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水玻璃不同途径的固化机理
水玻璃的粘结强度是指水玻璃硬化后具有的强度。水玻璃和原砂经混砂机混拌以后,砂粒表面上包覆了一层薄薄的水玻璃膜,即粘结膜。相邻的砂粒通过粘结膜连接起来,形成粘结桥(如图1),随后通过水玻璃的胶凝过程建立起粘结强度[1],如图2。
硅酸胶凝聚合化学反应通过三个同时发生的过程产生:
(1) 单分子和双分子硅酸聚合形成低聚体;
(2) 分子间硅氧基团的聚合导致环的闭合和终粒子形成;
(3) 单个粒子的聚合形成长链。
通过对相应文献的参考研究,归纳出水玻璃的固化途径主要有以下几种:
3.1加热硬化
水玻璃的加热硬化系物理脱水硬化过程,水玻璃脱水后为脱水硅酸凝胶。常温下水玻璃溶胶中的水分蒸发,水玻璃中的硅酸阴离子聚集成膜,Na+ 无规则地分布在涂膜中。水玻璃凝胶中存在较多的Si-OH 键,遇水易溶,则固化物破坏。当温度升高时(80℃时)水分子重排并对相邻硅醇基之间的缩合起催化作用,进一步加热至120~130℃以上,残存的水分子促使硅醇基