對水玻璃現(xiàn)狀的認識

閆亞倩

摘 要：隨著世界各國對環(huán)境和健康的日益重視，無機建筑涂料以其優(yōu)良的環(huán)保性和耐候性等已越來越受到人們的重視。無機涂料屬環(huán)境友好型涂料，其開發(fā)應(yīng)用符合人類可持續(xù)發(fā)展原則，具有廣闊的發(fā)展前景，而水玻璃正是無機涂料主要基料之一。

關(guān)鍵詞：水玻璃；無機涂料；環(huán)保；可持續(xù)發(fā)展

水玻璃在國民經(jīng)濟中的地位越來越顯要，現(xiàn)代科技發(fā)展已預(yù)示到，水玻璃可以應(yīng)用到經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域，而且建筑業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛深人.無機涂料與有機涂料相比，具有省能源、無公害、無污染等優(yōu)點。因此，對無機涂料的研究日益引起人們的重視，尤其是水玻璃無機涂料原材料來源豐富，防火性能好，價格低廉，以致發(fā)展較為引人注目。

無機涂料以水玻璃、硅溶膠等為主要基料，原料往往直接取材于自然界，來源豐富。相對有機涂料來說，無機涂料的生產(chǎn)對環(huán)境污染小、能耗低，產(chǎn)品多數(shù)以水為分散介質(zhì)，無環(huán)境及健康方面的不良影響，屬環(huán)境友好型涂料。同時，無機涂料的耐老化性及其它某些性能也是大多數(shù)有機涂料難以比擬的。

1 無機建筑涂料的主要基料——水玻璃

1.水玻璃的種類及組成

水溶性硅酸鹽俗稱水玻璃，分子通式為M2O·mSiO2·nH2O，M可以是鋰、鈉、鉀、銨等離子，m俗稱水玻璃模數(shù)，是水玻璃中二氧化硅和堿金屬氧化物的摩爾數(shù)的比值；n代表含水量。根據(jù)M離子的不同，水玻璃可分別稱為鋰水玻璃、鈉水玻璃、鉀水玻璃、銨水玻璃等。鋰水玻璃和銨水玻璃價格高，鉀水玻璃價格適中，鈉水玻璃價格低廉。鉀水玻璃和鈉水玻璃都有很好的粘結(jié)性和成膜性，應(yīng)用較為廣泛。其中，鉀水玻璃或鉀鈉混合水玻璃制備的涂料成膜性比鈉水玻璃好。

2.水玻璃的特性

水玻璃為無色、青綠色或棕色的固體或粘稠類液體。水玻璃的粘結(jié)性能良好，硬化時析出的硅酸凝膠可堵塞毛細孔隙而防止水滲透；耐熱性好，水玻璃硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強度下降很小，當采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土?xí)r，乃熱度可達1000攝氏度；耐酸性極好，可以抵抗氫氟酸、熱磷酸和高級脂肪酸以外的幾乎所有無機和有機酸。但，耐堿性和耐水性差。

2 水玻璃的用途

水玻璃的用途非常廣泛，幾乎遍及國民經(jīng)濟的各個部門。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、實驗室坩堝等耐高溫材料、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.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孔通道，提高材料的密度和強度，從而提高材料的抗風(fēng)化能力。以密度為1.35g/cm3的水玻璃浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密實度、強度、抗?jié)B性、抗凍性及耐水性等。 但水玻璃不得用來涂刷或浸漬石膏制品。因為水玻璃與石膏反應(yīng)生成硫酸鈉（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

將水玻璃與氯化鈣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，故工地上使用時必須做到即配即用。多礬防水劑常用膽礬（硫酸銅）、紅礬（重鉻酸鉀）、明礬（也稱白礬，硫酸鋁鉀）、紫礬等四種礬。

4.配制耐酸膠凝

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。如硫酸池等。

5.配制耐熱砂漿

水玻璃膠凝主要用于耐火材料的砌筑和修補。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、密實抗?jié)B、價格低廉、使用方便。可拌和成耐酸膠泥、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.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。

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%，強度高、潰散性好、舊砂可再生回用，回用率80-90%，可使用時間可調(diào)，可用于機械化造型生產(chǎn)線，也可用于單件小批量生產(chǎn)。可生產(chǎn)幾公斤至幾百噸的各種鑄件，現(xiàn)已在鐵路車輛、冶金機械、重型機械、礦山機械、通用機械廠幾十家企業(yè)推廣應(yīng)用。

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。

8. 修補磚墻裂縫

將水玻璃、粒化高爐礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當比例拌合后，直接壓入磚墻裂縫，可起到粘結(jié)和補強作用。

在新世紀的建筑領(lǐng)域中，新型材料的產(chǎn)生和利用 ，我們都要考慮好利弊，平衡環(huán)境與經(jīng)濟的和諧發(fā)展。

參考文獻

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