Процесс взаимодействия жидкого стекла с углекислым газом

Продувание холодным углекислым газом. В результате продувки формовочных смесей (содержащих жидкое стекло) углекислым газом, происходит чрезвычайно быстрое — исчисляемое секундами — их затвердевание.

Процесс взаимодействия жидкого стекла с углекислым газом, по мнению одних специалистов, протекает при предварительном растворении СО2 в воде и образовании угольной кислоты, которая в свою очередь взаимодействует с силикатом натрия.

По мнению других (Ю. Н. Морачевского) имеет место гидролиз силиката натрия.

Образовавшаяся щелочь взаимодействует с углекислотой.

Не вдаваясь в рассмотрение кинетики процесса, отметим наиболее важный для нас результат — как по мнению одних авторов, так и по мнению другого конечные продукты реакции одинаковы — кремневая кислота и сода, — что позволяет перейти к рассмотрению непосредственно интересующих вопросов.

По нашему мнению прочность склеивания разрозненных зерен песка в единую прочную смесь, приобретающая эти свойства в результате ее продувки углекислым газом, определяется главным образом гелем кремневой кислоты. Основываясь на современных представлениях, можно считать установленным, что структура геля кремневой кислоты состоит из частиц сферической формы, размером от нескольких десятков до нескольких сотен ангстрем.

Эти частицы соединены в цепи, образующие трехмерную сетку-скелет. Гель кремневой кислоты представляет собой пористое тело.

В свежеприготовленном геле на каждую молекулу SiO, приходится до 330 молекул воды.

Некоторая — небольшая — часть воды непосредственно связана молекулами Si02 — поверхность агрегатов покрыта гидроксильными радикалами. Однако вся основная часть воды заключена между агрегированными частицами.

При образовании сетки сцепление частиц происходит по местам их наименьшей гидрофильности за счет силоксанных связей.