Жидкое стекло (раствор силиката натрия) является важным неорганическим связующим и занимает незаменимое место в производстве огнеупорный материал, благодаря своим уникальным адгезионным свойствам, термостойкости и химической стабильности. С быстрым развитием высокотемпературных отраслей промышленности, таких как металлургия, производство строительных материалов и химическая промышленность, требования к характеристикам огнеупорных материалов постоянно растут. Жидкое стекло, обладая широкой адаптивностью, контролируемой стоимостью и относительно экологичными свойствами, стало ключевым функциональным компонентом в кислых, нейтральных и основных огнеупорных системах. В данной статье систематически изложены особенности применения жидкого стекла в неформованных огнеупорах, уделено особое внимание влиянию его модуля, плотности и количества на свойства огнеупорный материал, а также рассмотрены перспективы его применения с учетом развития новых технологий порошкообразного жидкого стекла.

Жидкое стекло широко применяется в огнеупорах: оно может служить связующим как для кислых огнеупоров (например, кремнеземистых, тальковых), так и для нейтральных (например, глинистых, высокоглиноземистых), а также для основных огнеупоров (например, магнезиальных, магнезиально-хромитовых, магнезиально-кальциевых).

Модуль, плотность и количество жидкого стекла являются важными факторами, влияющими на свойства неформованных огнеупоров. Как правило, модуль раствора жидкого стекла для огнеупорных связующих составляет 2,4-3,0, плотность - 1,3-1,4, а количество обычно составляет 13-16% от общей массы огнеупорного заполнителя и порошка. В целом, при оптимальной удобоукладываемости огнеупорный материал и достаточном количестве Na₂SiF₆ повышение модуля или плотности жидкого стекла увеличивает прочность на сжатие при комнатной температуре. Однако увеличение количества жидкого стекла снижает прочность после обжига и температуру размягчения под нагрузкой. Поэтому для повышения прочности и высокотемпературных характеристик неформованных огнеупоров количество жидкого стекла следует минимизировать, обеспечивая при этом необходимую удобоукладываемость, а при сохранении оптимального количества - стремиться повышать модуль или плотность раствора.

Количество отвердителя (фторсиликата натрия), рассчитанное по чистому Na₂SiF₆, обычно составляет 10-12% от массы жидкого стекла. При соблюдении требований к прочности и времени отверждения его количество следует минимизировать для улучшения высокотемпературных свойств материала.

В последние годы в Китае были разработаны быстрорастворимые порошковые формы силиката натрия (жидкого стекла), которые более удобны для транспортировки и хранения, что способствует их применению в неформованных огнеупорах, таких как торкрет-массы и ремонтные составы для печей.

Таким образом, путем оптимизации модуля, плотности и количества жидкого стекла можно обеспечить требуемые технологические и высокотемпературные эксплуатационные характеристики неформованных огнеупоров различных систем. Благодаря усовершенствованию отвердителей и распространению порошкового жидкого стекла значительно улучшились удобство транспортировки, хранения и технологичность связующего, что особенно ценно для торкрет-масс и аварийных ремонтных составов для печей. В будущем, благодаря наномодификациям и разработке композитных связующих систем, жидкое стекло может получить дальнейшее развитие в повышении прочности при высоких температурах и устойчивости к коррозии, открывая новые технологические пути для создания высокоэффективных и экологичных неформованных огнеупоров.