Силикатирование

Укрепление грунтов силикатами или жидким стеклом является вопросом новым. До настоящего времени опытов по укреплению грунтов, как

дорожной одежды, было очень мало, и на основании их сделать определенные выводы не представляется возможным; однако, теперь уже накопился достаточный опыт по укреплению силикатами песков и, в частности, плывунов, являющихся основанием фундаментов, грунтов при проходке шахт и т. п., и в этой области имеются большие успехи.

Под жидким стеклом разумеются щелочные силикаты весьма разнообразного стехиометрического состава. Наиболее дешевым и потому наиболее применимым для закрепления грунтов является натронное жидкое стекло, б натронном стекле весовое отношение между SiO2 и Na2О, называемое модулем силиката, бывает весьма различно. Растворы силиката с модулем Si2О и Na2О, равным 0,97, являются молекулярными, на что указывает их способность кристаллизоваться; растворы с более высокими модулями являются растворами коллоидными. В дорожном деле при силикатировании шоссе из известняка обычно применяют силикаты с модулем 3,5—4.

Способность жидкого стекла укреплять грунты часто объясняется тем, что под влиянием углекислоты, находящейся в грунте и в воздухе, из силиката выделяется свободная кремнекислота, обладающая значительной цементирующей способностью, и реакция идет по схеме Na2SiО3 + СО2 = = Na2CО3 + SiО2. Такое толкование цементации не подтверждается опытами. Охотиным и Демидовым были поставлены такие опыты: образцы из песка, смешанного с силикатом натрия, формовались в виде кубиков и затем во влажном состоянии ставились на продолжительное время в атмосферу углекислого газа. Через несколько дней образцы осторожно высушивались на воздухе. После высушивания все образцы оказались лишенными всякой связности и разрушались от легких прикосновений. Точно так же при добавках силиката натрия к раздробленному известняку при одновременном введении слабых растворов кислот — соляной и серной, сформированные образцы обладали ничтожным сопротивлением раздавливанию. В этом случае кислота не только вступала в реакцию с известняком, но действовала также и на силикат натрия, выделяя свободную кремнекислоту по схеме: Na2SiО3 + H2SО4 = Na2SО4 + SiО2 + H20. Цементирующая способность силиката натрия в щелочной среде большая, поэтому более оснований имеется для предположения, что цементирующей способностью обладает силикат натрия.

Высыхая, силикат натрия образует вокруг частиц грунта твердую пленку, обусловливающую собою цементирующий эффект. Такая силикатная пленка в сухом состоянии не подвергается разрушению или разрушается очень медленно, и грунты надолго остаются в связном состоянии, но под действием воды силикат натрия постепенно растворяется, при одновременном же действии и углекислоты распадается на соду и свободную кремнекислоту. Вследствие этих процессов, песчаные грунты, сцементированные жидким стеклом, при достаточном притоке воды сравнительно быстро распадаются.

Чтобы сделать грунты, обработанные жидким стеклом, устойчивыми против воздействия воды, его переводят в щелочно-земельные силикаты, которые в воде являются нерастворимыми, и поэтому грунты, сцементированные щелочно-земельным силикатом, и в сыром месте не теряют устойчивости.

Дата: 01 марта 2013