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水玻璃老化的因素及消除老化的方法

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水玻璃老化的因素及消除老化的方法

发布日期:2019-08-06 作者: 点击:

水玻璃,是由不同比例的碱金属和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐,俗称“泡花碱”。建筑工程中最常用的水玻璃是硅酸钠水玻璃(简称钠水玻璃)和硅酸钾水玻璃(简称钾水玻璃)。最常用的钠水玻璃的生产方法有湿法和干法两种。液体水玻璃因所含杂质不同,而呈青灰色、绿色或微黄色,无色透明的液体水玻璃最好。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,其浓度越稠,则密度越大,粘结力越强。水玻璃应用于涂刷材料表面,配制防水剂,用于土壤加固,配制耐酸、耐热混凝土和砂浆。

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水玻璃老化的因素:

水玻璃在存放过程中分子产生缩聚,形成凝胶,其粘结强度跟着贮存时间的延长而逐渐降低,这一现象称为水玻璃“老化”。例如,用磁场处理后,水玻璃砂的强度进步了20~30%,减少水玻璃加入量30~40%,节约CO2,改善溃散性,有较好的经济效益。 

例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等,可取得较好的效果。尤其是M>2.6的水玻璃,硅酸分子浓度大,经由物理改性解聚后又会较快地缩聚,最好是处理后立刻使用。水玻璃在存放中缩聚、解聚反应的结果,使粘结强度下降了,即产生“老化”现象。 

往普通水玻璃甚至改性水玻璃中掺入有机物可以起到多种作用,如:改变水玻璃的粘流性质;改善水玻璃混和料的造型机能;进步粘结强度,使水玻璃的绝对加入量减少;进步硅酸凝胶的可塑性;降低残留强度,使水玻璃砂更合用于铸铁和有色合金。 

如何消除水玻璃老化:

1、物理改性

水玻璃老化是缓慢开释能量的自发过程,用物理改性处理“老化”的水玻璃就是用磁场、超声波、高频或加热等办法,向水玻璃体系提供能量,促使高聚合的聚硅酸胶粒重新解聚,促使聚硅酸的分子量重新平均化,从而消除了老化现象,这就是物理改性的机理。 

水玻璃存放时间对酯硬化水玻璃自硬砂初期强度影响不大,但对后期强度影响显著,据测定,对于高模数水玻璃下降60%左右,对于低模数水玻璃下降15~20%。存放时间越长,模数越高,浓度越大,则“老化”越严峻。 

物理改性的缺点是不持久,处理后再贮放,粘结强度又会下降,故合用于锻造厂处理后尽快使用。 

“老化”现象可由下述两组试验数据来说明:高模数水玻璃(M=2.89,ρ=1.44g/cm3)贮放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉强度相应下降9.9%、14%、23.5%、36.8%和40%;低模数水玻璃(M=2.44,ρ=1.41g/cm3)贮放7、30、60和90天后,干拉强度分别下降4.5%、5%、7.3%和11%。 

2、化学改性

化学改性是往水玻璃中加入少量化合物,这些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团,通过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒表面,改变其表面位能和溶剂化能力,进步聚硅酸不乱性,从而阻止“老化”进行。 

水玻璃在存放过程中聚硅酸的缩聚反应和解聚反应同时进行着,分子量发生了歧化,终极天生单正硅酸和胶粒并存的多重分散体系,也就是在水玻璃的老化过程中,聚硅酸的聚合度发生了歧化,单正硅酸和高聚硅酸的含量均随存放时间的延长而增多。残留强度也随存放时间的延长而降低。 

影响水玻璃“老化”的因素主要有:存放时间、水玻璃的模数和浓度。

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