文档介绍：1、水玻璃的化学成分水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料,又称泡花碱。水玻璃可根据碱金属的种类分为钠水玻璃和钾水玻璃,其分子式分别为 和 . 式中的系数 n称为水玻璃模数, 是水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比(或摩尔比) 。水玻璃模数是水玻璃的重要参数,一般在 - 之间。水玻璃模数越大,固体水玻璃越难溶于水, n为 1时常温水即能溶解, n加大时需热水才能溶解, n大于 3时需 4个大气压以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模数越大,氧化硅含量越多,水玻璃粘度增大,易于分解硬化,粘结力增大。水玻璃的生产有干法和湿法两种方法。干法用石英岩和纯碱为原料,磨细拌匀后,在熔炉内于 1300-1400 ℃温度下熔化,按下式反应生成固体水玻璃,溶解于水而制得液体水玻璃湿法生产以石英岩粉和烧碱为原料,在高压蒸锅内, 2—3 大气压下进行压蒸反应,直接生成液体水玻璃。水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶具有很强的粘附性,因而水玻璃有良好的粘结能力。硅酸凝胶能堵塞材料毛细孔并在表面形成连续封闭膜,因而具有很好的抗渗 性和抗风化能力。硅酸凝胶具有高温干燥增加强皮的特性,因而水玻璃具有很好的防火热性。硅酸凝胶不与酸类物质反应,因而水玻璃具有很好的耐酸性。 ;加入颜料和填科,还有装饰作用。。水玻璃可与多种硫酸盐配制多矾防水剂,,具有速凝和抗渗作用。水玻璃中碱可激发矿渣的活性,用水玻璃矿渣配制的砂浆硬化不收缩,可用于修补砖墙裂结,也可配制成碱矿渣水泥又有较广应用的景。水玻璃加适量***硅酸钠及耐热粉料和骨料可配制成耐热砂浆或混凝土。水玻璃与***硅酸钠掺加耐酸粉科和骨料可配制耐酸砂浆和混凝土。水玻璃与***化钙溶液分别压入土壤中后相遇会发生反应牛成硅酸凝胶,包裹土壤颗粒,填充空隙、吸水膨胀,可以防止水分透过,加固土壤。树脂固化砂的应用实践表明,呋喃的价格较高,环境污染较大,在未来 21世纪人们对于自身生存条件和环境的要求日趋严格的条件下,由于车间劳动保护和生产环境卫生方面的投资很大,从而使树脂砂的应用受到一定限制,许多国家又对水玻璃固化砂极为重视。最近十多年来,人们对于水玻璃的基本组成和“老化”现象实质的认识深化和新型硬化工艺的开发等两方面均取得了突破性进展,在型芯砂保持足够的工艺强度的条件下,水玻璃加入量(质量分数)可降至 %. ~ %. ,从而使水玻璃砂长期存在的溃散性差、旧砂不能回用的问题得到了较好的解决。水玻璃砂的硬化方法可分为: CO 2气硬法和自硬法两种,热硬法已很少采用。 2气硬法此法是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺,由于操作方便、使用灵活、无毒无味、在国内外大多数的铸钢件生产中,得到了广泛的应用。(1)硬化原理和特点水玻璃的出现已有三百多年历史,由于它的成分十分复杂、多变,它的基本组成一直没有搞清楚,对水玻璃的研究主要停留在宏观的层次上。近年来,多种先进测试手段的开发,可深入到分子范畴进行分析和研究,并发现,新制备的水玻璃是一种真溶液;但是在存放过程中,水玻璃中硅酸要进行缩聚,将从真溶液逐步缩聚成大分子的硅酸溶液,最后成为硅酸胶粒。因此,水玻璃实际上是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物,易受其模数、浓度、温度、电解质含量和存放时间长短的影响。水玻璃砂吹人 CO 2气体硬化时,水玻璃的表层因吸收 COz 而其模数升高和脱水,在酸化和脱水两重作用下,迅速硬化而形成初强度。已固化的表层水玻璃阻碍了 CO 2往深层渗透,内层水玻璃只能靠脱水而继续增加强度。此法缺点是: 型芯砂强度低,含水量大,易吸潮,溃散性差,目前大多用于中、小型铸钢件生产。(2)水玻璃的改性水玻璃在存放过程中分子产生缩聚,形成胶粒,可使其粘结强度下降 20% ~30%. ,这一现象称为水玻璃老化。为了消除老化,必须对水玻璃进行改性,目前改性的方法有物理改性和化学改性两种。物理改性是用磁场、超声波、高频或加热等办法,往水玻璃中供给能量,使已聚合的胶粒解聚, 聚硅酸分子重新均匀化。这种改性对高模数水玻璃有效,但是存在重新老化的问题。化学改性是往水玻璃中加人少量化合物,这些化合物均含有羧基、酰***基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团,通过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒表面,改变其表面位能和溶剂化能力,提高聚硅酸稳定性,从而阻止老化进行。例如往水玻璃中加人聚丙烯酰***、改性淀粉、聚磷酸盐等,均取得了较好的效果。(3)发展前景采用水玻璃改性来提高其粘结能力,往往增加了生产成本和工艺复杂化。近年来,日本又开发了 VRH 法,此法是先把砂粒间空隙中的