第五章气硬性无机胶凝材料.ppt

一、水玻璃的生产 1、定义： 水玻璃俗称“泡花碱”，是由碱金属氧化物和 二氧化硅组合而成的能容易水的一种金属硅酸 盐物质。 建筑工程中常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液。 其化学式为： Na2O·nSiO2 2、生产 将石英砂或石英岩粉加入Na2CO2或Na2SO4， 在玻璃熔炉内融化，在1300-1400度温度下得固态 水玻璃。 固态水玻璃在0.3-0.4 MPa压力的蒸汽锅内，融 于水，呈粘稠状的水玻璃溶液。 　　生产水玻璃的反应式如下： nSiO2+ Na2CO3=Na2O·nSiO2+CO2 式中： 　　n为水玻璃模数，即二氧化硅与氧化钠的摩尔 数比。 其溶解的难易程度与水玻璃模数n的大小有关。 N值越大，水玻璃的粘度越大，粘结能力越强， 越难溶解，但较易分解、硬化。 建筑工程中常用水玻璃的 n 值一般为 2.5-2.8 之间。 　液体水玻璃常含杂质而呈青灰色，绿色或 微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。液体 水玻璃可以与水按任意比例配合。使用时仍然可 以加水稀释。 二、水玻璃的硬化 水玻璃在空气中与二氧化碳作用，析出二 氧化硅凝胶，凝胶因干燥而逐渐硬化，其反应 式为： Na2?nSiO2+CO2+mH2O→nSiO2?mH2O+Na2CO3 上述硬化过程很漫，为速硬化，可掺入适当的 固化剂，如氟硅酸钠(Na2SiF6)或者氯化钙(CaCl2), 其反应式如下： Na2?nSiO2+Na2SiF6+mH2O→ (2n+1)SiO2?mH2O+6NaF 氟硅酸钠的适量掺量，为水玻璃重量的 2-15%。加入氟硅酸钠后，水玻璃的初凝时间 可以缩短到30-60分钟，终凝时间可以缩短到 240-360分钟，7天基本上达到最高强度。 三、水玻璃的性质 1、粘结强度较高 水玻璃有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸 凝胶，有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用。 2、耐热性好 水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥得更加 强烈，强度并不降低，甚至有所增加。用于配置 水玻璃耐热混凝土，耐热砂浆，耐热胶泥等。 3、耐酸性强 水玻璃能经受除氢氟酸、过热(300 摄氏度 以上)磷酸、高级 脂肪酸或油酸以外的几乎所 有的无机酸和有机酸的作用, 用 于配置水玻璃 耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。 4、耐碱性、耐水性较差 水玻璃加入氟硅酸钠后，仍不能完全硬化， 仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于碱， 且溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐 水。为 了提高耐水性，可以采用中等浓度的 酸对已硬化的水玻璃进行酸性处理。 四、水玻璃的应用 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。 硅酸胶体为一种吸水膨胀的冻状凝胶，因吸 收地下水而经常处于膨胀状态，阻止水分的渗 透而使土壤固结。 5、水玻璃还可以作为多种建筑涂料的原料。 将液体水玻璃与耐火填料等调成糊状的防火 漆，涂于木材表面，可抵抗瞬间火焰，着火点 降低。 * * 第五章 气硬性无机胶凝材料 胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，由液态或半固态变成坚硬的固态状态，并能将散粒材料（如砂、石子等）或块状材料（如砖、石块等）粘结成为整体的材料