水玻璃
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別名:泡花堿,鈉水玻璃,鉀水玻璃
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一、基本信息
中文名稱：硅酸鈉
英文名：Sodium silicate
別稱：泡花堿,水玻璃
化學(xué)式：Na2SiO3·9H2O
分子量:122.063236
CAS登錄號:1344-09-8;106985-35-7
EINECS登錄號:215-687-4
二、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(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(dāng)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(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（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。
三、水玻璃的主要技術(shù)性質(zhì)
（一）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(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、水玻璃的凝結(jié)固化
水玻璃在空氣中的凝結(jié)固化與石灰的凝結(jié)固化非常相似，主要通過碳化和脫水結(jié)晶固結(jié)兩個過程來實現(xiàn)，反應(yīng)式如下： 隨著碳化反應(yīng)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(jié)硬化，其特點是：
1．速度慢。由于空氣中CO2濃度低，故碳化反應(yīng)及整個凝結(jié)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(jié)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(yīng)式如下：
氟硅酸鈉的摻量一般為12%～15%。摻量少，凝結(jié)固化慢，且強度低；摻量太多，則凝結(jié)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(yīng)嚴(yán)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(dāng)調(diào)整。即：氣溫高、模數(shù)大、密度小時選下限，反之亦然。
五、水玻璃的應(yīng)用
（一）涂刷材料表面，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。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。
（二）加固土壤
將水玻璃與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)
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