水 玻 璃

　　 水玻璃是一种气硬性胶凝材料。在耐酸工程和耐热工程中常用来配制水玻璃胶泥、水玻璃砂浆及水玻璃混凝土；也可单独使用水玻璃或以水玻璃为主要原料配制涂料。

一、水玻璃的组成及生产
　　 水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。建筑上常用的为硅酸钠 (Na 2 O · nSiO 2 ) 的水溶液，又称钠水玻璃。要求高时也使用硅酸钾 (K 2 O · nSiO 2 ) 的水溶液，又称钾水玻璃。水玻璃为青灰色或淡黄色黏稠状液体。二氧化硅 (SiO 2 ) 与氧化钠 (Na 2 O) 的摩尔数的比值 n ，称为水玻璃的模数，水玻璃的模数越高，越难溶于水，水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的黏接力与强度、耐热性与耐酸性越高，建筑中常用的水玻璃模数为 2.6 ～ 3.0 。水玻璃的浓度越高，则水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的黏结力与强度、耐热性与耐酸性越高。但水玻璃的浓度太高，则黏度太大不利于施工操作，难以保证施工质量。水玻璃的浓度一般用密度来表示。常用水玻璃的密度为 1.3 ～ 1.5 g /cm 3 。水玻璃的密度太大或太小时，可用加热浓缩或加水稀释的办法来调整。
　　 水玻璃的生产常采用碳酸盐法，即将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于 1300 ～ l 400 ℃ 温度下熔化而生成固体水玻璃，然后在水中加热溶解而成液体水玻璃：

　　若用碳酸钾代替碳酸钠，则可制得钾水玻璃。

二、水玻璃的硬化
　　水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，并逐渐干燥脱水成为二氧化硅而硬化：

Na2O · nSiO2 ＋CO2＋mH2O → nSiO2＋mH2O ＋Na2CO3

　　由于空气中二氧化碳的浓度较低，故上述反应极其缓慢。为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠 (Na 2 SiF 6 ) 作为促硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出，其反应如下：

Na2O · nSiO2 ＋Na2SiF6＋mH2O → (2n ＋1 )SiO2 ＋mH2O＋6NaF

干燥 
(2 n＋1)SiO2＋ mH2O —→ (2n＋1)SiO2 ＋ mH2O

　　加入氟硅酸钠后，初凝时间可缩短至 30 ～ 60 min ，终凝时问可缩短到 240 ～ 360rnin ， 7 天基本上达到最高强度。
　　 氟硅酸钠的适宜掺量，一般占水玻璃的 12 ％～ 15 ％，若掺量少于 12 ％，则其凝结硬化慢，强度低，并且存在有较多的没参加反应的水玻璃，当遇水时，残余水玻璃易溶于水，影响硬化后水玻璃的耐水性；若其掺量超过 15 ％，则凝结硬化快，造成施工困难，且抗渗性和强度降低。

三、水玻璃的主要性能
水玻璃在凝结硬化后，具有以下特性：
( 一 ) 黏结力强、强度较高
　　 水玻璃在硬化后，其主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅，因而具有较高的黏结力和强度。用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达 15 ～ 40 MPa 。

( 二 ) 耐酸性好
　　 由于水玻璃硬化后的主要成分为二氧化硅，其可以抵抗氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。

( 三 ) 耐热性好
　　 硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降不大。用于配制水玻璃耐热混凝土、耐热砂浆、耐热胶泥等。

( 四 ) 耐碱性和耐水性差
　　 水玻璃在加入氟硅酸钠后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃 Na2O · nSiO2 。由于 SiO2和 
Na2O · nSiO2 均可溶于碱，且 Na2O · nSiO2 可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为提高耐水性，常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸洗处理。

四、水玻璃的应用

水玻璃除用于耐热和耐酸材料外，还有以下主要用途：
1 、涂刷材料表面，提高其抗风化能力
　　 将密度为 1.35g / ㎝ 3 。的水玻璃浸渍或涂刷粘土砖、水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。这是因为水玻璃与空气中的二氧化碳反应生成硅酸凝胶，同时水玻璃也与材料中所含的氢氧化钙反应生成硅酸钙凝胶，二者填充材料的孔隙，使材料致密。

2 、加固土壤
　　 将水玻璃和氯化钙溶液通过金属管轮流压注到土壤中，生成的硅酸凝胶在潮湿环境下，因吸收土壤中水分处于膨胀状态，使土壤固结。

3 、配制速凝防水剂
　　 水玻璃加二种、三种或四种矾，即可配制成所谓的二矾、三矾、四矾速凝防水剂。

4 、修补砖墙裂缝
　　 将水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂和氟硅酸钠按下表比例 ( 质量比 ) 配合，压入砖墙裂缝，可起到粘结和补强作用。

水玻璃矿渣砂浆配合比

注 : 氟硅酸钠占液体水玻璃的质量百分比。