水玻璃复合材料的研究

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1、水玻璃复合材料的研究摘要：水玻璃复合材料是一种利废、节能、低污染的高绿色度材料，在国家提出的“节能减排”的新形势下，研究和应用水玻璃环境友好型材料必然会引起良好的市场效益。文中浅显谈论了水玻璃的特性、处理、应用和发展前景。关键词：水玻璃，复合材料，特性，处理，应用水玻璃中文名为硅酸钠，俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液称水玻璃。其化学式为R20-nSiO2,式中R20为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的模数。水玻璃复合材料是一种利废、节能、低污染的高绿色度材料

2、，在国家提倡的“节能减排”的新形势卜，研究和应用水玻璃环境友好型材料必然会引起良好的市场效益⑴。1.水玻璃的特性1.1粘结力和强度较高水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，因而具有较高的粘结力，但水玻璃自身质量、配合料性能及施工养护对水玻璃强度冇显著影响O1.2耐酸性好水玻璃可以抵抗除氢氟酸(IIF)热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有机酸。1.3耐热性好硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，当采用耐热耐火骨料配制水玻璃砂浆和混凝土时，耐热度可达1000°Co因此水玻

3、璃混凝土的耐热度，也可以理解为主要取决于骨料的耐热度。1.4耐碱性和耐水性差因和混合后易均溶于碱，故水玻璃不能在碱性坏境中使用同样由于NoF,Na2C03均溶于水而不耐水，但可采用中等浓度的酸对已硕化水玻璃进行酸洗处理，提高耐水性。2.水玻璃的改性和硬化处理2.1水玻璃的改性由丁新制纯净的水玻璃无光散射现象，属于真溶液，在贮放过程中，它容易老化。而老化会使水玻璃的粘度下降，表而张力上升，结强度下降30〜35%,再者钠水玻璃和钾水玻璃的抗吸湿性比较差，因此通过对水玻璃的改性研究以改善水玻璃的性能是I

4、•分必要的。(1)物理改性钠水玻璃的老化过程是It内部能量缓慢释放的过程，那么消除水玻璃的老化就必须向老化的水玻璃体系中输入能量输入能量的方法很多，主要有超声振荡、磁场处理等。（2）化学改性水玻璃的化学改性是往水玻璃中添加一种或数种其他物质，以阻缓水玻璃的老化，减少因老化而损失的粘结强度和提高水玻璃的抗吸湿性。水玻璃的化学改性花费不多但增强效果明显，具有极大的经济效益化学改性的方法主要有以下儿种：1）将钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃和季钱水玻璃两种或两种以上按一定比例混合起来，混合后的复合水玻璃的抗

5、老化性和抗吸湿性都比较；2）在水玻璃屮加入一定量的磷酸盐、硼酸盐、铝酸盐、钛酸盐和铅酸盐等搅拌加热进行反应;3）在水玻璃中加入多元醇，如丁四醇（鲜糖醇）、戊五醇（木糖醇）、己六醇（山梨醇）和氢化麦芽糖等；4）在水玻璃中加入少量的聚丙烯酸聚丙烯酰胺聚乙二醇等水溶性高分子。2.2水玻璃的硬化（1）直接加热驶化直接加热硕化可用加热炉加热也可用微波加热也可用热气流加热。水玻璃的加热硕化系物理脱水硕化过程，水玻璃脱水后为脱水硅酸凝胶。（2）吹C02气体硬化向钠水玻璃中吹入C02气体后，钠水玻璃能快速硬化。（

6、3）有机酯硬化冇机酯硕化剂对水玻璃的硕化可分为三个阶段：第一阶段，有机酯在碱性水溶液中发生水解，生成有机酸或醇；第二阶段，和水玻璃反应，使水玻璃模数升高，且整个反应过程为失水反应，当反应时水玻璃的粘度超过临界值，其便失去流动性而固化；第三阶段，水玻璃进一步失水硬化。（4）复合硕化用以上三种中的两种或两种的方法一起硬化水玻璃。（5）粉末硬化剂硬化水玻璃的粉末硬化剂主耍有硅铁粉、硅酸二钙、炉渣（或赤泥）、氟硅酸钠等。粉末硬化剂的共同特点是颗粒细，比表面积大和能吸收水分。基于这些特点使得硅酸钠水化膜的粘

7、结度增加产生粘结力；此外述拌随化学反应的作用。3水玻璃的应用水玻璃的用途非常广泛，儿乎遍及国民经济的各个部门。在化工系统被用来制造沸石分子筛层硅及速溶粉状硅酸钠和硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。在经济发达国家，以硅酸钠为原料的深加工系列产品己发展到50余种，冇些已应用于高精尖科技领域；在轻工业屮是肥皂等洗涤剂屮不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染和漂白；在机械行业屮广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等;在建筑行业屮用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化

8、剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅索肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等。3.1气凝胶杨海龙⑵以廉价水玻璃为硅源，经溶胶一凝胶工艺和超临界干燥技术制备Si02气凝胶块体，并研究了制备条件对其成胶时间的影响。结果表明，成胶时间随稀释荆用量(水或无水乙醇)的减少和温度的升高而缩短但随NH3H20添加量的增加先缩短后延长，并且以无