重慶硅酸鈉——15023438043
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硅酸鈉基本知識(shí)簡(jiǎn)介
英文名：Sodium silicate, Water glass.
硅酸鈉是無色固體，密度2.4g/cm3，熔點(diǎn)1321K(1088℃)。溶于水成粘稠溶液，俗稱水玻璃、泡花堿。是一種無機(jī)粘合劑。
固體硅酸鈉南方多稱水玻璃，北方多稱泡花堿，硅酸鈉的水溶液通稱水玻璃。純固體硅酸鈉為無色透明固體，市售硅酸鈉多含有某些雜質(zhì)，略帶淺藍(lán)色。
硅酸鈉俗稱水玻璃，液體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。固體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明玻璃塊狀體。形態(tài)分為液體、固體、水淬三種。理論上稱這類物質(zhì)為“膠體”。普通硅酸鈉為略帶淺藍(lán)色塊狀或顆粒狀固體，高溫高壓溶解后是略帶色的透明或半透明粘稠液體。
市面上出售的AR分析純水玻璃為Na2SiO3·9H2O，放置在空氣中吸潮、結(jié)塊。在水中的極易溶解。
泡花堿也就是硅酸鈉（Na2SiO3），溶于水后形成的粘稠溶液，通稱水玻璃，呈堿性。它的用途非常廣泛，往往根據(jù)其粘結(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)，被用做硅膠，而且耐酸、耐熱。有毒，但對(duì)一般的接觸沒有影響，誤食則會(huì)對(duì)人體的造成危害
分類介紹
1、硅酸鈉分兩種，一種為偏硅酸鈉，化學(xué)式Na2SiO3，式量122.00。另一種為正硅酸鈉，化學(xué)式Na4SiO4，式量184.04。2、正硅酸鈉是無色晶體，熔點(diǎn)1291K(1088℃)，不多見。水玻璃溶液因水解而呈堿性（比純堿稍強(qiáng)）。因系弱酸鹽所以遇，、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸。保存時(shí)應(yīng)密切防止二氧化碳進(jìn)入，并應(yīng)使用橡膠塞以防粘住磨口玻璃塞。工業(yè)上常用純堿與石英共熔制取Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑，制品常因含亞鐵鹽而帶淺藍(lán)綠色。用為無機(jī)粘接制劑（可與滑石粉等混合共用），肥皂填充劑，調(diào)制耐酸混凝土，加入顏料后可做外墻的涂料，灌入古建筑基礎(chǔ)土壤中使土壤堅(jiān)固以防倒塌。
3、偏硅酸鈉是普通泡化堿與燒堿水熱反應(yīng)而制得的低分子晶體，商品有無水、五水和九水合物，其中九水合物只有我國(guó)市場(chǎng)上存在，是在上世紀(jì)80年代急需偏硅酸鈉而倉(cāng)促開發(fā)的技術(shù)含量較低的應(yīng)急產(chǎn)品，因其熔點(diǎn)只有42℃，貯存時(shí)很容易變?yōu)橐后w或膏狀，正逐步被淘汰，但由于一些用戶習(xí)慣和一些領(lǐng)域?qū)Y(jié)晶水不是很在意，九水偏硅酸鈉還是有一定市場(chǎng)。
生產(chǎn)方法
硅酸鈉的生產(chǎn)方法分干法（固相法）和濕法（液相法）兩種。
1、干法生產(chǎn) 是將石英砂和純堿按一定比例混合后在反射爐中加熱到1400 ℃左右，生成熔融狀硅酸鈉；
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2、濕法生產(chǎn)是將燒堿水溶液和石英粉在高壓釜內(nèi)共熱直接生成水玻璃，經(jīng)過濾濃縮得成品水玻璃。
物化性質(zhì)[回目錄]
分子式
塊狀硅酸鈉
塊狀硅酸鈉
Na2O·mSiO2
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分子量：122.054
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CAS NO.:1344-09-8
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石英砂和堿的配合比例即SiO2和Na2O的摩爾比決定著硅酸鈉的模數(shù)M，模數(shù)即顯示硅酸鈉的組成，又影響硅酸鈉的物理、化學(xué)性質(zhì)，因此不同模數(shù)的硅酸鈉有著不同的用處。廣泛應(yīng)用于普通鑄造、精密鑄造、造紙、陶瓷、粘土、選礦、高嶺土、洗滌等眾多領(lǐng)域。
硅酸鈉變質(zhì)原理
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
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用途：
水玻璃的用途非常廣泛，幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。在化工系統(tǒng)被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產(chǎn)品，是硅化合物的基本原料。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，以硅酸鈉為原料的深加工系列產(chǎn)品已發(fā)展到50余種，有些已應(yīng)用于高、精、尖科技領(lǐng)域；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(jī)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、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等……。分述如下：
1、涂刷材料表面，提高抗風(fēng)化能力
水玻璃溶液涂刷或浸漬材料后，能滲入縫隙和孔隙中，固化的硅凝膠能堵塞毛細(xì)孔通道，提高材料的密度和強(qiáng)度，從而提高材料的抗風(fēng)化能力。但水玻璃不得用來涂刷或浸漬石膏制品。因?yàn)樗Ａc石膏反應(yīng)生成（Na2SO4），在制品孔隙內(nèi)結(jié)晶膨脹，導(dǎo)致石膏制品開裂破壞。
2、加固土壤
將水玻璃與溶液交替注入土壤中，兩種溶液迅速反應(yīng)生成硅膠和硅酸鈣凝膠，起到膠結(jié)和填充孔隙的作用，使土壤的強(qiáng)度和承載能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固，稱為雙液注漿。
3、配制速凝防水劑
水玻璃可與多種礬配制成速凝防水劑，用于堵漏、填縫等局部搶修。這種多礬防水劑的凝結(jié)速度很快，一般為幾分鐘，其中四礬防水劑不超過1min，故工地上使用時(shí)必須做到即配即用。
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多礬防水劑常用膽礬（銅， ）、紅礬（重鉻酸鉀，K2Cr2O7）、明礬（也稱白礬，鋁鉀）、紫礬等四種礬。
4、配制耐酸膠凝、耐酸砂漿和耐酸混凝土
耐酸膠凝是用水玻璃和耐酸粉料（常用石英粉）配制而成。與耐酸砂漿和混凝土一樣，主要用于有耐酸要求的工程。如池等。
5、配制耐熱膠凝、耐熱砂漿和耐熱混凝土
水玻璃膠凝主要用于耐火材料的砌筑和修補(bǔ)。水玻璃耐熱砂漿和混凝土主要用于高爐基礎(chǔ)和其他有耐熱要求的結(jié)構(gòu)部位。
6、防腐工程應(yīng)用
改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蝕重要材料，主要特性是耐酸、耐溫、密實(shí)抗?jié)B、價(jià)格低廉、使用方便?？砂韬统赡退崮z泥、耐酸沙漿和耐酸混凝土，適用于化工、冶金、電力、煤炭、紡織等部門各種結(jié)構(gòu)的防腐蝕工程，是紡酸建筑結(jié)構(gòu)貯酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。
7、鑄造制型（芯）黏結(jié)劑
五十年代水玻璃吹二氧化碳工藝廣泛應(yīng)用，該工藝水玻璃加入量高、潰散性差，舊砂不能回用，浪費(fèi)硅砂資源，大量外排固體廢棄物，破壞生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)鑄件質(zhì)量粗糙，使其面臨被淘汰。
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酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年問世，水玻璃加入量1.8-3.0%，強(qiáng)度高、潰散性好、舊砂可再生回用，回用率80-90%，可使用時(shí)間可調(diào)，可用于機(jī)械化造型生產(chǎn)線，也可用于單件小批量生產(chǎn)?？缮a(chǎn)幾公斤至幾百噸的各種鑄件，現(xiàn)已在鐵路車輛、冶金機(jī)械、重型機(jī)械、礦山機(jī)械、通用機(jī)械廠幾十家企業(yè)推廣應(yīng)用。
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新型水玻璃被稱為符合可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保型鑄造黏結(jié)劑。
主要特點(diǎn)[回目錄]
1、粘結(jié)力和強(qiáng)度較高
水玻璃硬化后的主要成分為硅凝膠（ ）和固體，比表面積大，因而具有較高的粘結(jié)力。但水玻璃自身質(zhì)量、配合料性能及施工養(yǎng)護(hù)對(duì)強(qiáng)度有顯著影響。
2、耐酸性好
可以抵抗除氫氟酸（HF）、熱磷酸和脂肪酸以外的幾乎所有無機(jī)和有機(jī)酸。
3、耐熱性好
硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強(qiáng)度下降很小，當(dāng)采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土?xí)r，耐熱度可達(dá)1000℃。因此水玻璃混凝土的耐熱度，也可以理解為主要取決于骨料的耐熱度。
4、耐堿性和耐水性差
因和混合后易均溶于堿，故水玻璃不能在堿性環(huán)境中使用。同樣由于 、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等濃度的酸對(duì)已硬化水玻璃進(jìn)行酸洗處理，提高耐水性。
其他相關(guān)知識(shí)[回目錄]
水玻璃基本知識(shí)
常用的水玻璃分為鈉水玻璃和鉀水玻璃兩類，俗稱泡花堿。鈉水玻璃為硅酸鈉水溶液，分子式為Na2O·mSiO2。鉀水玻璃為硅酸鉀水溶液，分子式為K2O·mSiO2 。土木工程中主要使用鈉水玻璃。當(dāng)工程技術(shù)要求較高時(shí)也可采用鉀水玻璃。純凈的水玻璃為無色透明的粘稠液體，溶于水。當(dāng)含有雜質(zhì)時(shí)呈淡黃色或青灰色。
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鈉水玻璃分子式中的m稱為水玻璃的模數(shù)，代表Na2O和SiO2的摩爾比，是非常重要的參數(shù)。m值越大，水玻璃的粘度越高，但水中的溶解能力下降。當(dāng)m大于3.0時(shí)，只能溶于熱水中，給使用帶來麻煩。m值越小，水玻璃的粘度越低，越易溶于水。土木工程中常用模數(shù)m為2.6～2.8，既易溶于水又有較高的強(qiáng)度。
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我國(guó)生產(chǎn)的水玻璃模數(shù)一般在2.4～3.3之間。水玻璃在水溶液中的含量（或稱濃度）常用密度或者波美度表示。土木工程中常用水玻璃的密度一般為1.36～1.50g/cm3，相當(dāng)于波美度38.4～48.3 。密度越大，水玻璃含量越高，粘度越大。
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水玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上純堿（Na2CO3），在1300～1400℃的高溫下煅燒生成液體硅酸鈉 ，從爐出料口流出、制塊或水淬成顆粒。再在高溫或高溫高壓水中溶解，制得溶液狀水玻璃產(chǎn)品。
水玻璃的凝結(jié)固化
水玻璃在空氣中的凝結(jié)固化與石灰的凝結(jié)固化非常相似，主要通過碳化和脫水結(jié)晶固結(jié)兩個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)。
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隨著碳化反應(yīng)的進(jìn)行，硅膠含量增加，接著自由水分蒸發(fā)和硅膠脫水成固體而凝結(jié)硬化，其特點(diǎn)是：
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1、速度慢。由于空氣中CO2濃度低，故碳化反應(yīng)及整個(gè)凝結(jié)固化過程十分緩慢。
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2、體積收縮。
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3、強(qiáng)度低。
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為加速水玻璃的凝結(jié)固化速度和提高強(qiáng)度，水玻璃使用時(shí)一般要求加入固化劑氟硅酸鈉，分子式為Na2SiF6 。
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氟硅酸鈉的摻量一般為12%～15%。摻量少，凝結(jié)固化慢，且強(qiáng)度低；摻量太多，則凝結(jié)硬化過快，不便施工操作，而且硬化后的早期強(qiáng)度雖高，但后期強(qiáng)度明顯降低。因此，使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制固化劑摻量，并根據(jù)氣溫、濕度、水玻璃的模數(shù)、密度在上述范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整。即：氣溫高、模數(shù)大、密度小時(shí)選下限，反之亦然。
速溶粉狀硅酸鈉
速溶粉狀硅酸鈉又稱速溶泡花堿、水合硅酸鈉。該產(chǎn)品外觀潔白，呈粉末狀，均勻性好。運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用非常方便，特別適用于機(jī)械化、自動(dòng)化操作。廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化及建材工業(yè)中。被用來做為不定形耐火材料中的粘結(jié)劑、工業(yè)清洗劑、防腐劑，在制皂和耐酸水泥、精細(xì)陶瓷工業(yè)以及精密鑄造業(yè)的快干劑和增強(qiáng)劑等。速溶粉狀硅酸鈉產(chǎn)品還具有液體泡花堿所具有的一切性能和應(yīng)用。速溶粉狀硅酸鈉分子式Na2O·mSiO2·nH2O，式量一般在280-350之間。與通過機(jī)械粉碎的無水粉末狀硅酸鈉相比，前者有許多寶貴性質(zhì)，如水溶速度、純凈程度等。 速溶粉狀硅酸鈉屬于精細(xì)化工產(chǎn)品，系對(duì)干法（芒硝法、純堿法）泡花堿經(jīng)過化料、過濾、調(diào)模、噴霧干燥等加工過程制得的。
一、水玻璃的主要技術(shù)性質(zhì)
?。ㄒ唬┱辰Y(jié)力和強(qiáng)度較高
水玻璃硬化后的主要成分為二氧化硅凝膠和固體，比表面積大，因而具有較高的粘結(jié)力。但水玻璃自身質(zhì)量、配合料性能及施工養(yǎng)護(hù)對(duì)強(qiáng)度有顯著影響。
（二）耐酸性好
可以抵抗除氫氟酸（HF）、熱磷酸和脂肪酸以外的幾乎所有無機(jī)和有機(jī)酸。
（三）耐熱性好
硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強(qiáng)度下降很小，當(dāng)采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土?xí)r，耐熱度可達(dá)1000℃。因此水玻璃混凝土的耐熱度，也可以理解為主要取決于骨料的耐熱度。
?。ㄋ模┠蛪A性和耐水性差
因 和 均溶于堿，故水玻璃不能在堿性環(huán)境中使用。同樣由于 、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等濃度的酸對(duì)已硬化水玻璃進(jìn)行酸洗處理，提高耐水性。
二、水玻璃的凝結(jié)固化
水玻璃在空氣中的凝結(jié)固化與石灰的凝結(jié)固化非常相似，主要通過碳化和脫水結(jié)晶固結(jié)兩個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)，隨著碳化反應(yīng)的進(jìn)行，硅膠含量增加，接著自由水分蒸發(fā)和硅膠脫水成固體SiO2而凝結(jié)硬化，其特點(diǎn)是：
1．速度慢。由于空氣中CO2濃度低，故碳化反應(yīng)及整個(gè)凝結(jié)固化過程十分緩慢。
2．體積收縮。
3．強(qiáng)度低。
為加速水玻璃的凝結(jié)固化速度和提高強(qiáng)度，水玻璃使用時(shí)一般要求加入固化劑氟硅酸鈉.
氟硅酸鈉的摻量一般為12%～15%。摻量少，凝結(jié)固化慢，且強(qiáng)度低；摻量太多，則凝結(jié)硬化過快，不便施工操作，而且硬化后的早期強(qiáng)度雖高，但后期強(qiáng)度明顯降低。因此，使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制固化劑摻量，并根據(jù)氣溫、濕度、水玻璃的模數(shù)、密度在上述范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整。即：氣溫高、模數(shù)大、密度小時(shí)選下限，反之亦然。
三、水玻璃的應(yīng)用
（一）涂刷材料表面，提高抗風(fēng)化能力
水玻璃溶液涂刷或浸漬材料后，能滲入縫隙和孔隙中，固化的硅凝膠能堵塞毛細(xì)孔通道，提高材料的密度和強(qiáng)度，從而提高材料的抗風(fēng)化能力。但水玻璃不得用來涂刷或浸漬石膏制品。因?yàn)樗Ａc石膏反應(yīng)生成（Na2SO4），在制品孔隙內(nèi)結(jié)晶膨脹，導(dǎo)致石膏制品開裂破壞。
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加固土壤地基：將水玻璃＋水泥漿，或水玻璃＋鋁酸鈉，配成漿料，灌入地基土壤內(nèi)，或者將水玻璃與溶液交替灌入地基土壤內(nèi)，由于水玻璃與所添加的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其生成物填充土壤孔隙并起膠粘作用，提高土壤的密實(shí)程度，從而提高地基的承載能力。在隧道工程中可用來加固隧道外圍的松軟土層。
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水玻璃可與多種礬配制成速凝防水劑，用于堵漏、填縫等局部搶修。這種多礬防水劑的凝結(jié)速度很快，一般為幾分鐘，其中四礬防水劑不超過1min，故工地上使用時(shí)必須做到即配即用。
多礬防水劑常用膽礬（銅， ）、紅礬（重鉻酸鉀，K2Cr2O7）、明礬（也稱白礬，鋁鉀）、紫礬等四種礬。
（四）配制耐酸膠凝、耐酸砂漿和耐酸混凝土
耐酸膠凝是用水玻璃和耐酸粉料（常用石英粉）配制而成。與耐酸砂漿和混凝土一樣，主要用于有耐酸要求的工程。如池等。
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水玻璃膠凝主要用于耐火材料的砌筑和修補(bǔ)。水玻璃耐熱砂漿和混凝土主要用于高爐基礎(chǔ)和其他有耐熱要求的結(jié)構(gòu)部位。
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改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蝕重要材料，主要特性是耐酸、耐溫、密實(shí)抗?jié)B、價(jià)格低廉、使用方便?？砂韬统赡退崮z泥、耐酸沙漿和耐酸混凝土，適用于化工、冶金、電力、煤炭、紡織等部門各種結(jié)構(gòu)的防腐蝕工程，是紡酸建筑結(jié)構(gòu)貯酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。
1． 水玻璃水泥漿的配制:
水玻璃水泥漿液配制的比例：水玻璃：水泥=1：1．15或1：1．5。水泥應(yīng)用42．5級(jí)普通硅酸鹽水泥，若用泌水性較強(qiáng)的礦渣硅酸鹽水泥，可適量摻入三胺，以降低其泌水率。配制時(shí)，將水玻璃溶液徐徐加入已調(diào)配好的水泥漿液中，攪拌均勻即可。
2．堵漏方法
先查出漏水部位，以出水點(diǎn)為圓心，用沖擊鉆打孔，孔徑20～40mm、深30～70mm的圓柱形孔，孔壁應(yīng)垂直于基底面，不可鑿成外大里小的錐形孔，孔內(nèi)用水沖洗干凈。根據(jù)孔數(shù)，按水玻璃水泥膠泥的配制方法，迅速調(diào)制適量的稠度合適的水泥膠泥，用手捻成與孔徑相近的錐體，并迅速用拇指將錐體塞入孔內(nèi)，立即向孔壁四周擠壓嚴(yán)密，使之與孔壁結(jié)合緊密，待膠泥硬化到一定程度再脫手。水泥膠泥應(yīng)隨用隨調(diào)，一次用完。如有不足處，再進(jìn)行修補(bǔ)。后，用有機(jī)硅防水砂漿(水泥：砂：硅水＝1：2．5：0．5，其中硅水為有機(jī)硅：水=1：9)抹平壓光。
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