8 (495) 627-72-82 доб.2139
info@russilica.ru
Силиказоль содержит дискретные наночастицы аморфного SiO₂, диспергированные в воде. На поверхности частиц присутствуют силанольные группы (≡Si–OH), которые участвуют в межчастичных взаимодействиях и формировании кремнезёмной связующей структуры.
В огнеупорной массе частицы SiO₂ распределяются в жидкой фазе между зёрнами заполнителя и другими компонентами. При потере коллоидной устойчивости и гелеобразовании формируется пространственная кремнезёмная структура, связывающая твёрдые частицы. В процессе последующей термообработки связующие контакты могут дополнительно упрочняться вследствие спекания и химических взаимодействий между компонентами. Такой подход используют при разработке огнеупорных бетонов, мертелей и набивных масс.
Жидкая форма силиказоля позволяет вводить SiO₂ в состав вместе с технологической водой и рассчитывать дозировку по содержанию сухого вещества. При разработке составов на основе силиказоля вместо связующего на основе кальциево-алюминатного цемента (КАЦ) необходимо корректировать не только количество вводимой воды, но и рецептуру, время схватывания и режим выдержки материала.
Устойчивость щелочных силиказолей обычно обеспечивается отрицательным зарядом поверхности частиц. Изменение pH и ионного состава среды может снижать коллоидную устойчивость и вызывать коагуляцию или гелеобразование.
На скорость гелеобразования влияют:
При гелеобразовании формируются силоксановые связи Si–O–Si, а при удалении воды и последующей термообработке кремнезёмная структура уплотняется и упрочняется. Преждевременное гелеобразование может вызвать потерю подвижности смеси до завершения формования. Поэтому при разработке состава контролируют время сохранения подвижности, время схватывания и прочность материала после выдержки и сушки.
Введение силиказоля может изменять вязкость и текучесть огнеупорной смеси. Характер этих изменений зависит от состава, дозировки и совместимости компонентов.
Требования различаются в зависимости от технологии:
Воду, поступающую в состав вместе с силиказолем, учитывают в общем водном балансе смеси. Её избыток может увеличивать пористость готового материала и снижать прочность, а недостаток — ухудшать удобоукладываемость и препятствовать равномерному распределению компонентов. Дополнительно учитывают гранулометрический состав заполнителей, используемые диспергирующие добавки и химическую совместимость компонентов.
КАЦ обеспечивает первоначальную прочность огнеупорного бетона за счёт гидратации и вносит в состав CaO. Силиказоль позволяет разрабатывать бетонные составы без КАЦ, в которых связывание частиц обеспечивается формированием кремнезёмной связующей структуры. Это позволяет исключить поступление CaO с цементным компонентом. Возможность частичной замены КАЦ в низкоцементных составах требует отдельных испытаний.
Одним из технологических ограничений может быть недостаточная прочность материала до обжига. Набор прочности и время схватывания составов с силиказолем зависят от рецептуры, условий формирования связующей структуры и применяемых добавок. При недостаточной прочности материал может не выдержать распалубку и последующие технологические операции. Совместимость добавок с силиказолем проверяют для конкретной рецептуры.
Прочность контролируют на разных стадиях:
При первом нагревании огнеупорного бетона содержащаяся в нём вода испаряется. Если пар не успевает выходить через поры, внутри материала повышается давление, что может приводить к трещинам и отколам.
В бесцементных составах на основе силиказоля отсутствуют гидратные фазы, характерные для твердения КАЦ, поэтому условия удаления воды при нагревании отличаются. Однако это не гарантирует более быстрой или безопасной сушки: режим зависит от влажности, пористости, газопроницаемости, толщины футеровки и скорости нагрева. При наличии КАЦ учитывают также особенности гидратации цемента.
В высокоглиноземистых составах на основе кальций-алюминатного цемента (КАЦ) SiO₂ может взаимодействовать с Al₂O₃ с образованием муллита. При этом избыток SiO₂, особенно в присутствии CaO и оксидов щелочных металлов, может способствовать образованию легкоплавких фаз. Характер фазообразования зависит от состава смеси и температуры обжига.
При выборе связующего оценивают не только огнеупорность, но и прочность после обжига, изменение размеров при нагревании, температуру деформации под нагрузкой и термостойкость материала.
При производстве плит и фасонных изделий из огнеупорных волокон силиказоль используют в качестве неорганического связующего, формирующего контакты между отдельными волокнами. При вакуумном формовании водную суспензию волокон обезвоживают через фильтрующую поверхность. Часть коллоидных частиц SiO₂ может проходить через фильтр вместе с водой, поэтому важно обеспечить их удержание в волокнистой структуре. Для этого могут применяться флокулирующие добавки, в частности катионный крахмал.
Основные показатели контроля:
Увеличение содержания связующего может повышать механическую прочность, но одновременно изменять плотность и теплопроводность материала. Поэтому дозировку подбирают по совокупности механических и теплоизоляционных характеристик.
Силиказоль применяют как компонент неорганических и комбинированных связующих для минераловатных плит. Связующую композицию наносят на волокна после их формирования. Для повышения прочности силиказоль сочетают с силикатами щелочных металлов и кремнийорганическими компонентами, например, полисилоксанами.
Для упрочнения готовых минераловатных изделий используют пропиточные составы на основе силиказоля и полимерной дисперсии. После высушивания они закрепляют поверхностные волокна, уменьшая осыпание и пыление материала. При подборе состава важно сохранить пористую структуру и теплоизоляционные свойства.
ООО «РусСилика» производит стабильные силиказоли в Дзержинске Нижегородской области. Предприятие предоставляет образцы продукции и рекомендации по её хранению и применению. При подборе марки согласовывают требования к связующему РУСЗОЛЬ, методы входного контроля и допустимые отклонения показателей качества от партии к партии.
Средний размер частиц силиказолей по ассортименту составляет 5–20 нм, массовая доля SiO₂ достигает 40%. Конкретные значения характеристик определяются маркой продукта и указываются в его паспорте.
| Показатель | Характеристики РУСЗОЛЬ | Влияние на применение | Какие параметры контролировать |
|---|---|---|---|
| Форма продукта | Водная коллоидная дисперсия аморфного диоксида кремния | Обеспечивает введение SiO₂ в смесь в жидком виде и его распределение между компонентами | Однородность дисперсии, отсутствие видимых сгустков и осадка |
| Массовая доля SiO₂ | До 40% в зависимости от марки | Определяет количество сухого диоксида кремния, поступающего в состав, и расход продукта | Фактическое содержание SiO₂; количество воды, вносимой с дисперсией |
| Размер частиц | 5–20 нм в зависимости от марки | Влияет на удельную поверхность дисперсной фазы и взаимодействие с минеральными компонентами | Размер частиц и распределение частиц по размерам |
| pH | 9,0-11,5 | Влияет на устойчивость дисперсии и совместимость с другими компонентами смеси | Фактическое значение pH и его изменение при смешении с компонентами рецептуры |
| Вязкость и плотность | Зависят от характеристик конкретной марки | Определяют условия хранения, перекачивания и дозирования продукта | Вязкость при заданной температуре и плотность |
| Тип стабилизации | Зависит от конкретной марки | Влияет на устойчивость дисперсии и её совместимость с электролитами и другими добавками | Тип стабилизации и состав стабилизирующей системы |
| Устойчивость при хранении | Определяется составом и характеристиками конкретной марки | Обеспечивает сохранение свойств продукта в течение установленного срока хранения | Срок и температурные условия хранения, изменение вязкости и внешнего вида |
| Содержание примесей | Определяется спецификацией конкретной марки | Может влиять на взаимодействие с компонентами огнеупорной смеси и свойства готового материала при высоких температурах | Содержание Na₂O, других щелочных оксидов и нормируемых примесей |
Дозировку силиказоля рассчитывают по массе сухого SiO₂, учитывая воду, поступающую с дисперсией, в общем водном балансе рецептуры. При применении в огнеупорах особое внимание уделяют содержанию щелочных и других примесей, способных влиять на образование высокотемпературных фаз. При изготовлении волокнистых изделий дополнительно контролируют вязкость связующего, его удержание при формовании и равномерность распределения в материале.
Силиказоль позволяет разрабатывать огнеупорные бетонные составы без КАЦ и подбирать их технологические характеристики: время сохранения подвижности, время схватывания, первоначальную прочность и прочность после термообработки. Для изделий из огнеупорного волокна и минеральной ваты оценивают механическую прочность, объёмную плотность, влагостойкость и сохранение теплоизоляционных свойств.
| Производственная задача | Функция силиказоля | Ожидаемый технологический результат | Потенциальный экономический эффект |
|---|---|---|---|
| Исключение КАЦ из связующей системы | Формирование неорганической связующей структуры на основе коллоидного SiO₂ | Снижение поступления CaO из цементной составляющей и изменение состава связующей матрицы | Возможное увеличение срока службы футеровки, снижение затрат на её ремонт и замену |
| Регулирование технологических свойств смеси | Влияние на вязкость и текучесть смеси в зависимости от состава и дозировки | Получение требуемой консистенции смеси и обеспечение необходимой прочности после формования | Снижение потерь сырья и количества брака |
| Контроль сушки | Влияние на формирование структуры связующей фазы и характеристики порового пространства | Подбор состава и режима сушки с учётом прочности, пористости и газопроницаемости материала | Сокращение продолжительности технологического цикла и снижение риска повреждения изделий при сушке |
| Формование изделий из керамического волокна | Формирование связующих контактов между волокнами | Повышение механической целостности и прочности сформованного изделия | Снижение доли брака и увеличение выхода годной продукции |
| Применение в связующих для минеральной ваты | Участие в формировании неорганической или комбинированной связующей системы | Закрепление волокон и повышение прочности волокнистой структуры | Возможность оптимизации состава связующего и себестоимости изделия |
| Пропитка теплоизоляции | Связывание поверхностных волокон и формирование упрочнённого слоя | Снижение осыпания волокон и пыления, повышение стойкости поверхности к механическим воздействиям | Снижение затрат на обслуживание и восстановление теплоизоляционного покрытия |
| Разработка рецептуры | Подбор характеристик жидкой дисперсии SiO₂ с учётом состава и требований технологии | Получение связующей системы с заданными технологическими и эксплуатационными характеристиками | Оптимизация расхода компонентов и себестоимости готового изделия |
Для огнеупорной футеровки учитывают режим первого нагрева, срок службы, затраты на ремонт и простои оборудования. Для теплоизоляционных изделий — теплопроводность, объёмную плотность, механическую прочность и выход годной продукции.
Для подбора марки необходимо предоставить производителю информацию о составе исходного сырья, применяемом связующем, способе формования, температуре эксплуатации и целевых характеристиках готового изделия. Техническая оценка возможности применения силиказоля включает следующие этапы:
Чтобы приобрести силиказоль для производства огнеупорного бетона или пропитки теплоизоляционных материалов, необходимо направить в «РусСилику» описание производственной задачи и предполагаемый объём потребления. После подбора и испытания подходящей марки согласовывают технические характеристики продукта и условия поставки.
© 2020-2024 ООО "РусСилика" ОГРН 1205500027710, ИНН 5501267734, КПП 660850001.
Вся информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой статьей 437 ГК РФ.
