水玻璃砂
簡介
水玻璃是各種聚硅酸鹽水溶液的統稱。鑄造上常用的是鈉（Na2O·mSiO2）水玻璃，其次是鉀（K2O·mSiO2）水玻璃，此外還有鋰（Li2O·mSiO2）水玻璃，鉀鈉（mK2O·Na2O·mSiO2）水玻璃季氨鹽（季氨鹽）水玻璃等。其中，由於鈉水玻璃的應用最廣泛，所以我們主要介紹一下它，鈉水玻璃有幾個重要的參數，直接影響它的化學和物理性質，也直接影響到一鈉水玻璃為粘結劑的鈉水玻璃砂的工藝性能，這就是鈉水玻璃的模數，密度，含固量和粘度。模數：鈉水玻璃中SiO2和Na2O化學成分的化學含量之比稱為模數。密度：鈉水玻璃的密度ρ取決於鈉水玻璃中水的質量分數。密度低，水的質量分數高，含固量少，不宜作為型（芯）砂的粘結劑；反之，密度大，粘稠，也不便定量和不利與砂子混合。鑄造上通常採用密度為1.32~1.68克/立方厘米或者波美度35~54三維鈉水玻璃。
評價
鈉玻璃砂CO2是某些車間常用的制芯造型工藝。此法既可以用於大量生產和單件小批生產，也適用於大小型、芯。廣泛採用的CO2-鈉水玻璃砂，大都有純淨的人造（或天然）石英砂加入4.5%~8.0%的鈉水玻璃配製而成。對於幾十噸的質量要求高的大型鑄鋼件砂型（芯），全部採用面砂或局部採用鎂砂、鉻鐵礦砂，橄欖石砂、鋯砂等特種砂代替石英砂較為有利。有的要求鈉水玻璃砂具有一定濕態強度和可塑性，以便脫模後再吹CO2硬化，可以加入1%~3%的膨潤土（質量分數）或3%~6%的普通粘土砂（質量分數）或加入部分粘土砂。為改善出砂性，有的型砂還加入1.5%的木屑（質量分數）或加入5%的石棉砂（質量分數）或加入其它附加物新製備的水玻璃是一種真溶液。但是在存放過程中，水玻璃中硅酸要進行縮聚，將從真溶液逐步縮聚成大分子的硅酸溶液，最後成為硅酸凝膠。因此，水玻璃實際上是一種由不同聚合度的聚硅酸組成的非均相混合物，易受其模數、濃度、溫度、電解質含量和存放時間的影響。水玻璃在存放過程中分子產生縮聚，形成凝膠，其粘結強度隨着貯存時間的延長而逐漸降低，這一現象稱為水玻璃「老化」。「老化」現象可由下述兩組試驗數據來說明：高模數水玻璃（M=2.89，ρ =1.44 g/cm3） 貯放20、60、120、180、240 d 後，吹CO2硬化的水玻璃砂干拉強度相應下降9.9 %、14 %、23.5 %、36.8 %和40 %；低模數水玻璃（M=2.44，ρ =1.41 g/cm3）貯放7、30、60和90 d 後，干拉強度分別下降4.5 %、5 %、7.3 %和11 %。[1]