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水玻璃在建筑材料中的应用I. 引言- 介绍水玻璃的基本概念和历史- 阐述本篇论文的研究目的和意义II. 水玻璃的性质与制备方法- 描述水玻璃的化学组成、物理特性和机械性能- 介绍水玻璃的制备方法与工艺流程III. 水玻璃在建筑材料中的应用- 详细阐述水玻璃在建筑材料中的应用领域和方式- 分析水玻璃在建筑材料中的优点和局限性IV. 水玻璃的应用案例分析- 基于实际工程实例，描述水玻璃在建筑材料中的应用效果和影响- 分析不同应用领域和场景下的使用方法和实践经验V. 水玻璃应用的发展趋势及展望- 探讨建筑材料行业的发展趋势和前景，并分析水玻璃在其中的角色和发展方向- 提出水玻璃应用的未来趋势和研究方向VI. 结论- 总结论文的重点和核心内容- 展望水玻璃在建筑材料领域的应用前景，强调研究的意义和价值。
第一章引言建筑材料作为建筑行业的重要组成部分，不仅影响到建筑物的外观和功能，也关乎到其结构的牢固程度和使用寿命。
有机、无机及混合型材料在建筑材料领域中得到广泛应用。
而水玻璃作为一种具有广泛用途的无机材料，其特殊的化学性质和物理性能不但能够满足建筑材料在力学、耐久等方面的要求，还能够廉价、方便地进行制备和加工，因此在建筑材料领域应用越来越广泛。
本文旨在探讨水玻璃在建筑材料中的应用，为建筑材料领域的相关研究提供一定的参考借鉴。
第二章水玻璃的性质与制备方法2.1 水玻璃的化学组成和物理性质水玻璃，又称硅酸钠或硅酸钾，是一种无机胶体化合物，由一种碱金属离子（如钠离子或钾离子）和硅酸根离子（如SiO2^-2）构成。
水玻璃的化学式通常为Na2SiO3或K2SiO3，其分子式为(Na,K)2O · mSiO2 · nH2O或K2O · mSiO2 · nH2O。
水玻璃具有一系列重要的化学和物理性质，如高硬度、高强度、低膨胀系数、抗压强度高等等，这些特点使得水玻璃在建筑材料领域中得到广泛应用。
改性水玻璃水玻璃为硅酸钠液体状态，南方多称水玻璃，北方多称泡花碱。
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透明或半透明粘稠液体。
分子式[编辑本段]Na2O·mSiO2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M，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、高龄土、洗涤等众多领域。
技术指标[编辑本段]液体硅酸钠的技术指标指标名称技术指标二氧化硅（%）≥26.0 ≥29.2 ≥25.7氧化钠（%）≥8.2 ≥12.8 ≥10.2波美度 39.0-41.0 50.0-52.0 44.0-46.0水不溶物（%）≤0.38 ≤0.36 ≤0.38铁（%）≤0.09 ≤0.08 ≤0.09模数 3.1-3.4 2.2-2.5 2.6-2.9固体硅酸钠的技术指标指标名称技术指标模数（M） 3.1~3.4 2.6~2.9 2.2~2.5可溶固体（%）≥99 ≥99 ≥99铁(%) 0.12 0.12 0.10用途[编辑本段]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、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱、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……。
超细粉末改性⽔玻璃粘结剂试验研究华中科技⼤学硕⼠学位论⽂超细粉末改性⽔玻璃粘结剂试验研究姓名：汪华⽅申请学位级别：硕⼠专业：材料加⼯⼯程指导教师：樊⾃⽥20050303摘要建设环保型社会⽇益成为⼤众的共识，⼯业⽣产中污染环境的⾏业都⾯临着技术改⾰，铸造的“脏、乱、差”⼀直困扰着⼈们，铸造业改⾰的重点是⽆污染的砂型粘结剂的研制。
⽔玻璃砂，因⽆⾊、⽆味、⽆毒，在混砂、造型、浇注和落砂过程中没有刺激性⽓体和有毒⽓体产⽣，⽽成为了实现绿⾊铸造的⾸选。
但制约⽔玻璃砂发展的溃散性差、旧砂回收困难等问题，让⼤量的⽔玻璃旧砂被抛弃⽽污染了环境，使⽔玻璃砂⼯艺成为环境保护的双刃剑。
以纳⽶技术为主体的超细材料技术的发展为⽔玻璃砂技术的发展带来了新的希望。
本⽂结合超细粉末材料在⾼分⼦材料改性上的应⽤，提出了采⽤超细蒙托⽯粉、超细云母粉改性⽔玻璃粘结剂的构想。
通过进⾏⼀系列的单因⼦试验，研究超细蒙托⽯粉、超细云母粉、⼭梨醇和脱⽔硼砂等对⽔玻璃砂性能的影响，发现超细云母粉可以明显提⾼⽔玻璃的粘结强度、降低⽔玻璃的残留强度，⼭梨醇配合超细云母改性⽔玻璃可提⾼⽔玻璃砂的粘结强度、改善其溃散性，脱⽔硼砂配合超细云母粉改性⽔玻璃可提⾼⽔玻璃砂的抗潮性能。
采⽤超细云母粉、⼭梨醇、脱⽔硼砂三种物质进⾏正交试验，得到了改性配⽅⽔玻璃的较佳⽅案。
最后，通过SEM分析解释了超细云母粉改性⽔玻璃粘结剂成功的原因。
研究结果表明：超细云母粉在加⼊量为 1.5％时得到的改性⽔玻璃效果最好，此时⽔玻璃砂的常温强度⽐普通⽔玻璃的强度提⾼了约21％，⽽残留强度则降低了约34.5％；⼭梨醇配合超细云母粉改性⽔玻璃，可以在超细云母粉改性的基础上让⽔玻璃粘结剂的性能再提⾼⼀步，采⽤ 1.5％的超细云母粉和1％的⼭梨醇来改性⽔玻璃，能⽔玻璃砂的粘结强度提⾼约32.6％，同时残留强度降低约38.2％；经过脱⽔处理的硼砂可以加快⽔玻璃砂硬化的速度，同时改善了超细云母粉在⽔玻璃中的分散效果，提⾼⽔玻璃砂的抗吸湿性，但是过多的脱⽔硼砂的加⼊会影响⽔玻璃砂的溃散性。
水玻璃的工程用途1. 防火涂料：水玻璃作为一种优质的防火涂料，被广泛应用于建筑工程中。
其优异的防火性能使其成为建筑物外墙、内墙、天花板和地板等部位的理想涂料材料。
水玻璃能够形成一层坚固的保护膜，有效地抑制火势蔓延，保护建筑物和人员安全。
2. 土壤固化剂：水玻璃在土壤工程中被广泛应用于土壤固化。
通过与土壤中的细颗粒结合形成坚固的胶结体，提高土壤的稳定性和承载能力。
水玻璃作为一种环保、经济、高效的土壤固化剂，被用于道路基层、机场跑道等工程中，显著提高了工程质量和使用寿命。
3. 防水材料：水玻璃在防水工程中具有出色表现。
其渗透性强，在渗透到建筑物表面后能够与表面材料发生化学反应形成胶凝体，有效地提高了建筑物表面材料的防水性能。
水玻璃防水材料广泛应用于地下室、地下管道、水池等工程中，可有效阻止地下水的渗透，保护建筑物结构的完整性。
4. 耐酸碱材料：由于水玻璃具有良好的耐酸碱性能，因此在化工、石化等行业中被广泛应用。
它可以作为耐酸碱涂料、耐腐蚀涂层等材料，用于保护设备和管道免受腐蚀的损害。
此外，水玻璃还可以作为一种优质的胶结材料，用于制造耐酸碱砖、耐酸碱地板等。
5. 膨胀剂：在建筑工程中，水玻璃被广泛应用于混凝土和灰浆中作为一种优质的膨胀剂。
通过与混凝土中的氢氧化钙反应产生氢氧化钙胶凝物，并释放大量气体，在混凝土内形成微细孔隙结构。
这种孔隙结构能够有效改善混凝土的抗渗性、抗冻性和耐久性，提高混凝土的工程质量。
6. 粘结剂：水玻璃作为一种优质的粘结剂，广泛应用于建筑工程中。
它可以用于粘结砖、瓷砖、玻璃和金属等材料，形成坚固而耐久的粘结层。
水玻璃作为一种环保材料，无毒无害，对人体健康无害，并且具有优异的耐候性和抗老化性能。
7. 硬化剂：水玻璃在建筑工程中还可以作为一种硬化剂使用。
通过与混凝土中的游离氢氧化钙反应形成硬质胶凝体，提高混凝土的硬度和强度。
水玻璃硬化剂广泛应用于地坪、地面修复等工程中，能够显著提高地面的耐磨性、抗压强度和使用寿命。
改性水玻璃研制环保型无机胶黏剂作者：覃运覃欣来源：《世界家苑·学术》2018年第08期摘要：在我国木材工业中，“三醛”胶使用量较大，木材复合板中甲醛释放量严重超标，给人们的身体健康带来了很大的危害。
随着环境污染问题的凸显、化工原料价格的攀升和节能减排的迫切要求，寻求新的生产原料及其新工艺技术成为木材工业用胶黏剂行业发展必然趋势。
在重视环境保护的当今世界，无疑是不能满足人们的需要的，这就要求木材胶黏剂必须向低毒、无毒方向发展。
本文以水玻璃为原料在磷酸改性作用下与偏高岭土及木屑混合，采用适当工艺过程制备出了胶合板。
考察了水玻璃模数，水玻璃、偏高岭土与木屑之间配比的主要影响因素，在60℃下养护24h，脱模，得出胶合板，通过测定其抗压强度、抗弯强度、耐水性，对无机胶黏剂进行评价。
研究表明：当水玻璃模数为1.6模，木屑添加量为20%，胶合板的性能较为理想。
关键词：改性水玻璃；偏高岭土；木屑；抗折强度；抗压强度；耐水性1 实验部分1.1仪器和原料原料：高岭土、偏高岭土、水玻璃、木屑、磷酸、氢氧化钠、去离子水。
仪器：万能压力试验机DNS100，电子数显卡尺PJ-D4100，电热恒温干燥箱202型，马弗炉CQ-G53。
2 结果分析与讨论2.1 组分含量完全相同，不同模数水玻璃对胶合板性能的影响（1）当酸改性水玻璃模数不同，酸改性水玻璃、偏高岭土和木屑含量相同时对胶合板性能的影响。
水玻璃的模数不同，碱激发作用效果也不同。
实验选择了模数分别为1.6、1.7、1.8的水玻璃作为碱激发剂进行实验。
当酸改性水玻璃模数分别为1.8、1.7，酸改性水玻璃、偏高岭土和木屑含量完全相同，分別为：60g、25g、13g时，酸改性水玻璃与胶合板抗折强度、抗压强度与耐水性的关系如下：图1为硅酸钠水玻璃模数对样品性能的影响，随模数的升高，即碱度的降低，胶合板的抗折强度、抗压强度、耐水性都有小幅度的增加。
一般认为液体水玻璃模数为1.2～1.4M时具有较好的激发效果1-4]，随着水玻璃模数的降低，含水量会升高，降低了无机胶黏剂的粘性，使胶合板的强度降低了。
目录第一部分水玻璃基础水玻璃有机酯自硬砂工艺简介 (1)关于水玻璃的几个基本概念 (1)第二部分改性水玻璃改性水玻璃自硬砂的主要性能参数 (3)酯硬化水玻璃硬化机理 (4)影响水玻璃自硬砂硬化特性的主要因素 (5)改性水玻璃自硬砂的材料 (6)改性水玻璃和有机酯固化剂的使用方法 (7)混砂、造型注意事项 (8)常见问题诊断及解决方案 (9)第三部分再生砂水玻璃再生砂的特性 (11)再生砂工艺要点 (11)再生砂水玻璃材料及工艺 (12)常见问题诊断及解决方案 (13)关于水玻璃残留Na2O (14)第一部分水玻璃基础一、水玻璃有机脂自硬砂工艺简介改性水玻璃有机酯自硬砂工艺是一种先进的造型工艺，它克服了传统水玻璃砂加入量高、溃散性差、旧砂回用率低等缺点，是一种符合二十一世纪可持续发展的绿色环保工艺。
我公司顺应时代发展潮流，契合铸造厂家的实际需要，发展和完善了这一重要而先进的生产技术。
水玻璃作为一种铸造粘结剂，引进中国铸造车间已有几十年的历史，其应用工艺也从早期的二氧化碳硬化，发展到固化剂硬化。
二氧化碳硬化法硬化速度快，但硬化过程中稳定性欠佳，常使型砂过吹，厚大砂芯内部难以硬透，导致铸件产生较多的缺陷。
粉状硬化剂硬化法虽然比二氧化碳法有了较大进步，但由于水玻璃容量高达8%以上，浇铸后型砂残留强度高，溃散性差，这使其应用受到限制。
液体硬化剂的使用，由于其水玻璃加入量少、溃散性好、工艺简单等特点，至今已发展成为一种有强大生命力的新型砂型。
它具有以下的工艺特点：1）水玻璃加入量低而砂型强度高。
改性水玻璃的加入量为砂重的2.2~3.0%，型砂抗压强度达2.0~3.6MPa。
2）型砂综合工艺性能好。
冬季硬透性好，硬化性能可调性好。
通过调整水玻璃和固化剂的种类及加入量，容易适应外界环境、铸件生产要求的变化，可完全满足不同工厂造型制芯的工艺要求，能建成生产线大批量生产。
3）可实现水玻璃砂的干法再生回用，回用率≥80%，可以消除水玻璃砂废砂和废水对生态环境的污染。
液相法改性水玻璃的生产与应用作者：马丽娜来源：《科学与财富》2019年第22期摘要：介绍了水玻璃的老化现象以及阻止老化的方法，提出了液相法改性水玻璃生产的工艺原理，该产品在现场应用中取得了比较好的效果，改性水玻璃无论从产品的生产工艺，还是使用性能，特别是环保角度考虑，具有较好的推广价值。
关键词：液相法；改性水玻璃；生产；应用水玻璃作为一种造型用粘结剂，广泛地应用于型砂生产中，在生产和使用过程中都无刺激性和有害气体产生，对生产工人的身体健康有利，同树脂相比，水玻璃的成本低，但由于水玻璃的老化现象及普通水玻璃的粘结力低，在型砂的生产中水玻璃的加入量高，型砂的溃散性差，铸件的出砂清理困难，随着绿色环保和清洁生产要求的提出，以及树脂使用过程中出现的质量问题，加上生产成本、环境保护等方面的压力，采取有效措施对水玻璃进行物理或化学改性，提高水玻璃的粘结力，从而降低型砂中水玻璃的加入量，使型砂的溃散性得到改善，使水玻璃的旧砂回用得以实现，该水玻璃应用于酯硬化法和CO2硬化法生产铸钢件取得了比较好的效果。
1、水玻璃改性的方法及作用机理1.1、水玻璃的老化及改性的必要水玻璃在贮放过程中，模数和密度基本保持不变，但粘度不断下降，表面张力持续提高，凝胶速度加快，粘结强度不断下降，这是水玻璃中自发进行聚合反应，缓慢释放能量，这称作老化。
老化现象对水玻璃的使用性能有很大害处，模数越高，老化越严重，使高模数水玻璃的应用困难，由于粘度降低，为保证型砂强度，须多加水玻璃，导致型砂溃散性差。
1.2、水玻璃的化学改性化学改性是往水玻璃中加一种或数种其他物质，阻缓老化，减少因老化而损失的粘结强度。
改性剂必须满足四项要求：具有与硅羟基形成氢键的能力、具有表面活性、活性随聚合度而生高、分子折叠后可将每平方纳米8-10个硅羟基覆盖住。
化学改性既能提高型砂的常温强度，又能降低残留强度。
化学改性花费不多但增强效果显著，减少了水玻璃的加入量，具有极大的经济效益。
