水玻璃是什么材料_主要成分_铸造工艺_使用方法知识

摘要:水玻璃一般指硅酸钠俗称泡花碱,是一种水溶性硅酸盐,其水溶液俗称水玻璃,是一种矿黏合剂。其化学式为R2O·nSiO2,式中R2O为碱金属氧化物,n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值,称为水玻璃的摩数,建筑上常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液。下面,来看详细介绍!

什么是水玻璃

定义

水玻璃化学名为:硅酸钠,硅酸钠的水溶液通常也称为水玻璃。水玻璃在北方称为泡花碱,南方称为水玻璃,其分子式为Na2O·nSiO2,它是一种可溶性的无机硅酸盐,具有非常广泛的用途。通常情况下,水玻璃固体是无色、略带颜色的半透明或透明块状玻璃体。

主要成分

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Na2O.nSiO2和K2O.nSiOz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1.5-3.5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。

水玻璃的用途

1、提高抗风化能力

水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后,能渗入缝隙和孔隙中,固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道,提高材料的密度和强度,从而提高材料的抗风化能力。以密度为1.35的水玻璃浸渍或涂刷黏土砖、水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石材等多孔材料,可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠,在制品孔隙内结晶膨胀,导致石膏制品开裂破坏。

2、加固土壤

将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中,两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶,起到胶结和填充孔隙的作用,使土壤的强度和承载能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固,称为双液注浆。

3、配制速凝防水剂

水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂,用于堵漏、填缝等局部抢修。多矾防水剂常用胆矾(硫酸铜)、红矾(重铬酸钾)、明矾(也称白矾,硫酸铝钾)、紫矾等四种矾。这种多矾防水剂的凝结速度很快,一般为几分钟,故工地上使用时必须做到即配即用。

4、配制耐酸胶凝

耐酸胶凝是用水玻璃和耐酸粉料(常用石英粉)配制而成。与耐酸砂浆和混凝土一样,主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。

5、配制耐热砂浆

水玻璃胶凝主要用于耐火材料的砌筑和修补。水玻璃耐热砂浆和混凝土主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。

6、防腐工程应用

改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蚀重要材料,主要特性是耐酸、耐温、密实抗渗、价格低廉、使用方便。可拌和成耐酸胶泥、耐酸沙浆和耐酸混凝土,适用于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程,是纺酸建筑结构贮酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。

7、黏结剂

酯硬化新型水玻璃自1999年问世,水玻璃加入量1.8-3.0%,强度高、溃散性好、旧砂可再生回用,回用率80-90%,可使用时间可调,可用于机械化造型生产线,也可用于单件小批量生产。可生产几公斤至几百吨的各种铸件,现已在铁路车辆、冶金机械、重型机械、矿山机械、通用机械厂几十家企业推广应用。新型水玻璃被称为符合可持续发展的绿色环保型铸造黏结剂。

8、修补砖墙裂缝

将水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂及氟硅酸钠按适当比例拌合后,直接压入砖墙裂缝,可起到粘结和补强作用。

水玻璃和玻璃胶是一回事吗

区别还是很大的。

1、从用途上来说

(1)密封胶适用于材料的粘结密封,具有一定的抗老化性能。

(2)玻璃胶用于室内材料的粘接,抗老化性能差。

2、从定义上来说

(1)密封胶:用来填充构形间隙、以起到密封作用的胶粘剂,主要引随密封面形状而变形、不易流淌、有一定粘结性的密封材料,分为弹性密封胶、液体密封垫料和密封腻子三大类。密封胶具有防泄漏、防水、防振动及隔音、隔热等作用,广泛用于建筑、交通运输、电子仪器仪表及零部件的密封。密封胶通常以沥青物、天然树脂或合成树脂、天然橡胶或合成橡胶等干性或非干性的粘稠物为基料,配合滑石粉、白土、炭黑、钛白粉和石棉等惰性填料,再加入增塑剂、溶剂、固化剂、促进剂等制成。

(2)玻璃胶:是一种家庭常用的黏合剂,主要成分为硅酸钠(Na2O·mSiO2),易溶于水,有粘性,南方也称水玻璃,北方也称泡花碱。是将各种玻璃与其它基材进行粘接和密封的材料。

水玻璃和普通玻璃的区别

直观上,水玻璃呈液态,玻璃冷却后呈固态;玻璃是以二氧化硅为主要成分,水玻璃则是用石英砂及碳酸钠等高温后得到的固体用水浸取产生的液体,以硅酸钠为主要成分。

水玻璃的铸造工艺

1、干法

(1)碳酸钠法:根据所需产品的模数要求,将纯碱(Na2CO3)和粒径0.180~0.250 mm(60~80目)的石英砂(SiO2)按比例混合均匀送入马蹄焰窑炉,在1450~1500℃下熔融,高温熔融产物从窑炉出料口流出,通过模子上面的辊子压制成块或者水淬成颗粒。

(2)元明粉(又称硫酸钠、无水芒硝)法:原料包括硫酸钠(无水芒硝)、碳粉、石英砂,生产过程和碳酸钠法相同,不同的是炉内采用负压操作,在窑后抽风。

(3)氯化钠法:以氯化钠(NaCl)和石英砂为原料,将石英砂和氯化钠混合均匀并熔融,通入蒸汽,反应得到硅酸钠和盐酸。此法反应速度较慢,一般工厂均不采用。

2、湿法

将液体氢氧化钠和石英砂按适当比例混合加入压热釜内,用蒸汽加热并进行搅拌,使之直接反应而成液体硅酸钠,经过滤、浓缩制得成品水玻璃。湿法只能生产模数小于2.5的产品,难以生产高模数的产品,而且反应速度慢,从而限制了此法的应用。我国采用湿法生产液态硅酸钠仅占全国总产量的5%。

如何选购水玻璃

1、考虑浓度

水玻璃的浓度一般是用波美度来表示的,波美度的数字越高浓度越高。目前在国内常用的波美度是35-50Be。一般来讲,浓度高粘稠性好。

2、考虑模数

所谓模数,即水玻璃两种二氧化硅和氧化钠的一个比例关系。同样的浓度下,模数越大,黏性越好。比如:同样40波美度,模数2.5的水玻璃黏性就比模数3.3的水玻璃要差些。

3、考虑透明度

水玻璃一般有透明和不透明两种。透明水玻璃造价较高,杂质也更少。是否需要用到透明的水玻璃,就需要看用途了。如涂料,观赏性工艺品制造,透明洗涤产品等多采用透明水玻璃。而建筑,地铁,陶瓷等对水玻璃外观没有要求的行业,就无所谓浪费了。

4、考虑用途

对于水玻璃,国标定出了几个型号,基本都有对应的用途。液体中液2(即我厂对应的ZF-40A.ZF-40B)一般对应的用途是建筑(地铁,隧道,桥梁和一般工程)施工,洗涤,造纸,纺织,铸造等。而冶金(包括其他矿产类冶炼),炼钢,陶瓷则多数使用液4,即我厂对应的ZF-50A.ZF-50B。

水玻璃价格

水玻璃学名叫工业用硅酸钠,用于涂料和水泥速凝,防渗漏注浆使用效果良好,水玻璃的规格型号比较多, 一般主要是根据浓度和模数计价的,普通的要500-900元一吨,好一点的要1000元以上一吨,运费一般另外算。

水玻璃使用方法

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。

5、配置水玻璃堵漏配方

硫酸铜、重铬酸钾、硫酸亚铁、硫酸铝钾以及明矾各一份、水玻璃四百份以及水六十份。先把水加热到100度,把前5种配方按比例称好倒入,一直加热搅拌到都溶化,放置冷却到55度左右,所有都倒进水玻璃溶液中,一边倒一边搅直到颜色相同,30分钟内就成防水剂。

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