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什么是水玻璃?水玻璃的用途有哪些?

2021-10-23 08:17:46

水玻璃是什么? 水玻璃的用途有哪些?

 水玻璃,俗称'泡花碱',是由碱金属氧化物和二氧化硅组合而成的能容易水的一种金属硅酸盐物质。建筑工程中常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液。其化学式为:Na2O·nSiO2。

 定义

 又称可溶性玻璃。为易溶于水的硅酸钠,简单的化学式为Na2SiO3,实际组成较复杂,是各种硅酸钠的混合物,其化学式应为mNa2O·nSiO2。纯的Na2SiO3为无色正交晶体,熔点1088℃。它的五水合物Na2SiO3·5H2O为白色三斜晶体,熔点72。2℃,密度1。749克/厘米3;100℃时失水。

 水玻璃的水溶液又称泡花碱,呈强碱性,在溶液中存在以下一些平衡:

 纯的Na2SiO3可由纯石英砂与烧碱或纯碱共熔制得。

 生产:将石英砂或石英岩粉加入Na2CO2或Na2SO4,在玻璃熔炉内融化,在1300-1400度温度下得固态水玻璃。固态水玻璃在0。3-0。4MPa压力的蒸汽锅内,融于水,呈粘稠状的水玻璃溶液。生产水玻璃的反应式如下:nSiO2Na2CO3=Na2O·nSiO2CO2。式中,n为水玻璃模数,即二氧化硅与氧化钠的摩尔数比。

 其溶解的难易程度与水玻璃模数n的大小有关。N值越大,水玻璃的粘度越大,粘结能力越强,越难溶解,但较易分解、硬化。建筑工程中常用水玻璃的n值一般为2.5-2.8之间。

 水玻璃的工业制法是将石英砂、纯碱和煤粉混合后放在温度为1100~1350℃的反射炉内进行熔烧。反应完毕后,将产物冷却,即得玻璃状灰色或绿色块状物,用水蒸气处理得到粘稠液体,就是商品水玻璃。

 水玻璃能加固土壤。浸过水玻璃的三合土耐摩擦,浸过水玻璃的木材或织物不易着火。水玻璃和白垩或水泥调成的耐火泥可粘合瓷器、玻璃或砌壁炉。在水玻璃稀溶液中浸过的鸡蛋可在常温下长久保存不坏。泡花碱可做碱性发泡剂。

 液体水玻璃常含杂质而呈青灰色,绿色或微黄色,以无色透明的液体水玻璃为好。液体水玻璃可以与水按任意比例配合。使用时仍然可以加水稀释。

 性质:

 1、粘结强度较高:水玻璃有良好的粘结能力,硬化时析出的硅酸凝胶,有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用。

 2、耐热性好:水玻璃不燃烧,在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈,强度并不降低,甚至有所增加。用于配置水玻璃耐热混凝土,耐热砂浆,耐热胶泥等。

 3、耐酸性强:水玻璃能经受除氢氟酸、过热(300摄氏度以上)磷酸、高级脂肪酸或油酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸的作用,用于配置水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。

 4、耐碱性、耐水性较差:水玻璃加入氟硅酸钠后,仍不能完全硬化,仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于碱,且溶于水,所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为了提高耐水性,可以采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸性处理。

 水玻璃用途

 水玻璃的用途非常广泛,在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品,是硅化合物的基本原料。在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料,也是水质软化剂、助沉剂;在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱;在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等;在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等;在农业方面可制造硅素肥料;另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、地铁注浆、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等......。

 1、配置快凝防水剂

 以水玻璃为防水基料,加入两种、三种或者四种矾配置成两矾、三矾、或四矾快凝防水剂。这种防水剂凝结速度一般不超过一分钟。工程上利用它的速凝作用和粘附性,掺入水泥浆、砂浆或混凝土中,用于修补、堵漏、抢修、表面处理用。因为凝结迅速,不宜伴制水泥防水砂浆,用作屋面或地面的刚性防水层。

 2、配置耐热砂浆、耐热混凝土或耐酸砂浆、耐酸混凝土

 以水玻璃为胶凝材料,氟硅酸钠做促凝剂,耐热或耐酸粗细骨料按一定比例配置而成。水玻璃耐热混凝土的极限使用温度在1200摄氏度以下。水玻璃耐酸混凝土一般用于储酸槽、酸洗槽、耐酸地平及耐酸器材等。

 3、涂刷建筑材料表面,可以提高材料的抗渗和抗风化能力

 用水玻璃浸泡处理多孔材料时,可使其密度和强度提高。对粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等,均有良好效果。但不能用以涂刷或浸渍石膏制品,因为硅酸钠与硫酸钙会发生化学反应生产硫酸钠,在制品孔隙中结晶,体积显著膨胀,从而导致制品的破坏。

 4、加固地基,提高地基的承载力

 将液体水玻璃和氯化钙溶液轮流交替向地层注入,发生反应生成的硅酸凝胶,将土壤颗粒包裹并填实其孔隙。

 硅酸胶体为一种吸水膨胀的冻状凝胶,因吸收地下水而经常处于膨胀状态,阻止水分的渗透而使土壤固结。

 5、水玻璃还可以作为多种建筑涂料的原料

 将液体水玻璃与耐火填料等调成糊状的防火漆,涂于木材表面,可抵抗瞬间火焰,着火点降低。


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