耐酸耐热水玻璃又名泡花碱,主要成分为硅酸钠( Na2O · nSiO2)或硅酸钾( K2O · nSiO2)。通常为无色或淡黄色的、透明或半透明的粘稠液体。工程上主要用硅酸钠水玻璃。
耐酸耐热水玻璃的生产有干法和湿法两种:
干法是以石英砂( SiO2)、纯碱(Na2CO3)磨细后均匀混合,高温煅烧至 1300 ~ 1400 ℃ ,使其在熔融状态下发生反应,冷却后得到固体水玻璃,再在 4 个大气压( 0.4MPa )的沸水中溶解成液态水玻璃。其化学反应为:
Na2CO3 + nSiO2 → Na2O · nSiO2+ CO2 + ↑
湿法是将石英砂与氢氧化钠溶液放入蒸压锅中通入 2 ~ 3 个大气压的高压蒸汽,在搅拌中直接生成液态水玻璃。其反应为:
2NaOH + nSiO2 → Na2O · nSiO2 + H2O
水玻璃 Na2O · nSiO2 中的 n 为所含氧化硅(SiO2 )与氧化钠( Na2O)的摩尔比,称为水玻璃模数。工程上用水玻璃的 n 值一般为 2 . 5 ~ 3 .0 。 n 值越大,说明 SiO 2 的含量越多,水玻璃的粘度越大,粘结力越强,但对水的溶解度降低。同一模数的水玻璃,稠者密度大、粘结力强。但 n 值过大或水玻璃过稠均不便于施工。当水玻璃过稀或过稠时,可采用加热浓缩或加水稀释的方法来调整,使之粘度适宜。如果加入一些尿素,可不改变稠度,而提高粘结力。
水玻璃的主要性能
水玻璃在凝结硬化后,具有以下特性:
( 一 ) 黏结力强、强度较高
水玻璃在硬化后,其主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅,因而具有较高的黏结力和强度。用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达 15 ~ 40 MPa 。
( 二 ) 耐酸性好
由于水玻璃硬化后的主要成分为二氧化硅,其可以抵抗氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的无机酸和**酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。
( 三 ) 耐热性好
硬化后形成的二氧化硅网状骨架,在高温下强度下降不大。用于配制水玻璃耐热混凝土、耐热砂浆、耐热胶泥等。
( 四 ) 耐碱性和耐水性差
水玻璃在加入氟硅酸钠后仍不能完全硬化,仍然有一定量的水玻璃 Na2O · nSiO2 。由于 SiO2和
Na2O · nSiO2 均可溶于碱,且 Na2O · nSiO2 可溶于水,所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为提高耐水性,常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸洗处理。
作防酸、防风化的涂料:水玻璃硬化后致密,隔绝性强。将它涂刷在砖、石、砂浆、混凝土等材料的表面,能提高材料表面的密实性、耐酸性、耐水性和抗风化能力。常用的 106 内墙涂料,就是用聚乙烯醇与水玻璃配制的。但水玻璃不适用于石膏表面,因硅酸钠与硫酸钙起复分解反应,生成硫酸钠晶体,会使材料胀裂破坏。
水玻璃在工程中常用于:
1 、配制耐酸砂浆和耐酸混凝土:用水玻璃作胶凝材料,与耐酸骨料配制的耐酸砂浆和耐酸混凝土,能经受大多数无机酸和**酸(氢氟酸除外)的腐蚀作用。
耐酸耐热水玻璃是一种气硬性胶凝材料。在耐酸工程和耐热工程中常用来配制水玻璃胶泥、水玻璃砂浆及水玻璃混凝土;也可单独使用水玻璃或以水玻璃为主要原料配制涂料。