液体硅酸钠(水玻璃)是一种无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体
一、水玻璃的组成
水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类,俗称泡花碱。钠水玻璃为硅酸钠水溶液,分子式为Na2O.nSiO2和K2O.nSiOz。钾水玻璃为硅酸钾水溶液,分子式为K2O.nSiOz 。土木工程中主要使用钠水玻璃。当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体,溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。
钠水玻璃分子式中的n称为水玻璃的模数,代表Na2O和SiO2的分子数比,是非常重要的参数。n值越大,水玻璃的粘性和强度越高,但水中的溶解能力下降。当n大于3.0时,只能溶于热水中,给使用带来麻烦。n值越小,水玻璃的粘性和强度越低,越易溶于水。故土木工程中常用模数n为2.6~2.8,既易溶于水又有较高的强度。
我国生产的水玻璃模数一般在2.4~3.3之间。水玻璃在水溶液中的含量(或称浓度)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为1.36~1.50g/cm3,相当于波美度38.4~50 。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)加上纯碱(NaCO3),在1300~1400℃的高温下煅烧生成固体 ,再在高温或高温高压水中溶解,制得溶液状水玻璃产品。
二、水玻璃的凝结固化
水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化非常相似,主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现,反应式如下: 随着碳化反应的进行,硅胶( )含量增加,接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体SiO2而凝结硬化,其特点是:
1.速度慢。由于空气中CO2浓度低,故碳化反应及整个凝结固化过程十分缓慢。
2.体积收缩。
3.强度低。
为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度,水玻璃使用时一般要求加入固化剂氟硅酸钠,分子式为 。其反应式如下:
氟硅酸钠的掺量一般为12%~15%。掺量少,凝结固化慢,且强度低;掺量太多,则凝结硬化过快,不便施工操作,而且硬化后的早期强度虽高,但后期强度明显降低。因此,使用时应严格控制固化剂掺量,并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。即:气温高、模数大、密度小时选下限,反之亦然。
三、水玻璃的主要技术性质
(一)粘结力和强度较高
水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶