水玻璃別名:泡花堿,鈉水玻璃,鉀水玻璃

   

一、水玻璃的組成 

 

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和K2O.nSiOz。鉀水玻璃為硅酸鉀水溶液，分子式為K2O.nSiOz 。土木工程中主要使用鈉水玻璃。當工程技術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。 

鈉水玻璃分子式中的n稱為水玻璃的模數(shù)，代表Na2O和SiO2的分子數(shù)比，是非常重要的參數(shù)。n值越大，水玻璃的粘性和強度越高，但水中的溶解能力下降。當n大于3.0時，只能溶于熱水中，給使用帶來麻煩。n值越小，水玻璃的粘性和強度越低，越易溶于水。故土木工程中常用模數(shù)n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（NaCO3），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。 

 

二、水玻璃的凝結固化 

 

水玻璃在空氣中的凝結固化與石灰的凝結固化非常相似，主要通過碳化和脫水結晶固結兩個過程來實現(xiàn)，反應式如下： 隨著碳化反應的進行，硅膠含量增加，接著自由水分蒸發(fā)和硅膠脫水成固體SiO2而凝結硬化，其特點是： 

 

1．速度慢。由于空氣中CO2濃度低，故碳化反應及整個凝結固化過程十分緩慢。 

 

2．體積收縮。 

 

3．強度低。 

為加速水玻璃的凝結固化速度和提高強度，水玻璃使用時一般要求加入固化劑氟硅酸鈉，分子式為 。其反應式如下： 

氟硅酸鈉的摻量一般為12%～15%。摻量少，凝結固化慢，且強度低；摻量太多，則凝結硬化過快，不便施工操作，而且硬化后的早期強度雖高，但后期強度明顯降低。因此，使用時應嚴格控制固化劑摻量，并根據(jù)氣溫、濕度、水玻璃的模數(shù)、密度在上述范圍內(nèi)適當調(diào)整。即：氣溫高、模數(shù)大、密度小時選下限，反之亦然。 

 

三、水玻璃的主要技術性質(zhì) 

 

（一）粘結力和強度較高 

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力。但水玻璃自身質(zhì)量、配合料性能及施工養(yǎng)護對強度有顯著影響。 

 

（二）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。 

 

（三）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。 

 

（四）耐堿性和耐水性差 

因 和 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行酸洗處理，提高耐水性。 

 

四、水玻璃的應用 

 

（一）涂刷材料表面，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。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)結晶膨脹，導致石膏制品開裂破壞。 

 

（二）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。 

 

（三）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。 

 

（四）配制耐酸膠凝、耐酸砂漿和耐酸混凝土 

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。 

 

（五）配制耐熱膠凝、耐熱砂漿和耐熱混凝土 

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構部位。 

 

（六）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、紡織等部門各種結構的防腐蝕工程，是紡酸建筑結構貯酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。