，可节省大量的能源及保温费用。据资料显示，国内尚无同类低温同化耐酸耐热胶泥　的使用。ｆ２）低温固化耐酸耐热胶泥的各项物理机械性能指标均达到或超过目前大批量使用　的ＫＰＩ耐酸耐热胶泥，尤其是低收缩性能远远高于同类其它产品。（３）低温固化耐酸耐热胶泥　固化剂无毒，可用于食品卫生行业，应用范围广阔。ｆ４）低温固化耐酸耐热胶泥可耐除ＨＦ、　热浓Ｈ３ＰＯ４以外的任何有机酸、无机酸及各类有机溶剂，液相耐温可达３００ｃＣ，气相耐温可　达９００ｃＣ。ｆ５）该胶泥在低温下固化程度较高，养护１４天即可满足使用要求。