Кислотостойкий бетон на жидком стекле с уплотняющей добавкой

Обновлено: 28.03.2024

Кислотоупорный бетон – это строительный материал, применяемый в случаях, когда существует вероятность контакта строительной конструкции с агрессивными кислотосодержащими средами. Функции вяжущего выполняет жидкое стекло. Такой бетон стоек к воздействию органических и неорганических концентрированных кислот (серной, соляной, азотной) любой степени агрессивности, кроме плавиковой, проявляет слабую устойчивость к воде и быстро разрушается щелочами.

Состав кислотоупорного бетона

Плотность этого строительного материала – 2,1-2,3 т/м 3 , предел прочности на сжатие в возрасте 20-30 дней – 100-200 кг/см 2 . Чем выше плотность материала, тем лучше его устойчивость к кислотам.

Основные компоненты: калиевое или натриевое жидкое стекло (силикат натрия или калия), кремнефтористый натрий, кварцевый песок, кислотоустойчивый щебень.

Основные компоненты кислотостойкого бетона:

  • Жидкое стекло. Используется в виде коллоидного раствора. Кремнеземистый модуль – отношение кремнезема к оксиду натрия или калия – у натриевого стекла должен быть более 2,2, у калиевого – 2,8.
  • Крупный заполнитель. В таких смесях может использоваться только щебень из горных пород с высокой кислотостойкостью – гранита, диабаза, андезита.
  • Мелкий заполнитель. Чистый кварцевый песок или песок из других пород, устойчивых к воздействию кислот.
  • Наполнитель – пылевидная фракция. Изготавливается размалыванием кислотоупорных материалов – кварца, пемзы, фельзита, маршалита, каменного литья, кислотостойкой керамики. Кислотостойкость порошков, в соответствии с ГОСТом 25246-82, должна быть 96% или выше.
  • Отвердитель. Кремнефтористый натрий первого или второго сорта.

Примерно такие же компоненты (без крупного заполнителя) используются для изготовления кислотостойких строительных растворов и замазок. При использовании качественных заполнителей и наполнителей, полностью соответствующих требованиям нормативов, количество жидкого стекла в бетонной смеси может быть уменьшено на 10-30%.

Ориентировочный состав кислотоупорных бетонов, растворов и замазок, изготовленных на основе жидкого стекла

Расход компонентов, кг/м 3

Кременефтористый натрий (отвердитель)

Песок средней крупности

Щебень трех фракций: 5-10, 10-20, 20-40 мм

Плотность готового продукта, кг/м 3

Особенности изготовления и использования кислотостойкого бетона

Кислотоупорный бетон изготавливают в бетономешалках. Его укладывают, уплотняют и армируют так же, как и обычную бетонную смесь.

Внимание!Процесс ухода за уложенным кислотоупорным бетоном отличается от ухода за искусственным камнем традиционного состава. Материал должен твердеть в сухой и теплой воздушной среде. Его необходимо выдержать на воздухе без увлажнения в течение 10 суток при температурах +15…+20°C. После окончания процесса твердения рекомендуется поверхность бетонного элемента обработать раствором соляной или серной кислоты.

Готовый бетонный продукт после твердения хорошо выдерживает действие сильноконцентрированных кислот, но проявляет слабую устойчивость к воде, щелочам и слабоконцентрированным кислотным растворам. Вода способна разрушить такую бетонную конструкцию за 5-10 лет, а щелочи – еще быстрее.

Кислотостойкий бетон часто используют для защитной футеровки металлических поверхностей и железобетонов традиционного состава, при строительстве конструкций, используемых в химпромышленности. Он способен заменить более дорогие материалы – кислотоупорную керамику, натуральный камень, свинцовый лист.

Андрей Васильев

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Кислотоупорный бетон состоит, из вяжущего материала — жидкого стекла с добавлением кремнефтористого натрия и кислотостойких заполнителей (андезит, бештаунит, гранит, клинкер, кварц и т. п.).

Составляющие материалы

  • а) 35—38%-ныЙ концентрат жидкого стекла — натровый растворимый силикат Na20 • nSiO2 + mНаО, где модуль n = 2,50 — 3,00.
  • б) Кремнефтористый натрий (технический) Na2SiF6, содержащий < 90% химически чистого вещества.
  • в) Заполнители — андезит, бештаунит, чистый кварцевый песок, гранит, клинкер и т. п., состоящие из трех фракций по крупности: пыли мельче 0,15 мм песка 0,15—5 мм и щебня от 5 мм до наибольшей крупности, допускаемой размерами конструкция.

Состав бетона определяется на опыте следующим образом: к смеси заполнителей, подобранных по кривой Боломея, добавляется жидкое стекло (вышеуказанной концентрации с добавкой кремнефтористого натрия) постепенно с перемешиванием до тех пор, пока не получится необходимая пластичность. Приблизительный состав : 0,7—1 ч. жидкого стекла, 1 ч. пыли (специально размолотой или в качестве отхода от дробления щебня), 1 ч. песка, 2 ч. щебня.

Кремнефтористый натрий добавляется в количестве 15% от веса жидкого стекла. Пластичность назначается в зависимости от метода укладки и толщины бетонируемой конструкций.

При укладке бетона вибраторами осадка конуса должна быть равна нулю, при ручной укладке со штыкованием осадка конуса может составлять 3—10 см.

Уход за бетоном состоит в выдерживании его в теплой и сухой среде (в отличие от обычного на цементах, который необходимо выдерживать во влажной среде).

Химическая формула кислотостойких кислотоупорных бетонов

Основой для кислотостойкого бетона твердеющих систем является водный раствор силиката натрия, т. е. ярко выраженной щелочи.

В последнее время находит применение также и раствор силиката калия. Однако в процессе твердения на воздухе (в тонком слое) или в присутствии кремнефтористого натрия щелочь переходит в слабоосновную или нейтральную соль— углекислый или фтористый натрий и кислый кремнегель (рН=2), которым в основном и определяется стойкость бетонов или растворов этого типа:

Стойкость кислотостойких растворов и бетонов на основе жидкого стекла в кислотах в большинстве случаев возрастает, в связи с чем предварительно отвердевшие составы на жидком стекле рекомендуется дополнительно «окисловать», т. е. обработать растворами серной или соляной кислот.

Следует отметить, что и в обычной, но часто сменяемой или проточной воде кислотостойкие бетоны или растворы медленно теряют прочность или разрушаются выщелачиванием.

Кислотоупорный бетон состав

Небольшое повышение водостойкости достигается увеличением содержания кремнефтористого натрия, чтобы не оставалось не прореагировавшего силиката натрия (например, 16—18% вместо 12—15% к весу жидкого стекла, как обычно дозируют), а также путем введения некоторых коагуляторов, например хлористого кальция.,

Наряду с отсутствием щелочестойкости и недостаточной водостойкости, бетоны и растворы на жидком стекле характеризуются весьма высокой пористостью. Это происходит потому, что вместе с жидким стеклом вводится неизбежная вода.

Свойства бетона

Свойства бетона: временное сопротивление сжатию через четверо суток 110—120 кг/см2; через один месяц — 150 кг/сма; временное сопротивление изгибу через один месяц — 30 кг/см2; обладает сцеплением с железом, хорошо выдерживает действие крепких кислот: серной, соляной, азотной и др.

Прочность при твердении в крепких кислотах получается большей, чем при твердении в слабых кислотах или воде. Для придания большей кислотонепроницаемости желательно покрывать штукатуркой того же состава, что и бетон (без щебня) с затиркой.

Если на бетон будут действовать слабые кислоты, то предварительно следует обработать той же кислотой, но сильной концентрации. Из всех кислотт этот бетон не выдерживает только действия плавиковой кислоты.

Из кислотоупорных материалов применяется еще кислотоупорный цемент для штукатурки.

Применение в строительстве

Кислотоупорный бетон применяется для постройки резервуаров, труб и аппаратуры для кислот в химической промышленности взамен дорогих материалов: свинца, тесаного камня и кислотоупорной керамики.

Более широкого применения кислотоупорный бетот не получил в виду ограниченности производства жидкого стекла и высокой его стоимости, превосходящей в 2—3 раза стоимость обычного бетона.

Баритовый бетон отличается от обычного заменой песка и щебня заполнителями разной крупности из барита (тяжелого шпата — BaS04). Ценным свойством баритового бетона является непроницаемость для рентгеновских лучей (1 см свинца эквивалентен 14 см баритового бетона). Состав бетона 1 : 4. Объемный вес около 3,20. Прочность 200—300 кг/см2. Для той же цели применяется баритовая штукатурка (цемент и размолотый барит).

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Обычные цементные бетоны, несмотря на все меры по их уплотнению и пропитке, имеют далеко не достаточную стойкость в кислых средах. Поэтому, естественно, возникает вопрос о целесообразности использования специальных кислтоупорных бетонов, особенно кладочных и штукатурных растворов и мастик.

К таким бетонам можно отнести составы с использованием в качестве вяжущего жидкого (растворимого) стекла и серного цемента, а также битумных и пековых составов.

Под мастикой, замазкой или тестом, описанными далее, нужно понимать материалы на основе вяжущего с необходимыми отвердителями и микронаполнителями, под растворами — те же смеси, но с добавлением строительного песка, а под бетонами — те же материалы с добавками щебня.

Кислотоупорные замазки, растворы и бетоны на жидком стекле.

Вяжущим материалом для кислотоупорных составов являются натриевое или калиевое жидкое стекло.

Кремнеземистый модуль (отношение содержания кремнезема к содержанию окиси натрия или калия) натриевого жидкого стекла должен быть не ниже 2,2 (обычно 2,6—3), а калиевого не ниже 2,8, удельный вес раствора в пределах 1,4—1,5; для повышения водостойкости бетонов модуль натриевого жидкого стекла рекомендуется принимать не ниже 3.

В качестве отвердителя применяют кремнефтористый натрий 1-го и 2-го сорта. Содержание чистого продукта должно быть не менее 93%, влажность — не более 1 %.

Наполнителем служат пылевидные (молотые) порошки, приготовляемые из природных или искусственных кислотостойких силикатных материалов — андезита, базальта, бештаунита, диабаза, кварца, фельзита, пемзы, маршалита, каменного литья, кислотоупорной керамики. Кислотостойкость порошков, определенная по ГОСТ, должна быть не ниже 96%, влажность не более 2%, тонкость помола должна соответствовать требованиям ГОСТ (остаток на сите № 92 или примерно 900 отв/см2 не должен быть более 0,5%).

В качестве заполнителей для растворов и бетонов применяют песок и щебень из тех же пород, а также кварца, гранита и других кислотостойких пород. Влажность песка не должна превышать 5%, щебня — 0,5%. Зерновой состав заполнителя должен удовлетворять требованиям получения плотных смесей. Кислотостойкость песка и щебня принимается не ниже 96%.

Рекомендуемые усредненные составы замазок, растворов и бетонов приведены в табл.
При наличии хорошего подбора заполнителей по плотности расход жидкого стекла в бетоне может быть уменьшен на 10—20%, а в случае если к бетону не предъявляется особых требований по плотности —до 30%.

Кислотоупорные бетоны, растворы и замазки на жидком стекле достаточно стойки к действию концентрированных кислот, за исключением плавиковой и фосфорной (при повышенной температуре) .
Кислоты малой концентрации более агрессивны для кислотостойкого бетона, при их действии наблюдается некоторое снижение прочности, а обычная вода разрушает бетон на жидком стекле за 5—10 лет. Особенно агрессивно действуют щелочные растворы, при наличии которых применять кислотоупорные составы не следует.

Для повышения кислотостойкости бетона и замазки на жидком стекле после их начального отвердевания рекомендуется их «окисловать», т. е. обработать раствором серной или лучше соляной кислоты.
Для повышения водостойкости таких бетонов рекомендуется применять жидкое стекло с повышенным силикатным модулем (2,8—3,2), увеличивать добавку кремнефтористого натрия (до 16—18%) и про­гревать уплотненный бетон при 100—150°С в течение 8—12 ч.

Кислотоупорные бетоны и замазки являются малоплотными, с фильтрующей пористостью от 10 до 30% и водопоглощением от 6 до 15%. Рекомендуется использовать также в качестве подслоя под такие футеровки весьма плотные материалы, например полиизобутилен.

Состав бетонов на жидком стекле

Ориентировочные составы плотных кислотостойких замазок, растворов и бетонов на основе жидкого стекла приведеные в таблице.

Кислотостойкий бетон – строительный материал, предназначенный для эксплуатации в химически агрессивных средах. Кислотоупорные бетонные смеси чаще всего изготавливаются на базе жидкого стекла – водного раствора силиката калия или натрия, который при схватывании и твердении образует камень, стойкий к воздействию органических и неорганических кислот и других химически агрессивных сред. Технические условия на химически стойкие бетоны регламентирует ГОСТ 25246-82.

Производство бетона

Состав бетона, изготовленного с добавлением жидкого стекла в качестве вяжущего

Основные компоненты, из которых состоит химически стойкий бетон:

  • Вяжущее – натриевое или калиевое жидкое стекло. Характеризуется кремнеземистым модулем – отношением количества кремнезема (двуоксида кремния) к оксиду натрия или калия. У натриевого стекла модуль должен быть равен 2,2, калиевого – 2,8.
  • Крупный заполнитель. При выборе щебня для кислотоупорной бетонной смеси обращают внимание на его кислотостойкость. К кислотостойким горным породам относятся – гранитовые, диабазовые, андезитовые. Фракция крупного заполнителя – от 5 мм до максимальной крупности, зависящей от размеров строительной конструкции и интервала между арматурными прутками.
  • Мелкий заполнитель. Его функции выполняет чистый кварцевый песок (процентное содержание кремнезема – не менее 95%) или другой песок с высокими кислотостойкими характеристиками.
  • Наполнитель – тонкомолотый диабаз, базальт, кварц, пемза, каменное литье.
  • Отвердитель. Кремнефтористый натрий технический, содержащий не менее 90% химически чистого вещества.
  • Добавки. Пластификатор ОС-2, фосфогипс, нефтяной парафин и другие.

На основании выше перечисленных компонентов, за исключением щебня, изготавливаются кислотостойкие замазки и строительные растворы.

Кислотостойкий бетон

Особенности производства и укладки кислотоупорной бетонной смеси

Для получения требуемых свойств при производстве кислотостойкого бетона необходимо строго соблюдать пропорции и технологические правила. Этот материал чаще всего изготавливается в заводских условиях. Его себестоимость в 2-3 раза выше, чем себестоимость традиционной бетонной смеси.

Процесс ухода за кислотоупорной свежеуложенным раствором отличается от ухода за традиционным бетоном. Это материал должен твердеть без увлажнения при температурах +15…+20°C. Стойкость кислотоупорных материалов, изготовленных на базе жидкого стекла, при контакте с сильно концентрированными кислотами возрастает. Поэтому после набора марочной прочности бетонную поверхность «окисловывают», то есть обрабатывают растворами соляной или серной кислот.

Свойства кислотостойкого бетона

Кислотоупорный бетон относится к тяжелым бетонам, его плотность составляет 2,1-2,3 т/м 3 . Чем выше этот показатель, тем устойчивей материал к воздействию сильно концентрированных кислот.

Для кислотостойких бетонов характерны:

  • устойчивость к сильно концентрированным серной, азотной и соляной кислотам;
  • неспособность противостоять плавиковой кислоте, щелочам;
  • слабая устойчивость к воздействию воды и слабо концентрированным кислотным растворам.

Внимание! При постоянном контакте с водой, особенно проточной, такая бетонная конструкция разрушается в течение 5-10 лет, а со щелочными средами – еще быстрее. Если на бетонную конструкцию будет действовать слабая кислота, то предварительно ее необходимо обработать той же кислотой, но высокой концентрации.

Применение кислотоупорного бетона

Применение кислотоупорного бетона

Этот материал широко используется:

  • при сооружении конструкций, эксплуатируемых в химической индустрии;
  • для создания облицовочного слоя аппаратуры различного назначения;
  • для обустройства защитного слоя полов, металлических элементов и железобетонных конструкций, изготовленных из материала традиционного состава;
  • при изготовлении труб, емкостей, башен, контактирующих с кислыми средами (кроме плавиковой кислоты).

Вопросы-ответы

Кислотостойкий бетон экономически выгодно использовать вместо более дорогих материалов – кислотоупорной керамики, свинцовых листов, натурального камня, или для создания защитного слоя бетонных конструкций, изготовленных из традиционных бетонных смесей.

Для повышения водонепроницаемости в смесь вводят 0,5% льняного масла или 2% гидрофобизирующих добавок.

Размер крупного заполнителя должен быть не более четверти расстояния между арматурными стержнями.


Химически стойкие бетоны – материалы, используемые для сооружения объектов, которые в процессе эксплуатации контактируют с агрессивными средами. Применяются при строительстве предприятий, связанных с химической индустрией, производством целлюлозы, сахара, удобрений. (фото) Для производства химически стойких смесей предназначены специальные вяжущие – синтетические смолы, жидкое стекло, полимерные составы. Невозможно изготовить бетон, одинаково устойчивый ко всем агрессивным средам. Поэтому производят материалы, проявляющие стойкость к определенным химреагентам, – органическим или неорганическим кислотам, щелочам, нефти и нефтепродуктам, солям, растворителям.

Технические условия на такие бетонные смеси регламентируются ГОСТом 25246-82.

Основные характеристики химически стойких бетонов

Один из основных показателей такого материала – коэффициент химической стойкости (КХС). Он равен отношению прочности образца после воздействия агрессивной среды к аналогичному показателю эталонного образца. По величине этого коэффициента различают следующие виды бетонов:

Компоненты для кислотостойких бетонов

При производстве строительных материалов, устойчивых к средам различных составов и степеней агрессивности, используют как традиционные для этих смесей компоненты, так и особые:

  • Вяжущее – фурфуролацетоновая, полиэфирная, фураноэпоксидная, карбамидная кислота, жидкое стекло. Бетоны на полимерных связующих называют «полимербетонами», а сочетающие полимеры и жидкое стекло – «полимерсиликатными». В состав сложных вяжущих может входить клинкерный портландцемент.
  • Заполнители – прочный, морозостойкий, влагоустойчивый гранитный щебень и кварцевый песок. В качестве крупного заполнителя также может использоваться щебень из базальта или других горных пород, обладающих стойкостью к химически активным средам. В соответствии с нормативами заполнители могут быть не только плотными, но и пористыми.
  • Наполнители, позволяющие сэкономить на дорогостоящих химически стойких вяжущих, – андезитовая или кварцевая мука.
  • Добавки – пластификаторы, фосфогипс, нефтяной парафин.

Для повышения устойчивости к агрессивным средам твердеющие бетонные и железобетонные элементы пропитывают специальными химически стойкими составами. Перечень пропиток – стирол, метилметакрилат, битумы, парафины, жидкое стекло, сера.


Андрей Васильев

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Читайте также: