水玻璃為硅酸鈉溶液狀態(tài),南方多稱水玻璃,北方多稱泡花堿。硅酸鈉在以水為分散劑的體系中為無色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。固體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明玻璃塊狀體。形態(tài)分為液體、固體、水淬三種。理論上稱這類物質(zhì)為“膠體”?,F(xiàn)在,我們一起來了解更多有關(guān)水玻璃的知識。
水玻璃即硅酸鈉,是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的可溶性堿金屬硅酸鹽材料,又稱泡花堿。其化學式為R2O·nSiO2,式中R2O為堿金屬氧化物,n為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數(shù)的比值,稱為水玻璃的模數(shù)。建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉(Na2O·nSiO2)的水溶液。
水玻璃的密度:土木工程中常用水玻璃的密度一般為1.36~1.50g/cm3。
水玻璃模數(shù):水玻璃模數(shù)是水玻璃的重要參數(shù),一般在1.5-3.5之間,水玻璃模數(shù)越大,固體水玻璃越難溶于水,二氧化硅含量越多,水玻璃粘度增大,易于分解硬化,粘結(jié)力增大。
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·nSiO2。鉀水玻璃為硅酸鉀水溶液,分子式為 K2O·nSiO2 。土木工程中主要使用鈉水玻璃。當工程技術(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。當含有雜質(zhì)時呈淡黃色或青灰色。
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℃的高溫下煅燒生成固體 ,再在高溫或高溫高壓水中溶解,制得溶液狀水玻璃產(chǎn)品。
1.粘結(jié)力和強度較高
水玻璃硬化后的主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅,比表面積大,因而具有較高的粘結(jié)力和強度。用水玻璃配制的混凝土的抗壓強度可達15~40MPa。
2.耐酸性好
由于水玻璃硬化后的主要成分是二氧化硅,它可以抵抗除氫氟酸(HF)、熱磷酸和高級脂肪酸以外的幾乎所有無機和有機酸??捎糜谂渲扑A退峄炷痢⒛退嵘皾{、耐酸膠泥等。
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,當采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土時,耐熱度可達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
水玻璃加入氟硅酸鈉后,仍不能完全硬化,仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于堿,且溶于水,所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為了提高耐水性,可以采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸性處理。
水玻璃多少錢一噸?這是很多人想知道的,水玻璃學名叫工業(yè)用硅酸鈉,用于涂料和水泥速凝,防滲漏注漿使用效果良好,水玻璃的規(guī)格型號比較多, 一般主要是根據(jù)濃度和模數(shù)計價的,普通的要500-900元一噸,好一點的要1000元以上一噸,運費一般另外算。
1.提高抗風化能力
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孔通道,提高材料的密度和強度,從而提高材料的抗風化能力。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生成硫酸鈉(Na2SO4),在制品孔隙內(nèi)結(jié)晶膨脹,導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和其他有耐熱要求的結(jié)構(gòu)部位。
6.防腐工程應用
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
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比例拌合后,直接壓入磚墻裂縫,可起到粘結(jié)和補強作用。
水玻璃:硅酸鈉的水溶液俗稱,是南方的俗稱,北方則被稱之為泡花堿;水玻璃主要通過碳化和脫水結(jié)晶固結(jié)來實現(xiàn),與石灰非常相似。水玻璃模數(shù)是水玻璃的重要參數(shù),一般在1.5-3.5之間,水玻璃模數(shù)越大,固體水玻璃越難溶于水,二氧化硅含量越多,水玻璃粘度增大,易于分解硬化,粘結(jié)力增大。
普通玻璃:一種透明的固體物質(zhì),冷后成為硬化不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料,其主要成分是二氧化硅,廣泛應用于建筑物,用來隔風透光,也有有色玻璃和鋼化玻璃等,玻璃像固體一樣保持特定的外形,不像液體那樣隨重力作用而流動。
區(qū)別:直觀上,水玻璃呈液態(tài),玻璃冷卻后呈固態(tài);玻璃是以二氧化硅為主要成分,水玻璃則是用石英砂及碳酸鈉等高溫后得到的固體用水浸取產(chǎn)生的液體,以硅酸鈉為主要成分。