水玻璃的固化机理及其耐水性的提高途径

水玻璃的固化机理及其耐水性的提高途径引言水玻璃是一种性能良好的胶凝剂，是多种聚硅酸盐的简单溶液，但是各个聚硅酸的聚合度和分子构造及其含量均无法测用量较少。水玻璃的固化特性SiO2和Na2O值，用m表示)、密度(水玻璃溶液中含有的Na2O?mSiO2百分质量，用C表示)和客盐浓度。以钠水玻璃为例，假设模数小于2、浓度＜40%时是(聚)硅酸钠的真溶液，浓度提高时则析出多种硅酸和胶体溶液并存体系，即不会生成“水玻璃”；假设模数≥4、浓度＞32%，则根本上已硅溶胶化，不再含有真溶液，也不宜称作水玻璃。假设体系内还含其他盐类(称作客盐)且浓度＞0.1mol/L0.1mol/L时，ξ电位被迫降到临界值时，也会转变成凝胶而趋向固化。反响可简要地归纳为反响式〔1〕。而NaOHNa+和n个SiO32-；同2n个Na2(n-x)个Na+离子被吸附在SiO32-四周。胶核所吸附的SiO32-和局部Na+这样使胶粒带负电。因此硅酸钠水玻璃溶液中胶粒构造可用式〔2〕表示。水玻璃不同途径的固化机理水玻璃的粘结强度是指水玻璃硬化后具有的强度。水玻璃〔如随后通过水玻璃的胶凝过程建立起粘结强度2硅酸胶分散合化学反响通过三个同时发生的过程产生：〔1〕单分子和双分子硅酸聚合形成低聚体；〔2〕〔3〕单个粒子的聚合形成长链。有以下几种：加热硬化水玻璃的加热硬化系物理脱水硬化过程，水玻璃脱水后为酸阴离子聚拢成膜，Na+存在较多的Si-OH时水分子重排并对相邻硅醇基之间的缩合起催化作用，而且Si-OH键之间相互脱水缔合，形成Si-O-Si性极好的三维构造的固化体系。Na+和H+处于三维构造膜的封闭状态中，遇水不溶；固化温度升至200℃以上，即可得到耐水性极好的固化体系。加热条件下的固化反响式如式〔3〕所示。微波硬化承受微波硬化水玻璃砂，具有强度高、硬化速度快、水玻同时大幅度提高了水玻璃的粘结效率，在满足使用强度的前提高的难题。气体硬化CO2璃在CO2个过程来实现。随着碳化反响的进展，硅胶含量增加，即在CO2CO2过程，自由水分蒸发和硅胶脱水成固体SiO2而分散硬化，产来源于水玻璃的脱水[5]。醇和酯的硬化有机酯在碱性水溶液中发生水解，生成有机酸或醇；其次阶段，形成的醋酸钠和乙二醇都有猛烈的吸取结晶水或溶剂化水的未反响水玻璃的脱水[5]。糖醇)、己六醇(山梨醇)和氢化麦芽糖等。添加多元醇也可以提30%左右。首先是这些多元醇吸附在硅酸胶粒外表上，阻碍后者增大。胶粒愈细，硅酸凝胶单位体积这种转变明显有利于水玻璃的粘结强度和其他性质[6]。有机高分子的硬化在水玻璃中参加少量的聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇70%酰胺基水解成羧酸基(高分子的立体阻碍效应)，所起改性作用的实际是丙烯酸与丙烯酰胺共聚物[7]。金属或金属氧化物硬化粉末金属或金属氧化物硬化剂的共同特点是颗粒细、比外表产生粘结力；此外还伴随化学反响的作用[8]。如硅铁粉和水玻NaOH，溶液显弱碱性。与此同时，由于锌分子与铁分子的存在，在弱碱性的环境下，发生了置换与缩聚反响，生成硅酸锌和硅酸铁。同钢铁的作用[9]。无机酸硬化SiO32-，硅Na2(H2SiO4)和的离子只有H2SiO42-和H3SiO4-，二者在溶液中随着硫酸的参加，逐步与H+结合，如反响式〔4〕~〔6〕所示。在碱性溶液和近中性溶液中，原硅酸和负一价的原硅酸离子间进展氧联反应，生成硅酸二聚体，如反响式〔7〕所示。H3SiO4-作用生成三聚体、四聚体等多点。图36，此时硅酸分子和正一价硅凝胶过程中，粒子进一步长大，当溶胶中SiO2粒子的含量超过肯定Si-O-Si的刚性[10]。硬化剂硬化水玻璃与固化剂发生胶凝固化作用才能与松散的沙粒结成固结层，从而到达固沙的目的。硬化剂有：氯化铵、结晶氯化铝、聚合氯化铝和氯化镁等。氯化铵硬化剂粘度小，对涂层渗透速度快，化学硬化反响气体。强度高，硬化反响不产生有害气体。体系强度高，硬化反响不产生有害气体。铝硬化剂。提高水玻璃耐水性的途径即基体中的Na+与OH-吸取水分并且侵蚀基体，导致硅氧键断裂吸取水分的Na+与OHOH-和Na+Na+的亲水性要比OH-强的多，所Na+的存在及其数量的多寡。通过这一Na+，但水玻璃凝胶中无法避开Na+的存在，因此解决水玻璃凝胶抗吸湿性的方法主要有以下两种。取代亲水的Na+Na+和OH