qq名字网水玻璃的用途
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水玻璃，在建筑工程中使用较少。但是在岩土工程中，水玻璃用途广泛。例如基坑或隧道的防水、四级围岩的超前支护等方面。
水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属和二氧化硅所组成，是硅酸盐(包括硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂等)在水中溶液(离子和分子分散)和胶体溶液(胶粒分散)并存的材料体系。最常用的是硅酸钠水玻璃Na2O·nSiO2，还有硅酸钾水玻璃K2O·nSiO2等。若没有特别指明，水玻璃单指钠水玻璃。水玻璃作为胶凝材料具有黏结力强，强度较高，耐酸性、耐热性好等优点。
水玻璃的主要参数
水玻璃的主要技术参数有模数、密度和客盐浓度等。水玻璃的常用经验式为M2O·nSiO2·mH2O，其中M2O为碱金属氧化物(Na2O、K2O、Li2O、Rb2O等)，n为SiO2和Na2O的物量的量之比，称为模数，其计算方法为：
国际上习惯直接用SiO2与Na2O的百分质量比值来表示，称作硅碱比，其计算方法为：
因为SiO2的分子量为60，Na2O的分子量为62，所以
习惯上水玻璃还使用“固含量”来表示除去水分外所含有的固体总量。因为商品水玻璃中往往含有1%~2%的可溶性盐和小于1%的水不溶物，所以固含量计算时应当包括Na2O·nSiO2、可溶性盐和水不溶物的质量。水玻璃中的客盐(NaCl、Na2SO4、Na2CO3等)对水玻璃的密度、黏度、表面张力、老化速度、硬化速度以及黏结强度都有显著的不良影响，所以客盐浓度是水玻璃的重要参数。
水玻璃的种类及制备方法
水玻璃主要包括钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、铷水玻璃和季铵水玻璃。
钠水玻璃
钠水玻璃是生产中最常用的水玻璃，它来源丰富、价格便宜。
钠水玻璃的结构形态还不太清楚。一般认为，不同模数n和含水量m的水玻璃具有不同的化学结构形态。钠水玻璃的模数小于1时没有使用价值，大于4时很难溶于水，通常使用的钠水玻璃的模数一般在1.5~3.5之间。钠水玻璃具有良好的黏结能力，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；水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，形成二氧化硅空间网状骨架，其强度并不降低，甚至有所提高，因此具有良好的耐热性能；钠水玻璃具有强耐酸性能，由于硬化后的水玻璃的主要成分为SiO2，故能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用，但其耐碱性和耐水性较差。
固态硅酸钠
生产水玻璃的方法有湿法和干法两种。湿法生产硅酸钠水玻璃时，将石英砂和苛性钠（NaOH）溶液在蒸压锅（2~3个大气压）内用蒸汽加热，并加搅拌，使直接反应而成液体水玻璃。
nSiO2+2NaOH→Na2O·nSiO2+H2O
干法（碳酸盐法）是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于1300~1400℃温度下熔化，按下式反应生成固体水玻璃，然后在水中加热溶解而成液体水玻璃:
Na2CO3+nSiO2→Na2O·nSiO2+CO2↑
硅酸钠水玻璃生产线（干法）
水玻璃的模数n一般在1.5~3.5之间。固体水玻璃在水中溶解的难易随模数而定。
n为1时能溶解于常温的水中；
n加大，则只能在热水中溶解；
当n大于3时，要在4个大气压以上的蒸汽中才能溶解。
低模数水玻璃的晶体组分较多，粘结能力较差，模数提高时，胶体组分相对增多，粘结能力随之增大。除了液体水玻璃外，尚有不同形状的固体水玻璃。
液态硅酸钠水玻璃（透明液体）液体水玻璃因所含杂质不同，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混合成不同浓度(或比重)的溶液。同一模数的液体水玻璃，其浓度愈稠，则比重愈大，粘结力愈强。在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其黏度的情况下可提高粘结力25%左右。
钾水玻璃
钾水玻璃和钠水玻璃的性质很相似。钾水玻璃的抗老化性能比较好，具有较强的吸湿性，容易吸收空气中的水分而潮解。钾水玻璃的制备与钠水玻璃基本相同，也分干法和湿法两种工艺。干法工艺是将碳酸钾与石英砂(或硅砂)共熔来制备，再与一定量的水一起加热溶解成液态钾水玻璃。
湿法生产钾水玻璃与湿法制备钠水玻璃的工艺过程相同，只是将NaOH替换为KOH。
锂水玻璃
锂水玻璃为无色、无味、透明或半透明的微浑浊液体，呈弱碱性，pH值在11左右。
锂水玻璃与钠水玻璃不同，可以制得n=4~15的浓锂水玻璃溶液，锂水玻璃可以用水无限稀释，通常呈多分子团状分散的胶体溶液。如果浓缩至很高浓度时，可发生聚合，进一步蒸发失水成固体硅酸锂。硅酸锂不溶于水及有机溶剂，但与其他碱性水溶液互溶，遇酸则发生反应，生成二氧化硅凝胶。由于硅酸锂只能在生成的同时制成分散状态，一旦失水析出沉淀，便不能重新分散或溶解，因此锂水玻璃具有非常良好的抗吸湿性。由于固体硅酸锂不能溶于水，因此不能用碳酸锂与石英粉共热的固相法来制取，晶态的石英粉也不容易溶解于LiOH溶液中，因此也不能用一般的液相法制取锂水玻璃。锂水玻璃的制备方法有硅溶胶法、硅胶法和离子交换法。硅溶胶法是将硅酸钠通过离子交换树脂交换反应后，得到多聚硅酸(硅溶胶)然后再与LiOH进行中和反应制得硅酸锂。硅胶法是将硅酸钠和硫酸反应后，生成水合硅酸与硫酸钠，再将水合硅酸和LiOH进行中和反应，生成硅酸锂和水。离子交换法是将碳酸锂、硫酸锂等锂盐溶液，通过阳离子交换树脂反应，生成锂型树脂，再与硅酸钠溶液进行交换反应，可制得锂水玻璃。
水玻璃的技术性质
水玻璃溶液的密度随体积浓度的增加而增大。作为溶质的氧化硅对其密度的影响通常比氧化钠对密度的影响程度小。水玻璃的黏度很大，而且随着模数、浓度与客盐含量的不同而变化，同时温度对黏度的影响也很显著。存放时间对水玻璃技术性质的影响十分显著，黏度和抗拉强度因老化而显著下降，表面张力则显著增加。
水玻璃的密度和体积浓度的关系
当模数一定时，水玻璃的黏度随其浓度的增高而增大，随温度的升高而降低；浓度越高，粘度越大，高模数水玻璃比低模数水玻璃的黏度的黏度上升快的多，但每个模数都有一个浓度临界值。
水玻璃存放时间对其技术性质的影响超过临界值后，黏度呈直线升高。可溶性盐类的存在对黏度有较大影响，尤其对模数和浓度较高的水玻璃，随着含盐量的增高，黏度迅速增大。
水玻璃的体积浓度
水玻璃的硬化
液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸，并逐渐干燥而硬化。Na2O·nSiO2+CO2+mH2O→Na2CO3+nSiO2·mH2O这个过程进行很慢，为了加速硬化，可将水玻璃加热或加入硅氟酸钠Na2SiF6作为促硬剂。水玻璃中加入硅氟酸钠后发生下面反应，促使硅酸凝胶加速析出：2(Na2O·nSiO2)+Na2SiF6+mH2O→6NaF+(2n+1)SiO2·mH2O硅氟酸钠的适宜用量为水玻璃质量的12%~15%，如果用量太少，不但硬化速度缓慢，强度降低，而且未经反应的水玻璃易溶于水，因而耐水性差。但如用量过多，又会引起凝结过速，使施工困难，而且渗透性大，强度也低。
水玻璃的性质与应用
水玻璃的性质
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。
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。
水玻璃具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。
水玻璃的应用
1、涂刷建筑材料表面以提高抗风化能力。用浸渍法处理多孔材料时，可使其密实度和强度提高。常用水将液体水玻璃稀释至比重为1.35左右的溶液，多次涂刷或浸渍，对黏土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土和石灰石等，均有良好的效果。但是，水玻璃不能用以涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠与硫酸钙会起化学反应生成硫酸钠，在制品孔隙中结晶，体积显著膨胀，从而导致制品的破坏。调制液体水玻璃时，可加入耐碱颜料和填料，兼有饰面效果。用液体水玻璃涂刷或浸渍含有石灰的材料如水泥混凝土和硅酸盐制品等时，水玻璃与石灰之间起如下反应：Na2O·nSiO2+Ca(OH)2→Na2O·(n-1)SiO2+CaO·SiO2+H2O生成的硅酸钙胶体填充水泥制品的孔隙，使制品的密实度有所提高。2、配制快凝堵漏防水剂。以水玻璃为基料，加入两种、三种或四种矾配制而成，称为两矾、三矾或四矾防水剂。四矾防水剂是以蓝矾(硫酸铜)、明矾(钾铝矾)、红矾(重铬酸钾)和紫矾(铬矾)各1份，溶于60份100℃的水中，降温至50℃，投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成。这种防水剂凝结迅速，一般不超过1分钟，适用于与水泥浆调和，堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。3、用于土壤加固（岩土工程）将模数为2.5~3的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管轮流向地层压入，两种溶液发生化学反应，析出硅酸胶体，将土壤颗粒包裹并填实其空隙。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，阻止水分的渗透和使土壤固结。水玻璃与氯化钙的反应式为Na2O·nSiO2+CaCl2+xH2O→2NaCl+nSiO2·(x-1)H2O+Ca(OH)2由这种方法加固的砂土，抗压强度可达3~6MPa。水玻璃还可用于配制耐酸砂浆和混凝土及耐热砂浆和混凝土。水玻璃也可用作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。
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