水玻璃的水解及性能优化

1.水玻璃的水解

根据Ms的大小，水玻璃分中性和碱性水玻璃。Ms≥3.0为中性水玻璃，Ms＜3.0为碱性水玻璃，但不管是中性还是碱性水玻璃，水解后的水溶液均呈碱性，pH在11到12之间［2］。水玻璃的水解产物多硅酸又较难电离，因此，反应比较强烈，反应式如下：

Na2O·nSiO2+yH2O→2NaOH+nSiO2·（y-1）H2O

由于低Ms的水玻璃中氧化钠的含量较高，其中的硅酸根离子易溶解出来与水发生水解反应。因此，低模数的水玻璃易水解，但浓度太高时则不利于发生水解反应。这是因为当溶液的浓度太高时，相应的NaOH含量就较高，会与水解所生成的硅酸反应，生成新的硅酸钠，所以，硅酸钠水解就会被抑制。

2.水玻璃的性能

与普通的钠盐相比，水玻璃有着特殊的物理和化学性质，例如，熔点、沸点高、硬度大，具有一定的化学稳定性，水解呈碱性，在高温高压下才能溶于水，其水溶液具有一定的黏性等，这些性质使得它具有一定的特殊性能：

（1）黏结能力强、强度高。水玻璃在硬化后，其主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅，因而具有较高的黏结力和强度。用水玻璃配制的混凝土抗压强度可达15～40 MPa。(www.xing528.com)

（2）耐热性好。水玻璃不燃烧，耐热性好，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。

（3）耐酸能力强。由于水玻璃硬化后的主要成分是二氧化硅，它可以抵抗除氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的有机和无机酸的作用。

（4）耐碱性和耐水性差。由于水玻璃在加入促凝剂后不能完全硬化，仍有一定量的Na2O·nSiO2。SiO2和Na2O·nSiO2均可溶于碱，且Na2O·nSiO2可溶于水。实际中，常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸洗处理来提高耐水性。

根据《工业硅酸钠》（GB/T 4209—2008），液体硅酸钠分为液-1、液-2、液-3、液-4四种型号，具体技术要求见表2-1。

表2-1　工业液体硅酸钠要求