水玻璃的特點與用途
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發(fā)布時間:2016-10-22
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常用的水玻璃分為鈉水玻璃和鉀水玻璃兩類,俗稱泡花堿。鈉水玻璃為硅酸鈉水溶液,分子式為Na2O?mSiO2。鉀水玻璃為硅酸鉀水溶液,分子式為K2O?mSiO2。土木工程中主要使用鈉水玻璃。當(dāng)工程技術(shù)要求較高時也可采用鉀水玻璃。優(yōu)質(zhì)純凈的水玻璃為無色透明的粘稠液體,溶于水。當(dāng)含有雜質(zhì)時呈淡黃色或青灰色。
鈉水玻璃分子式中的m稱為水玻璃的模數(shù),代表Na2O和SiO2的摩爾比,是非常重要的參數(shù)。m值越大,水玻璃的粘度越高,但水中的溶解能力下降。當(dāng)m大于3.0時,只能溶于熱水中,給使用帶來麻煩。m值越小,水玻璃的粘度越低,越易溶于水。土木工程中常用模數(shù)m為2.6——2.8,既易溶于水又有較高的強度。
我國生產(chǎn)的水玻璃模數(shù)一般在2.4——3.3之間。水玻璃在水溶液中的含量(或稱濃度)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為1.36——1.50g/cm3,相當(dāng)于波美度38.4——48.3。密度越大,水玻璃含量越高,粘度越大。
水玻璃通常采用石英粉(SiO2)加上純堿(Na2CO3),在1300——1400℃的高溫下煅燒生成液體硅酸鈉,從爐出料口流出、制塊或水淬成顆粒。再在高溫或高溫高壓水中溶解,制得溶液狀水玻璃產(chǎn)品。
主要特點
1.粘結(jié)力和強度較高
水玻璃硬化后的主要成分為硅凝膠和固體,比表面積大,因而具有較高的粘結(jié)力。但水玻璃自身質(zhì)量、配合料性能及施工養(yǎng)護(hù)對強度有顯著影響。
2.耐酸性好
可以抵抗除氫氟酸(HF)、熱磷酸和高級脂肪酸以外的幾乎所有無機和有機酸。
3.耐熱性好
硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架,在高溫下強度下降很小,當(dāng)采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土?xí)r,耐熱度可達(dá)1000℃。因此水玻璃混凝土的耐熱度,也可以理解為主要取決于骨料的耐熱度。
4.耐堿性和耐水性差
因和混合后易均溶于堿,故水玻璃不能在堿性環(huán)境中使用。同樣由于、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水,但可采用中等濃度的酸對已硬化水玻璃進(jìn)行酸洗處理,提高耐水性。
用途
水玻璃的用途非常廣泛,幾乎遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。在化工系統(tǒng)被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產(chǎn)品,是硅化合物的基本原料。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家,以硅酸鈉為原料的深加工系列產(chǎn)品已發(fā)展到50余種,有些已應(yīng)用于高、精、尖科技領(lǐng)域;在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料,也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑;在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗;在機械行業(yè)中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等;在建筑行業(yè)中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等;在農(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料;另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠粘劑、實驗室坩堝等耐高溫材料、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等……。分述如下:
1.提高抗風(fēng)化能力
水玻璃溶液涂刷或浸漬材料后,能滲入縫隙和孔隙中,固化的硅凝膠能堵塞毛細(xì)孔通道,提高材料的密度和強度,從而提高材料的抗風(fēng)化能力。以密度為1.35g/cm3的水玻璃浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料,可提高材料的密實度、強度、抗?jié)B性、抗凍性及耐水性等。但水玻璃不得用來涂刷或浸漬石膏制品。因為水玻璃與石膏反應(yīng)生成硫酸鈉(Na2SO4),在制品孔隙內(nèi)結(jié)晶膨脹,導(dǎo)致石膏制品開裂破壞。
2.加固土壤
將水玻璃與氯化鈣溶液交替注入土壤中,兩種溶液迅速反應(yīng)生成硅膠和硅酸鈣凝膠,起到膠結(jié)和填充孔隙的作用,使土壤的強度和承載能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固,稱為雙液注漿。
3.配制速凝防水劑
水玻璃可與多種礬配制成速凝防水劑,用于堵漏、填縫等局部搶修。這種多礬防水劑的凝結(jié)速度很快,一般為幾分鐘,其中四礬防水劑不超過1min,故工地上使用時必須做到即配即用。
多礬防水劑常用膽礬(硫酸銅,)、紅礬(重鉻酸鉀,K2Cr2O7)、明礬(也稱白礬,硫酸鋁鉀)、紫礬等四種礬。
4.配制耐酸膠凝
耐酸膠凝是用水玻璃和耐酸粉料(常用石英粉)配制而成。與耐酸砂漿和混凝土一樣,主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。
5.配制耐熱砂漿
水玻璃膠凝主要用于耐火材料的砌筑和修補。水玻璃耐熱砂漿和混凝土主要用于高爐基礎(chǔ)和其他有耐熱要求的結(jié)構(gòu)部位。
6.防腐工程應(yīng)用
改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蝕重要材料,主要特性是耐酸、耐溫、密實抗?jié)B、價格低廉、使用方便??砂韬统赡退崮z泥、耐酸沙漿和耐酸混凝土,適用于化工、冶金、電力、煤炭、紡織等部門各種結(jié)構(gòu)的防腐蝕工程,是紡酸建筑結(jié)構(gòu)貯酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。
7.黏結(jié)劑
五十年代水玻璃吹二氧化碳工藝廣泛應(yīng)用,該工藝水玻璃加入量高、潰散性差,舊砂不能回用,浪費硅砂資源,大量外排固體廢棄物,破壞生態(tài)環(huán)境,生產(chǎn)鑄件質(zhì)量粗糙,使其面臨被淘汰。
酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年問世,水玻璃加入量1.8-3.0%,強度高、潰散性好、舊砂可再生回用,回用率80-90%,可使用時間可調(diào),可用于機械化造型生產(chǎn)線,也可用于單件小批量生產(chǎn)??缮a(chǎn)幾公斤至幾百噸的各種鑄件,現(xiàn)已在鐵路車輛、冶金機械、重型機械、礦山機械、通用機械廠幾十家企業(yè)推廣應(yīng)用。
新型水玻璃被稱為符合可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保型鑄造黏結(jié)劑。
8.修補磚墻裂縫
將水玻璃、?;郀t礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當(dāng)比例拌合后,直接壓入磚墻裂縫,可起到粘結(jié)和補強作用。
鈉水玻璃分子式中的m稱為水玻璃的模數(shù),代表Na2O和SiO2的摩爾比,是非常重要的參數(shù)。m值越大,水玻璃的粘度越高,但水中的溶解能力下降。當(dāng)m大于3.0時,只能溶于熱水中,給使用帶來麻煩。m值越小,水玻璃的粘度越低,越易溶于水。土木工程中常用模數(shù)m為2.6——2.8,既易溶于水又有較高的強度。
我國生產(chǎn)的水玻璃模數(shù)一般在2.4——3.3之間。水玻璃在水溶液中的含量(或稱濃度)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為1.36——1.50g/cm3,相當(dāng)于波美度38.4——48.3。密度越大,水玻璃含量越高,粘度越大。
水玻璃通常采用石英粉(SiO2)加上純堿(Na2CO3),在1300——1400℃的高溫下煅燒生成液體硅酸鈉,從爐出料口流出、制塊或水淬成顆粒。再在高溫或高溫高壓水中溶解,制得溶液狀水玻璃產(chǎn)品。
主要特點
1.粘結(jié)力和強度較高
水玻璃硬化后的主要成分為硅凝膠和固體,比表面積大,因而具有較高的粘結(jié)力。但水玻璃自身質(zhì)量、配合料性能及施工養(yǎng)護(hù)對強度有顯著影響。
2.耐酸性好
可以抵抗除氫氟酸(HF)、熱磷酸和高級脂肪酸以外的幾乎所有無機和有機酸。
3.耐熱性好
硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架,在高溫下強度下降很小,當(dāng)采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土?xí)r,耐熱度可達(dá)1000℃。因此水玻璃混凝土的耐熱度,也可以理解為主要取決于骨料的耐熱度。
4.耐堿性和耐水性差
因和混合后易均溶于堿,故水玻璃不能在堿性環(huán)境中使用。同樣由于、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水,但可采用中等濃度的酸對已硬化水玻璃進(jìn)行酸洗處理,提高耐水性。
用途
水玻璃的用途非常廣泛,幾乎遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。在化工系統(tǒng)被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產(chǎn)品,是硅化合物的基本原料。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家,以硅酸鈉為原料的深加工系列產(chǎn)品已發(fā)展到50余種,有些已應(yīng)用于高、精、尖科技領(lǐng)域;在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料,也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑;在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗;在機械行業(yè)中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等;在建筑行業(yè)中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等;在農(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料;另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠粘劑、實驗室坩堝等耐高溫材料、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等……。分述如下:
1.提高抗風(fēng)化能力
水玻璃溶液涂刷或浸漬材料后,能滲入縫隙和孔隙中,固化的硅凝膠能堵塞毛細(xì)孔通道,提高材料的密度和強度,從而提高材料的抗風(fēng)化能力。以密度為1.35g/cm3的水玻璃浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料,可提高材料的密實度、強度、抗?jié)B性、抗凍性及耐水性等。但水玻璃不得用來涂刷或浸漬石膏制品。因為水玻璃與石膏反應(yīng)生成硫酸鈉(Na2SO4),在制品孔隙內(nèi)結(jié)晶膨脹,導(dǎo)致石膏制品開裂破壞。
2.加固土壤
將水玻璃與氯化鈣溶液交替注入土壤中,兩種溶液迅速反應(yīng)生成硅膠和硅酸鈣凝膠,起到膠結(jié)和填充孔隙的作用,使土壤的強度和承載能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固,稱為雙液注漿。
3.配制速凝防水劑
水玻璃可與多種礬配制成速凝防水劑,用于堵漏、填縫等局部搶修。這種多礬防水劑的凝結(jié)速度很快,一般為幾分鐘,其中四礬防水劑不超過1min,故工地上使用時必須做到即配即用。
多礬防水劑常用膽礬(硫酸銅,)、紅礬(重鉻酸鉀,K2Cr2O7)、明礬(也稱白礬,硫酸鋁鉀)、紫礬等四種礬。
4.配制耐酸膠凝
耐酸膠凝是用水玻璃和耐酸粉料(常用石英粉)配制而成。與耐酸砂漿和混凝土一樣,主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。
5.配制耐熱砂漿
水玻璃膠凝主要用于耐火材料的砌筑和修補。水玻璃耐熱砂漿和混凝土主要用于高爐基礎(chǔ)和其他有耐熱要求的結(jié)構(gòu)部位。
6.防腐工程應(yīng)用
改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蝕重要材料,主要特性是耐酸、耐溫、密實抗?jié)B、價格低廉、使用方便??砂韬统赡退崮z泥、耐酸沙漿和耐酸混凝土,適用于化工、冶金、電力、煤炭、紡織等部門各種結(jié)構(gòu)的防腐蝕工程,是紡酸建筑結(jié)構(gòu)貯酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。
7.黏結(jié)劑
五十年代水玻璃吹二氧化碳工藝廣泛應(yīng)用,該工藝水玻璃加入量高、潰散性差,舊砂不能回用,浪費硅砂資源,大量外排固體廢棄物,破壞生態(tài)環(huán)境,生產(chǎn)鑄件質(zhì)量粗糙,使其面臨被淘汰。
酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年問世,水玻璃加入量1.8-3.0%,強度高、潰散性好、舊砂可再生回用,回用率80-90%,可使用時間可調(diào),可用于機械化造型生產(chǎn)線,也可用于單件小批量生產(chǎn)??缮a(chǎn)幾公斤至幾百噸的各種鑄件,現(xiàn)已在鐵路車輛、冶金機械、重型機械、礦山機械、通用機械廠幾十家企業(yè)推廣應(yīng)用。
新型水玻璃被稱為符合可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保型鑄造黏結(jié)劑。
8.修補磚墻裂縫
將水玻璃、?;郀t礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當(dāng)比例拌合后,直接壓入磚墻裂縫,可起到粘結(jié)和補強作用。
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