详细介绍什么是水玻璃

来源: 发表时间2018-12-06 21:01:11 点击:
一、水玻璃的组成
水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类,俗称泡花碱。钠水玻璃为硅酸钠水溶液,分子式为Na2O.nSiO2和K2O.nSiOz。钾水玻璃为硅酸钾水溶液,分子式为K2O.nSiOz 。土木工程中主要使用钠水玻璃。当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。优质纯净的水玻璃为无色透明的稠液体,溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。
钠水玻璃分子式中的n称为水玻璃的模数,代表Na2O和SiO2的分子数比,是非常重要的参数。n值越大,水玻璃的性和强度越高,但水中的溶解能力下降。当n大于3.0时,只能溶于热水中,给使用带来麻烦。n值越小,水玻璃的性和强度越低,越易溶于水。故土木工程中常用模数n为2.6~2.8,既易溶于水又有较高的强度
我国生产的水玻璃模数一般在2.4~3.3之间。水玻璃在水溶液中的含量(或称浓度)常用密度或者波美度表示。土木工程中常用水玻璃的密度一般为1.36~1.50g/cm3,相当于波美度38.4~48.3 。密度越大,水玻璃含量越高,度越大。
水玻璃通常采用石英粉(SiO2)加上纯碱(NaCO3),在1300~1400℃的高温下煅烧生成固体 ,再在高温或高温高压水中溶解,制得溶液状水玻璃产品。
二、水玻璃的凝结固化
水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化非常相似,主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现,反应式如下:   随着碳化反应的进行,硅( )含量增加,接着自由水分蒸发和硅脱水成固体SiO2而凝结硬化,其特点是:
1.速度慢。由于空气中CO2浓度低,故碳化反应及整个凝结固化过程十分缓慢。
2.体积收缩。
3.强度低。
为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度,水玻璃使用时一般要求加入固化剂氟硅酸钠,分子式为 。其反应式如下:
氟硅酸钠的掺量一般为12%~15%。掺量少,凝结固化慢,且强度低;掺量太多,则凝结硬化过快,不便施工操作,而且硬化后的早期强度虽高,但后期强度明显降低。因此,使用时应严格控制固化剂掺量,并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。即:气温高、模数大、密度小时选下限,反之亦然。
三、水玻璃的主要技术性质
(一)结力和强度较高
水玻璃硬化后的主要成分为硅凝( )和固体,比表面积大,因而具有较高的结力。但水玻璃自身质量、配合料性能施工养护对强度有显著影响。
(二)酸性好
可以抵抗除氢氟酸(HF)、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有机酸。
(三)热性好
硬化后形成的二氧化硅网状骨架,在高温下强度下降很小,当采用火骨料配制水玻璃砂浆混凝土时,热度可达1000℃。因此水玻璃混凝土热度,也可以理解为主要取决于骨料的热度。
(四)碱性和水性差
因 和 均溶于碱,故水玻璃不能在碱性环境中使用。同样由于 、NaF、Na2CO3均溶于水而不水,但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗处理,提高水性。
四、水玻璃的应用
(一)涂刷材料表面,提高抗风化能力
水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后,能渗入缝隙和孔隙中,固化的硅凝能堵塞毛细孔通道,提高材料的密度和强度,从而提高材料的抗风化能力。但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠(Na2SO4),在制品孔隙内结晶膨胀,导致石膏制品开裂破坏。
(二)加固土壤
将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中,两种溶液迅速反应生成硅和硅酸钙凝,起到结和填充孔隙的作用,使土壤的强度和承载能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固,称为双液注浆。
(三)配制速凝防水剂
水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂,用于堵漏、填缝等局部抢修。这种多矾防水剂的凝结速度很快,一般为几分钟,其中四矾防水剂不超过1min,故工地上使用时必须做到即配即用。
多矾防水剂常用胆矾(硫酸铜, )、红矾(重铬酸钾,K2Cr2O7)、明矾(也称白矾,硫酸铝钾)、紫矾等四种矾。
(四)配制凝、砂浆混凝土
凝是用水玻璃和酸粉料(常用石英粉)配制而成。与砂浆混凝土一样,主要用于有要求的工程。如硫酸池等。
(五)配制凝、砂浆混凝土
水玻璃凝主要用于材料的砌筑和修补。水玻璃砂浆混凝土主要用于高炉基础和其他有要求结构部位。
(六)防腐工程应用
改性水玻璃酸泥是腐蚀重要材料,主要特性是酸、温、密实抗渗、价格低廉、使用方便。可拌和成泥、酸沙浆和混凝土,适用于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构防腐蚀工程,是纺酸建筑结构贮酸池、酸地坪、以及酸表面砌筑的理想材料

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