Вплив кількості силікату натрію на міцність цементного каменю при нагріванні
Збільшення кількості силікату натрію в цементному камені призводить до значного погіршення жарозривких властивостей цементного каменю (рис. 86). Так, наприклад, при нагріванні до 700° зразки з шамотним заповнювачем, в яких міститься близько 20% силікату натрію (у перерахунку на суху речовину) від ваги цементної суміші (рідке скло+кремнефтористий натрій+тонкомолотий заповнювач), знижують свою міцність. Подальше підвищення температури до 800-900 е ще більшою мірою знижує міцність. При 900° міцність становить лише 42% міцності зразків, висушених при 110°.
Збільшення вмісту силікату натрію в цементному камені не завжди підвищує міцність зразків, що не піддавалися нагріванню, так як застосування рідкого скла підвищеної щільності значно збільшує його в'язкість, внаслідок чого утруднюється проникнення рідкого скла в пори заповнювача. Найбільшу міцність (при 20 °) мають зразки цементного каменю на рідкому склі щільністю 1,45; зменшення густини рідкого скла до 1,29 призводить до зниження міцності зразків на 68%; подальше зменшення густини рідкого скла веде до ще більшого падіння міцності.
Мал.86. Вплив кількості силікату натрію на міцність цементного каменю при нагріванні. Кількість силікату натрію у відсотках від ваги цементної суміші для кривої: 1-19,8; 2-17,0; 3-12,9; 4-7,3; 5-3.7.
При нагріванні до 700° для більшості складів спостерігається збільшення міцності. Міцність зразків цементного каменю, нагрітих від 20 до 600° і потім випробуваних на стиск в охолодженому стані, в більшості випадків нижче міцності зразків, випробуваних у нагрітому стані. Це зумовлено, мабуть, тим, що при охолодженні зразка структурацементного каменю дещо порушується. При подальшому нагріванні цементного каменю, починаючи з 700-800 °, міцність зразків, випробуваних в охолодженому стані, для більшості складів підвищується. Це тим більше, що більше рідкої фази утворилося в цементному камені, оскільки таке збільшення міцності викликається спіканням зразків.
У тих складах, у яких від нагрівання утворюється порівняно мала кількість рідкої фази, помітної різниці в міцності зразків, випробуваних у нагрітому та охолодженому стані, не спостерігається. Міцність цементного каменю при нагріванні до 300 підвищується в результаті видалення гігроскопічної вологи, зневоднення та ущільнення гелю крем'яної кислоти. Подальше збільшення міцності зразка при 500° викликається кристалізацією зневодненого Si02, що успішно протікає в цементному камені при фтористому натрію і лужного середовища.
Деяке зниження міцності цементного каменю, що спостерігається при 600°, обумовлено модифікаційним перетворенням кварцу, що утворився в результаті часткової кристалізації зневодненого гелю кремінної кислоти. Підвищення міцності цементного каменю при 700° можна пояснити утворенням при цій температурі нової структури затверділого цементу, що є сумішшю скла, кристалів фтористого натрію і знову утвореного бісиликата натрію. При температурі 800° внаслідок часткового утворення рідкої фази міцність зразків знижується. Ступінь зниження міцності для різних складів цементного каменю різний і залежить від кількості в ньому плавнів.
Ще більше зниження міцності спостерігається при температурі 900 °, яке викликане плавленням при температурі 874 ° бісілікату натрію. Однак і це зниження залежить від кількості плавнів у цементному камені. Великевпливна міцність цементного каменю має тонкомолотий заповнювач. Найбільшу міцність мають зразки цементного каменю з шамотним заповнювачем. Для забезпечення необхідних жаротривких властивостей цементного каменю кремнефтористого натрію необхідно вводити в кількості 10-12% від ваги рідкого скла. Приготування цементу на низькомодульному рідкому склі веде до появи в цементному камені рідкої фази при більш низьких температурах, ніж у цементах на високомодулі рідкому склі. Збільшення кількості силікату натрію в цементі призводить до зниження міцності цементного каменю при його нагріванні до 700-900 ° внаслідок утворення великої кількості рідкої фази.