3.3 水玻璃（课件）-高一《建筑材料》（高教版 第4版）

单元3 气硬性胶凝材料 胶凝材料：建筑工程中常常需要将散粒或块状材料粘结成整体，并使其具有一定的强度。具有这种粘接作用的材料，统称为胶凝材料或胶结材料，在建筑工程中应用极为广泛。 胶凝材料 按化学性质分 有机胶凝材料 无机胶凝材料 按硬化条件分 气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃等。 水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化,而且能在水中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料。如各类水泥。 建筑工程中常用的气硬性胶凝材料有石灰、石膏和水玻璃。。 水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。 最常用的是硅酸钠水玻璃(Na2O·nSiO2)，还有硅酸钾水玻璃(K2O·nSiO2)。 2.3 水玻璃（泡花碱） 一、水玻璃的生产 1.液体水玻璃 湿法生产硅酸钠水玻璃是将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用蒸汽加热。直接反应生液体水玻璃。其反应式如下： 2.固体水玻璃 干法生产硅酸钠水玻璃是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉中于1300～1400˚C温度下熔化，按下式反应，冷却后生成固体水玻璃。其反应式为： 所制成的为固体水玻璃。固体水玻璃装进蒸压釜内，通入水蒸汽加热使其溶解，可制成液体水玻璃。 1.过程 二、水玻璃的硬化 水玻璃溶液在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化。 2.特点 硬化速度很慢。为加速其硬化，常加入促硬剂—氟硅酸钠Na2SiF6(水玻璃用量的12～15%)，氟硅酸钠也能提高水玻璃的耐水性。 三、水玻璃的性质 ※水玻璃的模数※ Na2O·nSiO2式中氧化钠和氧化硅的分子比n，称为水玻璃的模数。水玻璃的模数在1.5～3.5之间，它的大小决定着水玻璃的性质及其应用。 模数低的水玻璃，较易溶于水，粘结能力差； 模数高，粘度大，越难溶于水。 相同模数的水玻璃，密度越大，粘度越大，粘结力越强。 ※在水玻璃中加入尿素，可在不改变粘度的条件下，提高粘结力。 建筑工程中常用水玻璃的模数为2.5～2.8。 水玻璃硬化后，变为以SiO2为主要成分的人造石材，具有SiO2的许多优良的性质。 1.强度高 水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。另外，水玻璃硬化析出的硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止水分渗透的作用。 2.耐酸性好 硬化后的水玻璃，其主要成分是SiO2，具有高度的耐酸性能，能经受除氢氟酸、过热（300摄氏度以上）磷酸、高级脂肪酸或油酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸的作用，用于配置水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。但其不耐碱性介质侵蚀。 3.耐热性高 水玻璃不燃烧，硬化后形成ＳiO2空间网状骨架，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。 四、水玻璃的应用 水玻璃具有粘结和成膜性好、不燃烧、不易腐蚀、价格便宜、原料易得等优点。 1.涂料 直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。这是因为水玻璃与材料中的Ca(OH) 2 反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。不可用水玻璃处理石膏制品。 2.灌浆材料 将模数为2.5～3的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸凝胶，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。 因为石膏中的CaSO4会与水玻璃生成Na2SO4,具有结晶膨胀性，使材料破坏。 3.耐酸材料 以水玻璃为胶凝材料配制的耐酸胶泥、耐酸砂浆及耐酸混凝土广泛用于防腐工程中。 4.耐热材科 水玻璃耐高温性能良好，能长期承受一定高温作用而强度不降低，可配制成耐热混凝土和耐热砂浆。 5.防水堵漏材料 将水玻璃溶液掺入砂浆或混凝土中，可使其急速凝结硬化，用于结构物的修补堵漏。另外，水玻璃加入各种矾的水溶液，可配制成水泥砂浆或混凝土的防水剂。 $$