水玻璃是什么? 水玻璃的用途有哪些?

 水玻璃，俗稱'泡花堿'，是由堿金屬氧化物和二氧化硅組合而成的能容易水的一種金屬硅酸鹽物質(zhì)。建筑工程中常用的水玻璃是硅酸鈉的水溶液。其化學(xué)式為：Na2O·nSiO2。

 定義

 又稱可溶性玻璃。為易溶于水的硅酸鈉，簡單的化學(xué)式為Na2SiO3，實際組成較復(fù)雜，是各種硅酸鈉的混合物，其化學(xué)式應(yīng)為mNa2O·nSiO2。純的Na2SiO3為無色正交晶體，熔點1088℃。它的五水合物Na2SiO3·5H2O為白色三斜晶體，熔點72。2℃，密度1。749克/厘米3；100℃時失水。

 水玻璃的水溶液又稱泡花堿，呈強堿性，在溶液中存在以下一些平衡：

 純的Na2SiO3可由純石英砂與燒堿或純堿共熔制得。

 生產(chǎn)：將石英砂或石英巖粉加入Na2CO2或Na2SO4，在玻璃熔爐內(nèi)融化，在1300-1400度溫度下得固態(tài)水玻璃。固態(tài)水玻璃在0。3-0。4MPa壓力的蒸汽鍋內(nèi)，融于水，呈粘稠狀的水玻璃溶液。生產(chǎn)水玻璃的反應(yīng)式如下：nSiO2Na2CO3=Na2O·nSiO2CO2。式中，n為水玻璃模數(shù)，即二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)比。

 其溶解的難易程度與水玻璃模數(shù)n的大小有關(guān)。N值越大，水玻璃的粘度越大，粘結(jié)能力越強，越難溶解，但較易分解、硬化。建筑工程中常用水玻璃的n值一般為2.5-2.8之間。

 水玻璃的工業(yè)制法是將石英砂、純堿和煤粉混合后放在溫度為1100～1350℃的反射爐內(nèi)進(jìn)行熔燒。反應(yīng)完畢后，將產(chǎn)物冷卻，即得玻璃狀灰色或綠色塊狀物，用水蒸氣處理得到粘稠液體，就是商品水玻璃。

 水玻璃能加固土壤。浸過水玻璃的三合土耐摩擦，浸過水玻璃的木材或織物不易著火。水玻璃和白堊或水泥調(diào)成的耐火泥可粘合瓷器、玻璃或砌壁爐。在水玻璃稀溶液中浸過的雞蛋可在常溫下長久保存不壞。泡花堿可做堿性發(fā)泡劑。

 液體水玻璃常含雜質(zhì)而呈青灰色，綠色或微黃色，以無色透明的液體水玻璃為好。液體水玻璃可以與水按任意比例配合。使用時仍然可以加水稀釋。

 性質(zhì)：

 1、粘結(jié)強度較高：水玻璃有良好的粘結(jié)能力，硬化時析出的硅酸凝膠，有堵塞毛細(xì)孔隙而防止水滲透的作用。

 2、耐熱性好：水玻璃不燃燒，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強烈，強度并不降低，甚至有所增加。用于配置水玻璃耐熱混凝土，耐熱砂漿，耐熱膠泥等。

 3、耐酸性強：水玻璃能經(jīng)受除氫氟酸、過熱（300攝氏度以上）磷酸、高級脂肪酸或油酸以外的幾乎所有的無機酸和有機酸的作用，用于配置水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等。

 4、耐堿性、耐水性較差：水玻璃加入氟硅酸鈉后，仍不能完全硬化，仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于堿，且溶于水，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為了提高耐水性，可以采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進(jìn)行酸性處理。

 水玻璃用途

 水玻璃的用途非常廣泛，在化工系統(tǒng)被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀泡花堿、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產(chǎn)品，是硅化合物的基本原料。在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料，也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑；在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗；在機械行業(yè)中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等；在建筑行業(yè)中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等；在農(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠粘劑、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水、堵漏、地鐵注漿、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等......。

 1、配置快凝防水劑

 以水玻璃為防水基料，加入兩種、三種或者四種礬配置成兩礬、三礬、或四礬快凝防水劑。這種防水劑凝結(jié)速度一般不超過一分鐘。工程上利用它的速凝作用和粘附性，摻入水泥漿、砂漿或混凝土中，用于修補、堵漏、搶修、表面處理用。因為凝結(jié)迅速，不宜伴制水泥防水砂漿，用作屋面或地面的剛性防水層。

 2、配置耐熱砂漿、耐熱混凝土或耐酸砂漿、耐酸混凝土

 以水玻璃為膠凝材料，氟硅酸鈉做促凝劑，耐熱或耐酸粗細(xì)骨料按一定比例配置而成。水玻璃耐熱混凝土的極限使用溫度在1200攝氏度以下。水玻璃耐酸混凝土一般用于儲酸槽、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?jié)B和抗風(fēng)化能力

 用水玻璃浸泡處理多孔材料時，可使其密度和強度提高。對粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等，均有良好效果。但不能用以涂刷或浸漬石膏制品，因為硅酸鈉與硫酸鈣會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈉，在制品孔隙中結(jié)晶，體積顯著膨脹，從而導(dǎo)致制品的破壞。

 4、加固地基，提高地基的承載力

 將液體水玻璃和氯化鈣溶液輪流交替向地層注入，發(fā)生反應(yīng)生成的硅酸凝膠，將土壤顆粒包裹并填實其孔隙。

 硅酸膠體為一種吸水膨脹的凍狀凝膠，因吸收地下水而經(jīng)常處于膨脹狀態(tài)，阻止水分的滲透而使土壤固結(jié)。

 5、水玻璃還可以作為多種建筑涂料的原料

 將液體水玻璃與耐火填料等調(diào)成糊狀的防火漆，涂于木材表面，可抵抗瞬間火焰，著火點降低。