水玻璃的制备、特性和应用

水玻璃俗称泡花碱，是一种水溶性的硅酸盐，由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成，如硅酸钠（Na2O·nSiO2）、硅酸钾（K2O·nSiO2）等。

建筑上常使用的水玻璃是硅酸钠的水溶液，为无色、青绿色或棕色黏稠液体。其制造方法是将石英砂粉或石英岩粉加入Na2CO3或Na2SO4，在玻璃炉内以1300～1400℃温度熔化，冷却后即成固态水玻璃。然后在0.3～0.8MPa压力的蒸压锅内加热，将其溶解成液态水玻璃，它是一种胶质溶液，具有胶结能力。

水玻璃中SiO2和Na2O的分子数比值n称为水玻璃硅酸盐模数。n值越大，水玻璃中胶体组分愈多，水玻璃的黏性愈大，越难溶于水，但却容易分解硬化，黏结能力较强。建筑工程中常用水玻璃的n值一般在2.5～3.5之间。相同模数的液态水玻璃，其密度较大（即浓度较稠）者则黏性较大，黏结性能较好。工程中常用的水玻璃密度为1.30～1.48g/cm3。

水玻璃在空气中与二氧化碳作用，析出无定形二氧化硅凝胶，并逐渐干燥而硬化

由于空气中的CO2含量有限，上述硬化过程进行得很慢，为加速此硬化过程，常加入促硬剂氟硅酸钠（Na2SiF6），以促使二氧化硅凝胶加速析出。反应式为

氟硅酸钠的适宜掺用量为水玻璃质量的12%～15%。

水玻璃在建筑工程的主要用途如下：

1）作为灌浆材料以加固地基。使用时将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替地灌于基础中，反应式为(www.xing528.com)

反应生成的硅胶起胶结作用，能包裹土粒并填充其孔隙。氢氧化钙也起胶结和填充孔隙的作用。因此，不仅可以提高基础的承载能力，而且可以增强不透水性。

2）将水玻璃溶液涂刷于混凝土、砖、石、硅酸盐制品等材料的表面，使其渗入材料的缝隙中，可以提高材料的密实性和抗风化性。但不能用水玻璃涂刷石膏制品，因硅酸钠能与硫酸钙反应生成硫酸钠，结晶时体积膨胀，使制品破坏。

3）水玻璃能抵抗大多数无机酸 （氢氟酸除外）的作用，故常与耐酸填料和骨料配制耐酸砂浆和耐酸混凝土。耐酸混凝土的配合比 （质量比）一般为：水玻璃：粉末填料∶砂∶石= （0.6～0.7）∶1∶1∶ （1.5～2.0），促硬剂氟硅酸钠用量约为水玻璃的12%～15%。

4）水玻璃的耐热性较好，可用于配制耐热砂浆和耐热混凝土。

5）将水玻璃溶液掺入砂浆或混凝土中，可使砂浆或混凝土急速硬化，用于堵漏抢修等。

不同的应用条件需要选择不同n值的水玻璃。用于地基灌浆时，采用n=2.7～3.0的水玻璃较好，涂刷材料表面时，n=3.3～3.5为宜；配制耐热混凝土或作为水泥的促凝剂时，n=2.6～2.8为宜。

水玻璃n值的大小可根据要求予以配制。在水玻璃溶液中加入Na2O可降低n值；溶入硅胶（SiO2）可以提高n值。也可用n值较大及较小的两种水玻璃掺配使用。