水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料,又称泡花碱。
水玻璃可根据碱金属的种类分为钠水玻璃和钾水玻璃,硅灰其分子式分别为Na2O.nSiO2和K2O.nSiOz.式中的系数n称为水玻璃模数,是水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比(或摩尔比)。水玻璃模数是水玻璃的重要参数,一般在1.5-3.5之间。水玻璃模数越大,固体水玻璃越难溶于水,n为1时常温水即能溶解,n加大时需热水才能溶解, n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模数越大,氧化硅含量越多,水玻璃粘度增大,易于分解硬化,粘结力增大。
水玻璃的生产有干法和湿法两种方法:
干法用石英岩和纯碱为原料,磨细拌匀后,在熔炉内于1300-1400℃温度下熔化,按下式反应生成固体水玻璃,溶解于水而制得液体水玻璃
湿法生产以石英岩粉和烧碱为原料,在高压蒸锅内,2—3大气压下进行压蒸反应,直接生成液体水玻璃。 微硅粉在耐火行业得到广泛应用。实际应用在以下几方面:
(1)微硅粉作为添加剂生产不定形和定形耐火制品,使其强度、高温性能大大地改善。
(2)代替纯铝氧化泥作耐火材料。
(3)作盛钢桶整体的浇注结合促凝剂。
(4)其它耐火制品的粘聚剂、结合剂、促凝剂、添加剂。
微硅粉作为一种新原料,在耐火行业普遍使用。它对不定形耐火材料的改善有重要作用。表现为
(1)传统耐火材料中有众多孔隙,微硅灰充填于孔隙中,提高了体积密度和降低气孔率,强度可明显增强。
(2)微硅粉有强的活性,在水中能形成胶体粒子,加入适量的分散剂,可增强流动性,从而改善浇注性能。
(3)微硅粉在水中易形成—Si-OH基,具有较强的亲水性和活性,能增强耐火材料的凝聚,同时对高温性能有较大的改善,并可延长耐火制品的使用寿命。 微硅粉是生产硅铁或金属硅的工业粉尘,经回收制成。由于生产硅铁或金属硅使用温度很高的电炉,挥发的硅在空气中氧化成二氧化硅,在空气中形成微小的颗粒(直径在10~100nm之间),通过除尘设备回收,打包后制成微硅粉产品(俗称硅灰)。微硅粉主要用于水泥或混凝土材料,以改善水泥或混凝土的性能,配制具有超高强(C70以上)耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透、抗冻、早强的特种混凝土,广泛应用于大坝、大型水库、水电站、海港码头、铁路桥梁、高速公路等工程。
由于微硅粉的粒径只有水泥的大约百分之一,因而可以填充水泥间的空隙,提高体系的密实性,从而提高强度、抗渗、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗冻、早强等性能。试验表明,掺微硅粉6~8%取代水泥,水泥砂浆强度不降低,约增加用水量20%,而相同压力的渗透高度比只有0.3。可见微硅粉配合高效减水剂使用,减除多余水分后,可大幅提高混凝土强度及抗渗等综合性能。