硅酸钠基本知识
1、硅酸钠基本知识简介英文名： Sodium silicate, Water glass.硅酸钠是无色固体，密度 2.4g/cm3,熔点1321K（1088C）。溶于水成粘稠 溶液，俗称水玻璃、泡花碱。是一种无机粘合剂。固体硅酸钠南方多称水玻璃，北方多称泡花碱，硅酸钠的水溶液通称水玻 璃。纯固体硅酸钠为无色透明固体，市售硅酸钠多含有某些杂质，略带浅蓝色。硅酸钠俗称水玻璃，液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液 体。固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。形态分为液体、 固体、水淬三种。理论上称这类物质为 “胶体”。普通硅酸钠为略带浅蓝色块状 或颗粒状固体，高温高压溶解后是略带色的
2、透明或半透明粘稠液体。市面上出售的AR分析纯水玻璃为Na2SiO39H2O，放置在空气中吸潮、结 块。在水中的极易溶解。泡花碱也就是硅酸钠（Na2SiO3），溶于水后形成的粘稠溶液，通称水玻璃， 呈碱性。它的用途非常广泛，往往根据其粘结性强的特点，被用做硅胶，而且 耐酸、耐热。有毒，但对一般的接触没有影响，误食则会对人体的肝脏造成危 害分类介绍1、硅酸钠分两种，一种为偏硅酸钠，化学式 Na2SiO3，式量122.00。另一 种为正硅酸钠，化学式 Na4SiO4,式量184.04。2、正硅酸钠是无色晶体，熔点 1291K（1088C ），不多见。水玻璃溶液因水 解而呈碱性（比纯碱稍强）。因系弱酸
3、盐所以遇盐酸，硫酸、硝酸、二氧化碳 都能析出硅酸。保存时应密切防止二氧化碳进入，并应使用橡胶塞以防粘住磨口玻璃塞。工业上常用纯碱与石英共熔制取Na2CO3+SiWNa2SiO3+CO2 ，制品常因含亚铁盐而带浅蓝绿色。 用为无机粘接制剂（可与滑石粉等混合共用） ， 肥皂填充剂，调制耐酸混凝土，加入颜料后可做外墙的涂料，灌入古建筑基础 土壤中使土壤坚固以防倒塌。3、偏硅酸钠是普通泡化碱与烧碱水热反应而制得的低分子晶体，商品有无水、五水和九水合物，其中九水合物只有我国市场上存在，是在上世纪 80 年代 急需偏硅酸钠而仓促开发的技术含量较低的应急产品，因其熔点只有42 C,贮存时很容易变为液体或膏状
4、，正逐步被淘汰，但由于一些用户习惯和一些领域对结晶水不是很在意，九水偏硅酸钠还是有一定市场。生产方法硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相法）两种。1、干法生产生成M,是将石英砂和纯碱按一定比例混合后在反射炉中加热到1400 C左右,熔融状硅酸钠；2、湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共热直接生成水玻璃,经 过滤浓缩得成品水玻璃。物化性质 回目录分子式块状硅酸钠 Na2OmSiO2 分子量：122.054 CAS NO.:1344-09-8石英砂和碱的配合比例即 SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数 模数即显示硅酸钠的组成,又影响硅酸钠的物理、化学性质,因此不同模数的 硅酸
5、钠有着不同的用处。广泛应用于普通铸造、精密铸造、造纸、陶瓷、粘土、 选矿、高岭土、洗涤等众多领域。硅酸钠变质原理Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3 J +Na2CO3模数3.5-3.73.13.42.62.92.22.5技术指标硅酸钠水溶液的技术指标二氧化硅（ %）> 24.6> 26.0> 29.2> 25.7氧化钠（ %）> 7.0> 8.2> 12.8> 10.2水不溶物（%）< 0.20< 0.38< 0.36< 0.38铁 （ %）< 0.02< 0.09< 0.08< 0.09
6、波美度0.35-0.370. 39-0.410 .50-0.520. 44-0.46模数3.5-3.73.1-3.42.2-2.52.6-2.9固体硅酸钠的技术指标可溶固体（ %）铁（%）0.12 0.12 0.12 0.10用途 水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化工系统被用 来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状 硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。在经济发达 国家，以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到 50 余种，有些已应用于高、 精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也 是水质软化剂、助
7、沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中 广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、 耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另 外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐 剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、 矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等 , 。分述如下：1、涂刷材料表面，提高抗风化能力水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后，能渗入 缝隙和孔隙中，固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道，提高材料的密度和强度，从 而提高材料的抗风化能力。但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制
8、品。因为水玻 璃与石膏反应生成硫酸钠（Na2SO4）,在制品孔隙内结晶膨胀，导致石膏制品 开裂破坏。2、加固土壤 将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅 酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高。常用 于粉土、砂土和填土的地基加固，称为双液注浆。3、配制速凝防水剂 水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂，用于堵漏、填缝等局部抢修。这种 多矶防水剂的凝结速度很快，一般为几分钟，其中四矶防水剂不超过1min，故工地上使用时必须做到即配即用。多矶防水剂常用胆矶 （硫酸铜） 、红矶（重铬酸钾， K2Cr2O7） 、明矶（也 称白矶，硫酸铝钾）、紫矶等四种矶。4
9、、配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土 耐酸胶凝是用水玻璃和耐酸粉料（常用石英粉）配制而成。与耐酸砂浆和 混凝土一样，主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。5、配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土 水玻璃胶凝主要用于耐火材料的砌筑和修补。水玻璃耐热砂浆和混凝土主 要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。6、防腐工程应用 改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蚀重要材料，主要特性是耐酸、耐温、密实抗 渗、价格低廉、使用方便。可拌和成耐酸胶泥、耐酸沙浆和耐酸混凝土，适用 于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程，是纺酸建筑 结构贮酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。7、铸造制型（芯）黏结剂
10、 五十年代水玻璃吹二氧化碳工艺广泛应用，该工艺水玻璃加入量高、溃散 性差，旧砂不能回用，浪费硅砂资源，大量外排固体废弃物，破坏生态环境， 生产铸件质量粗糙，使其面临被淘汰。酯硬化新型水玻璃自硬砂 1999 年问世，水玻璃加入量 1.8-3.0%，强度高、 溃散性好、旧砂可再生回用，回用率 80-90%，可使用时间可调，可用于机械化 造型生产线，也可用于单件小批量生产。可生产几公斤至几百吨的各种铸件， 现已在铁路车辆、冶金机械、重型机械、矿山机械、通用机械厂几十家企业推 广应用。新型水玻璃被称为符合可持续发展的绿色环保型铸造黏结剂。主要特点 回目录1、粘结力和强度较高 水玻璃硬化后的主要成分为硅
11、凝胶和固体，比表面积大，因而具有较高的 粘结力。但水玻璃自身质量、配合料性能及施工养护对强度有显著影响。2、耐酸性好可以抵抗除氢氟酸（HF）、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有 机酸。3、耐热性好硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，当采用耐热耐 火骨料配制水玻璃砂浆和混凝土时，耐热度可达1000°C。因此水玻璃混凝土的耐热度，也可以理解为主要取决于骨料的耐热度。4、耐碱性和耐水性差因和混合后易均溶于碱，故水玻璃不能在碱性环境中使用。 同样由于、NaF、 Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗处 理，提高耐水性。其他相关知识水玻璃
12、基本知识常用的水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱。钠水玻璃为硅 酸钠水溶液，分子式为Na2OmSiO2。钾水玻璃为硅酸钾水溶液，分子式为K2OmSiO2。土木工程中主要使用钠水玻璃。 当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。 优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体，溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或 青灰色。钠水玻璃分子式中的 m称为水玻璃的模数，代表 Na2O和SiO2的摩尔比， 是非常重要的参数。 m 值越大，水玻璃的粘度越高，但水中的溶解能力下降。 当 m 大于 3.0 时，只能溶于热水中，给使用带来麻烦。 m 值越小，水玻璃的粘 度越低，越易溶于水。土木工程中常用模数m为2.62.8
13、，既易溶于水又有较高的强度。我国生产的水玻璃模数一般在 2.43.3之间。水玻璃在水溶液中的含量（或 称浓度）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为 1.36 1.50g/cm3,相当于波美度38.448.3。密度越大，水玻璃含量越高，粘度越大。水玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上纯碱（Na2CO3）,在13001400C 的高温下煅烧生成液体硅酸钠 ，从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。再在高 温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。水玻璃的凝结固化 水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化非常相似，主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现随着碳化反应的进行，硅胶含量增
14、加，接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固 体而凝结硬化，其特点是：1、速度慢。由于空气中 CO2 浓度低，故碳化反应及整个凝结固化过程十 分缓慢。2、体积收缩。3、强度低。 为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度，水玻璃使用时一般要求加入固 化剂氟硅酸钠，分子式为 Na2SiF6。氟硅酸钠的掺量一般为12%15%。掺量 少，凝结固化慢，且强度低；掺量太多，则凝结硬化过快，不便施工操作，而 且硬化后的早期强度虽高，但后期强度明显降低。因此，使用时应严格控制固 化剂掺量，并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。 即：气温高、模数大、密度小时选下限，反之亦然。速溶粉状硅酸钠 速溶粉状硅酸钠又称速溶泡花碱、水合硅酸钠。该产品外观洁白，呈粉末 状，均匀性好。运输、储存和使用非常方便，特别适用于机械化、自动化操作。 广泛应用于冶金、电力、石化及建材工业中。被用来做为不定
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