原砂净化处理对水玻璃砂强度的影响
水玻璃浓度与浇注砂土强度关系
值， 最后换算成抗压强度。
３ 实验 方 案
通过测定砂土的孔隙， 来确定砂土与水玻璃的配 比， 即拟用填满砂土孔隙的体积量来确定配 比。测定方 法为： 一 ， ＝ 其中， 是指材料的堆积体积 ， 是指材料在 自 然状态下的体积。经测定 ， ０ ３ 克砂土的孔隙 ０ 体积为 ８ ｌ ９ｍ 。所以试验采用 ３０克砂土加入 ８ ｌ ０ ９ｍ 体积 的水玻璃溶液的配 比。将原料配好后 ， 进行搅拌 ２ｍｎ之后 振实 ， ｉ， 振动次 数不少 于 ３ 。每种 浓度做三 组试样 ， Ｏ次 每组龄期 分别 为 ８天 、４天和 ２ １ ８天 ， 实验方 案 如表 ２所 示 。
第３卷 第 １ ４ 期 ２１ ０ ２年 １月
河北联合大学学报 （ 然科学版 ） 自 Ｊｕｎ ｌ ｆＨｅｅ Ｕ ｉ ｄＵ ｉｅｓｙ（ ａ ｒｌ ｃｅｃ ｄｔｎ ｏｒａ ｂｉ ｎｔ ｎｖｒｉ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｅＥ ｉｏ） ｏ ｅ ｔ ｕ ｎ ｉ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ １ １３ ．
表可得水玻璃溶液的百分数分别为 ３％ 、 ％、１ 。 ０ ３ ６ ４％ 水玻璃属于气硬性胶凝材料， 在空气中与二氧化碳发生反应 ， 析出二氧化硅凝胶 ， 因凝胶脱水而逐渐硬 化 反 应为 ： 引，
Ｎａ Ｏ ・ Ｓ Ｏ２＋ｍＨ２ ＋Ｃ ２ ÷ Ｃ ２ ｎｉ Ｏ Ｏ ＿ Ｎ ２ Ｏ３＋ｎ ｉ ２・ｍＨ２ ＳＯ Ｏ
表 １ 美、 、 英 日等国水玻璃用途的消耗 比例 （ ％）
１ 实验材料及性质
（） １ 水玻 璃 水 玻璃 俗称 泡花碱 ， 子式 为 Ｎ ： ｎｉ： 分 ａ０・ ＳＯ 。其 中 ， 系数 ｎ称 为水玻璃 模数 ， 代表 ＳＯ 和 Ｎ ｉ ａ０的物质 的 量的比， 值越大， ｎ 水玻璃的粘性和强度越高 ， 但在水中的溶解能力下降 ， 只能溶于热水 中， 给应用带来麻烦。 当 ／大于 ３０时 ， 在 ４ｔ 以上 的蒸汽 中才 能溶 解 。／值越 小 ， ７ ， ． 要 ａ ｍ ７ ， 水玻 璃 的粘 性 和强 度越 低 ， 易溶 于 水 ， 越 故
磷酸氢二钠及木糖醇改性水玻璃对微波硬化水玻璃砂存放强度影响
改性后的水玻璃砂 中没有 出现新 的基 团；扫描 电镜分析表 明 ，改性后 ，水玻璃膜 均匀、完整地 覆盖在砂粒表 面， 粘结桥 中裂纹减 少。
ａ ｅ ｃ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｏ ａ ｄ ｇ ａｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｉ ｅ ｓ ｃ ａ ｋ ｉ ｈ ｉ ｄ ｒｂ ｉ ｇ ｆ ｔ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｒ ｏ ｔ ｄ ｏ ｈ ｕ ｆ ｃ ｆｓ ｎ ｒ ｉ ｎ ｈ ｒ Ｓ ｌ ｓ ｒ ｃ ｎ ｔ ｅ ｂ ｎ ｅ ｒｄ ｅ ｏ ａ ｌ ． ｈ Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｉ ｍ ｉｉａ ｅ ｓ ｎ ； ｔ ｒ ｇ ｔｅ ｇ ｈ ｉ ｏ ｉ ｍ ｙ ｒ ｇ ｎ ｐ ｏ ｐ ａ ｅ ｘ ｌ ｏ ；ｉ ｆ ａ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｄ ｕ ｓｌｃ ｔ ａ ｄ ｓ ｏ ａ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ；ｄ ｓ ｄ ｕ ｈ ｄ ｏ ｅ ｈ ｓ ｈ ｔ ； ｙ ｉ ｌ ｎ ｒ ｒ ｄ ｔ
关键词：水玻璃砂；存放 强度Biblioteka ；磷酸氢二钠；木糖 醇；红外光谱
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ １． Ｇ ２ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １７ － ３ ０ ２ １） １０ ０ － ４ ３ ３ ２ （０ ０ ０ － ０ １０ ６
Ｅｆｅｃ ｆＤｉ ｏｄｉ ｆ ｔｏ ｓ ｕｍ ｄｒ Ｈｙ ｏｇｅｎ Ｐｈｏｓ ｐｈａ ｅ ａｎ ｔ ｄ Ｘｙｌ ｏｌ ｏ ｆｅ ａ ｅｒＧｌ ｓ ｉ ｄｉｉｄ Ｗ ｔ ａ ｓ ｏｎ ｔ Ｍ Ｓｔ ａ ｒ ｇｔ ｏｒ ｇｅ Ｓｔｅｎ ｈ ｏｆＳｏｄｉ ｕｍ ｌ ａ ｅ Ｓａｎｄ Ｈａｒ Ｓｉｃ ｔ ｉ ｄｅｎ ｄ ｂｙ Ｍ ｉ ｏ ａ ｅ ｃｒ ｗ ｖｅ Ｈｅａ ｉ ｔｎｇ
水玻璃砂环境污染问题的解决
水玻璃砂环境污染问题的解决2001年5月22-23日签署的《关于持久性有机污染的斯德哥尔摩公约》，决定在世界范围内禁用或严格限用12种有机污染物。
这12种持久性污染物是：艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕（DTT）、六氯合苯（六六六）、多氯联苯、二恶英和呋喃。
所谓“持久性”，是指一些有机化合物一但生成，便永久地在地球上，不会被自然或生物降解。
DTT、六六六被大量使用后，便进入全球动植物食物链中，影响动物生殖系统；艾氏剂、狄氏剂、二恶英和其它一些化合物，被发现会损害动物的免疫系统和具有致癌作用；尤其是二恶英和呋喃被称作“环境激素”，更确切地称其为“外因性分泌干扰物质”。
树脂砂的环境污染已被所有铸造工作者认识，因为它在浇铸过程中有刺激气体释出，如SO3、SO2、P2O5、甲醛和苯酚等，还有没有气味甚至微带芳香的二恶英和呋喃树。
我公司铸造使用水玻璃砂。
水玻璃无色、无臭、无毒。
在混砂造型、硬化和浇铸过程中都没有刺激性或有毒气体溢出。
但过去水玻璃的加入量高达7％—8％，或者更多。
溃散性太差，在清砂现场，风镐齐动，硅尘飞扬，造成硅尘污染。
旧砂再生困难，大量被废弃，造成环境的碱性污染。
提高水玻璃溃散性的首要措施，在于减少水玻璃的加入量。
一方面要提高砂的质量，另一方面要提高水玻璃的比粘结强度。
其措施是对水玻璃进行多重改性。
我们对水玻璃进行了以下改性方法：一、物理改造。
水玻璃在贮放中会不断老化，使他的粘接强度下降多达30％，是凝胶比值下降（1立方毫升水玻璃形成凝胶所需1MBL毫升数）。
1、使用新鲜的水玻璃。
要求定点选购厂家每周送一车。
2、用超声、磁场、电场、加热等消除老化。
二、化学改性。
1、阳离子改性：往钠水玻璃中渗入K+、Li、NR+4等。
2、阴离子改性：往硅氧链中插入ACO+33、PO+35等阳离子。
3、高分子改性：往水玻璃内渗入聚丙烯环，聚STMA等粘接剂。
4、多元醇改性：渗入山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇或四醇等。
水玻璃砂的再生
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一、水玻璃砂的构成
1、原砂 2、水玻璃（粘结剂） 3、辅助材料（溃散剂、脱模剂等）
水玻璃是一种透明的玻璃状熔体，成分是碱 金属硅酸盐。
通常说的水玻璃指：钠水玻璃 (Na2O·mSiO2·nH2O）
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二、水玻璃旧砂再生面临的问题
（一）、水玻璃旧砂的特点 1.结膜 在砂粒表面形成惰性膜。这种薄
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4、化学再生
水玻璃旧砂中残留Na2O可粗分为三部分： a).5—10%存在于钠玻璃态，不会影响回 用砂的可使用时间； b).30—40%以无机盐状态存在，它们将 恶化回用砂的可使用时间和耐火度； c).50—65%存在于失水的高模数水玻璃 中，后者有一非常可贵的特性，即其可逆 性和可溶性，可因失碱失水而固化，固化 的水玻璃也可以复水而回到液体状态。
还有学者提出：在原砂中加入炉渣能改善 旧砂溃散性
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2、多重变性水玻璃
以钠钾或钠钾锂水玻璃为基础，通过物理 或化学改性、添加有机——无机助粘结剂 在经过多重变性处理。
多重变性水玻璃可使水玻璃加入量减少 30%左右。
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3、脉冲VRH法
脉冲吹气是指CO2气体按一定的时间间隔 吹入砂型，能有效防止过吹，充分的水玻 璃砂的粘结强度，减低砂型中水玻璃的加 入量约30%。
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③热湿法干法联合再生
原理 为了增加旧砂表面的惰性膜在水中
的溶解速度和溶解率，先把水加热，采用 高温水洗、搓擦、搅拌，去除砂粒表面的 粘结剂膜，然后把砂中溶有粘结剂的水排 出，烘干，再干法再生，去除粉尘，称为 热湿法干法联合再生。
水玻璃砂环境污染问题的解决
水玻璃砂环境污染问题的解决2001年5月22-23日签署的《关于持久性有机污染的斯德哥尔摩公约》，决定在世界范围内禁用或严格限用12种有机污染物。
这12种持久性污染物是：艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕（DTT）、六氯合苯（六六六）、多氯联苯、二恶英和呋喃。
所谓“持久性”，是指一些有机化合物一但生成，便永久地在地球上，不会被自然或生物降解。
DTT、六六六被大量使用后，便进入全球动植物食物链中，影响动物生殖系统；艾氏剂、狄氏剂、二恶英和其它一些化合物，被发现会损害动物的免疫系统和具有致癌作用；尤其是二恶英和呋喃被称作“环境激素”，更确切地称其为“外因性分泌干扰物质”。
树脂砂的环境污染已被所有铸造工作者认识，因为它在浇铸过程中有刺激气体释出，如SO3、SO2、P2O5、甲醛和苯酚等，还有没有气味甚至微带芳香的二恶英和呋喃树。
我公司铸造使用水玻璃砂。
水玻璃无色、无臭、无毒。
在混砂造型、硬化和浇铸过程中都没有刺激性或有毒气体溢出。
但过去水玻璃的加入量高达7％—8％，或者更多。
溃散性太差，在清砂现场，风镐齐动，硅尘飞扬，造成硅尘污染。
旧砂再生困难，大量被废弃，造成环境的碱性污染。
提高水玻璃溃散性的首要措施，在于减少水玻璃的加入量。
一方面要提高砂的质量，另一方面要提高水玻璃的比粘结强度。
其措施是对水玻璃进行多重改性。
我们对水玻璃进行了以下改性方法：一、物理改造。
水玻璃在贮放中会不断老化，使他的粘接强度下降多达30％，是凝胶比值下降（1立方毫升水玻璃形成凝胶所需1MBL毫升数）。
1、使用新鲜的水玻璃。
要求定点选购厂家每周送一车。
2、用超声、磁场、电场、加热等消除老化。
二、化学改性。
1、阳离子改性：往钠水玻璃中渗入K+、Li、NR+4等。
2、阴离子改性：往硅氧链中插入ACO+33、PO+35等阳离子。
3、高分子改性：往水玻璃内渗入聚丙烯环，聚STMA等粘接剂。
4、多元醇改性：渗入山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇或四醇等。
水玻璃 砂型 强度
水玻璃砂型强度
水玻璃是一种无机胶凝材料，主要由硅酸钠和硅酸钾组成。
它
在砂型铸造中被用作粘结剂。
砂型是一种常见的铸造模具，用于制
造金属铸件。
水玻璃在砂型中的主要作用是粘结砂粒，形成坚固的
铸造模具。
在砂型铸造中，砂型的强度是非常重要的。
砂型的强度直接影
响着铸件的表面质量、尺寸精度和制造效率。
水玻璃作为砂型的粘
结剂，会对砂型的强度产生影响。
首先，水玻璃可以提高砂型的抗压强度。
通过与砂粒反应形成
硅酸钠或硅酸钾胶凝物质，使砂粒之间产生结合力，从而增强砂型
的整体强度，提高其抗压能力。
其次，水玻璃还可以影响砂型的耐火性能。
水玻璃在高温下会
发生水解反应，释放出水分和二氧化碳，形成硅酸盐胶凝物质，这
种物质具有一定的耐火性，可以提高砂型在铸造过程中的抗热性能。
此外，水玻璃的粘结性能也会对砂型的强度产生影响。
适当的
粘结性能可以确保砂型在铸造过程中不易破裂或变形，从而保证铸
件的成型质量。
总的来说，水玻璃在砂型铸造中扮演着重要的角色，它通过提高砂型的抗压强度、耐火性能和粘结性能，来保证铸件的质量和生产效率。
因此，研究水玻璃在砂型中的应用特性，对于提高铸造工艺的稳定性和铸件质量具有重要意义。
水玻璃铸造废砂的再生循环利用
水玻璃铸造废砂的再生循环利用但是，水玻璃铸造废弃砂低成本有效再生一直是水玻璃砂型铸造行业的一个的难题，我国废弃水玻璃砂的回收率不超过30%，每年铸造水玻璃砂的废弃量有上千万吨，铸造水玻璃废弃砂堆积如山，不少地方堆弃在深沟河道内，造成不可见的地下水污染。
随着国家对环境保护日趋重视，谁污染谁治理，谁排放谁埋单，主管领导要对污染事件负主要责任等一系列法律政策的执行，废弃物随意倾倒的现象已成为过去。
据查阅，铸造废弃砂回收利用已有众多研究，以树脂自硬砂再生回用最为普遍，树脂砂再生技术在国内已非常成熟和完善。
部分企业也尝试过水玻璃旧砂再生，但因水玻璃旧砂再生技术耗水量大，成本高，再生砂质量差，溃散性恶化，再生砂只能做背砂使用，更不可重复循环使用，导致再生技术根本不可能大量推广。
调研发现，因无法再生处理，排放又占用土地污染环境，一些使用水玻璃砂铸造的企业不得不放弃水玻璃砂铸造技术而使用树脂砂进行铸造，这样不但折合到每吨铸件上的成本要增加200 多元，而且在浇铸时会有很刺鼻的气味。
如果水玻璃铸造废砂能彻底处理，不少企业还是倾向于使用水玻璃铸造方法，成本低，界面友好。
如何对资源综合利用、发展循环经济是摆在铸造行业的一个很值得思考的问题。
工业和信息化部近日也出台了关于铸造企业准入制度，要求采用砂型铸造工艺的企业，必须配备有与企业生产规模相适应的砂处理设备，采用什么技术哪种装备能彻底进行水玻璃铸造废弃砂再生可能一直是困扰铸造企业的一个难题。
机械科学研究总院是国资委直属大型中央企业，在全国拥有十四家控股和直属公司，是全国铸造、焊接、锻压、热处理等方面的归口单位。
下属的沈阳铸造研究所是国内铸造技术和铸造材料研究的专业院所，机械科学研究总院专家团队经过长时间摸索，探索出了可以对水玻璃铸造废砂能彻底处理循环利用的专利技术，项目已获得国家专利6 项，成立了国内首家专业性水玻璃废砂循环利用企业。
水玻璃砂型铸造工艺中需要使用大量的水玻璃砂，传统方式废砂回收利用率仅为20%-30%，该技术采用湿法再生配合微生物处理，经过分拣、破碎、分拣、除杂、浸泡、微生物分解处理、搓洗、脱水烘干、分级再生、除尘、污水处理等一系列工艺，实现了无尘化生产，分粒度级别回收，副产品是铬铁矿砂、铁粉和硅酸钠，污水无排放全部循环利用，回用率达到90%以上。
有机酯对水玻璃砂强度影响的试验分析
有机酯对水玻璃砂强度影响的试验分析苏建民（ 潍坊科技职业学院，山东 寿光 262700）摘 要:通过试验分析验证了水玻璃的加入量增加和有机酯的加入对水玻璃砂的残留强度和24h 终强度的影响程度的大小。
关键词：有机酯；残留强度；24h 终强度中图分类号：TB321 文献标识码：A有机酯硬化水玻璃砂的应用与许多因素有关，如：原砂种类；水玻璃的浓度、模数；水玻璃加入量；有机酯种类及有机酯加入量；原砂含水量 ；环境温度和湿度条件；硬化时间等。
从大量的参考资料，尤其是科技文摘中可以看到，目前许多工厂在使用有机酯硬化水玻璃砂的时候，水玻璃的加入量大多为3.5%～4.5%；有机酯的加入量基本上都是水玻璃加入量的1/10；原砂含水量小于1%；而硬化时间则根据各自的情况不尽相同。
本文结合各种文献中所讲述和应用的水玻璃加入量、有机酯加入量和原砂水分含量，并根据实际情况作了适当的调整，应用正交实验的方法初步研究分析水玻璃加入量、有机酯加入量和原砂水分含量三因素对有机酯硬化水玻璃砂强度的影响。
1、试验用原材料和试验方法 1.1试验用原材料原砂：擦洗砂 粒度28～55 含水量0.20% 含泥量0.40% 水玻璃：m=2.40 ρ=1.50有机酯：MTD903，三醋酸甘油酯试验温度及湿度：温度22℃，湿度30％ 1.2混砂与制样混砂：用碗式树脂砂混砂机混砂 工艺为：原砂 + 有机酯−−−→−-min 0.15.0水玻璃−−−→−-min5.11出砂 制样：用模手工制作5050⨯Φ的试样，一般出砂后20分钟内制样完成 2、试验数据及检测数据分析2.1有机酯硬化水玻璃砂工艺的原料主要是原砂、水玻璃粘结剂和有机酯硬化剂。
本试验是在原砂（擦洗砂）、水玻璃模数、已经确定的前提下，参考了大量的书刊和科技文献，从中吸取了大量的科技成果。
从水玻璃加入量、有机酯加入量和原砂水分含量三个方面，应用正交实验的方法初步研究分析水玻璃加入量、有机酯加入量和原砂水分含量三因素对有机酯硬化水玻璃砂24h 抗压强度和800℃残留强度的影响程度（表如下1.1～表1.6）表1 水平因素表26％8％（占水玻璃）1.0％表2 试验方案及试验结果1 1 1 1 1.03 1.002 1 2 2 2.52 0.2153 2 1 2 1.42 1.804 2 2 1 2.45 1.30表3试验方案及其计算分析（1）1 1 1 1 1.032 1 2 2 2.523 2 1 2 1.42 42 2 1 2.45 1j K 3.55 2.45 3.487.42T =2j K 3.87 4.97 3.94 jS0.02561.58760.5290注：nK K S j j j 221)(-=，n 为数据个数，j K 1,j K 2 , j K 3为水平数据之和表4 方差分析(1)影响因素偏差S 自由度f 均方VF 值 显著性A 0.0256 1 0.0256 1B 1.5876 1 1.5876 62.017 （*）C 0.0529 1 0.0529 2.07 e 0.0256 1 0.025610.25(1,1) 5.83F = 0.10(1,1)39.1F =表5 试验方案及其计算分析（2） MPa1 1 1 1 1.002 1 2 2 0.2153 2 1 2 1.80 42 2 1 1.30 1j K 1.215 2.80 2.304.315T =2j K 3.10 1.515 2.015 jS0.88830.41280.0203注：nK K S j j j 221)(-=，n 为数据个数，j K 1,j K 2 , j K 3为水平数据之和表6 方差分析(2)影响因素偏差S 自由度f均方V F 值显著性A 0.8883 1 0.8883 43.76 （*）B 0.4128 1 0.4128 20.33 [*]C 0.0203 1 0.0203 1 e 0.0203 1 0.020310.25(1,1) 5.83F = 0.10(1,1)39.1F =2.2 利用差热分析得出试样在什么温度点或什么温度范围有无相变发生，以便来判断试样成分是否发生变化；变化点多发生曲线的峰值或峰谷。
原砂净化处理对水玻璃砂强度的影响
摘要:本文采用水洗对原砂进行表面处理，测试了净化后的原砂所配制的水玻璃砂，在VRH-CO2法不同的吹气压力条件下的抗拉强度。
研究结果表明，经过水洗净化后的原砂，加入5.0wt%水玻璃，在真空度为-48.5KPa，CO2吹气压力0.02MPa的条件下硬化，保压5min后，水玻璃砂的抗拉强度可达到最大值0.180MPa。
可见，通过对原砂进行水洗，降低了微粉、泥分含量，满足了铸型起模对水玻璃砂的强度要求。
关键词:水玻璃砂VRH-CO2法净化处理绿色清洁生产是工业发展的刚性需求，而水玻璃砂被认为是最有可能实现绿色铸造生产的型砂。
但在生产过程中出现了水玻璃加入量高，造成落砂性能差和再生困难等难题。
而减少水玻璃的加入量的关键问题是必须采用含微粉、泥分量低的原砂。
廖秋玲等人[1]认为，砂中泥粉含量和微粉含量较高，为保证砂型的工艺性能，必须增加粘结剂的加入量。
罗丹等[2]人认为，原砂含泥量、细粉含量高时，因其无效占有大量粘结剂，使砂粒上的粘结剂减少而强度降低。
樊自田认为[3]，提高水玻璃砂溃散性的最有效的方法是提高水玻璃的粘结强度、降低型砂中水玻璃的加入量。
刘向东等人[4]研究了表面处理工艺对溃散性的影响。
结果表明，对原砂进行表面处理可以提高粘结剂的粘结效率，提高覆膜砂的强度。
通常为改善原砂的物理组成，可采用预先净化处理，即水洗、过筛及烘干等方法，尽量除去这些机械夹杂物。
本文研究对原砂进行水洗表面处理后，吹气压力对VRH-CO2法硬化水玻璃砂抗拉性能的影响规律。
1试验过程1.1试样的制备试验用原砂选取达拉特旗擦洗砂，颗粒度70/100目。
在原砂中加入适量水将原砂调成70%-80%的砂浆，搅拌20-30min，静置后倒去上部的洗液，反复洗涤3-5次，然后将处理后的原砂进行自然干燥。
试验中所用水玻璃模数为2.5，密度为1.54g/cm3。
将干燥后的水洗砂与5.0wt%水玻璃加入混砂机内，混碾3-5min出砂后制样。
影响水玻璃-氯化钙加固细砂体强度的因素分析
细 粒 砂试 样 进 行 室 内 固结 压 缩试 验 ， 选 出 ５组
试样进行试验 ， 进而测得其压缩模量和压缩系数 ， 见
表４ 。
由试 验结果 可见 ， 试 样 的平 均 含水 率 为 ４ ． ５ ５ ％， 平均 密度 １ ． ７ ８ ５ ｇ ／ ｅ ａ ｒ ， 平均干 密度１ ． ７ ０ ９ ｇ ／ ｃ ｍ 。 。
０ 引 言
在巷 道 （ 地 下洞 室 ） 的开 挖 中 ， 经 常会 遇 到不 良 地层 ， 如 细砂 ， 因此 在 施 工 中需 要 对 其 进行 预 加 固。 由于水 泥浆材 是其 颗 粒 状 悬 浮液 ， 在 可 灌 性 上受 到
的反应剂 。水 玻璃 溶 液 与 氯化 钙 溶 液 混合 时 ， 其化
表 ２ 砂 的密度现 场测试及干密度计算结 果
由表 ３可 知 ， 其 细砂 的 孔 隙 比平 均值 ｅ ＝ ０ ． ５ ７ ６， 孔 隙率 ｎ＝ ３ ６ ． ５ ％ 。根 据 室 内相 对 密度 试 验 结 果可 知 ， 该 砂 的最 大孔 隙 比 ｅ ＝１ ． ２ ７ ， 最小 孔 隙
８
韩晓 雷 张
涛
贺
博等
影响水玻璃 一氯化钙 加固细砂体强度 的因素分析
影 响水 玻 璃 一氯化 钙 加 固细 砂 体 强 度 的 因素分 析
韩晓雷 ， 张 涛， 贺 博， 徐 生玉
７ １ ０ ０ ５ ５ ） （ 西安建筑科技大学 土木工程学 院 ， 陕西 西安
摘
要： 针 对韩城 下峪 口煤矿 平硐砂 层 采 用水玻 璃 、 氯化 钙双 液 注 浆 法进行 砂 层 超前 预 加 固， 提出 了在 实验室中进行相对应强度实验分析。结果表明， 水的 ｐ Ｈ值 ， 暴露时间都会对水玻璃 一 氯化钙
水玻璃生产
水玻璃生产水玻璃，也被称为硅酸钠，是一种无色透明、呈水溶液状态的无机化合物。
它具有很广泛的应用领域，包括建筑、农业、化学工业等。
水玻璃的生产过程涉及到一系列的步骤和工艺，本文将详细介绍水玻璃的生产流程、原材料和设备。
一、原材料制备水玻璃的主要材料是硅酸钠和水。
硅酸钠（Na2SiO3）可以通过石英砂和碱性化合物的化学反应得到。
石英砂是含有高纯度二氧化硅（SiO2）的矿石，在石英砂中加入碱性化合物（如氢氧化钠）后，经过高温反应生成硅酸钠。
水是用于在制备过程中调节水玻璃的浓度和黏度。
二、生产流程1. 原料准备和称量首先，需要准备好所需的原材料：石英砂、碱性化合物和水。
这些原料应当具有一定的纯度，以保证水玻璃的质量。
然后，按照一定的比例将这些原料进行称量，确保每个成分的含量准确。
2. 石英砂的预处理石英砂中可能含有一些杂质，如铁、氧化物和有机物等，这些杂质会影响到水玻璃的质量。
因此，在使用石英砂前，需要进行预处理，除去其中的杂质。
3. 反应槽的搭建为了进行水玻璃的合成反应，需要搭建一个反应槽。
反应槽的大小和材质取决于生产规模和用途。
一般来说，反应槽是由耐高温、耐腐蚀的材料制成的。
4. 反应过程在反应槽中，将石英砂和碱性化合物按照一定的比例加入，并且加入适量的水。
随着反应的进行，石英砂中的二氧化硅和碱性化合物发生化学反应，生成硅酸钠。
这个反应需要经过一定的时间和温度来完成。
5. 过滤和结晶反应后的混合溶液中可能还有一些未反应的杂质和固体颗粒，因此需要对其进行过滤和结晶处理。
过滤可以去除悬浮物和杂质，而结晶可以得到纯净的水玻璃。
6. 浓缩和干燥冷却后的水玻璃溶液一般比较稀，需要进行浓缩，使其浓度达到需求。
浓缩过程可以通过加热溶液使其蒸发，也可以利用离心机或膜过滤器进行。
7. 包装和贮存经过浓缩的水玻璃溶液会变得浓稠，此时可以将其灌装到容器中，如塑料桶或玻璃瓶中。
贮存时需注意避免阳光直射和高温环境，以防止水玻璃质量受到影响。
乙酸丁酯加入量对水玻璃砂残留强度的影响
乙酸丁酯加入量对水玻璃砂残留强度的影响摘要：本文选择乙酸丁酯对水玻璃砂进行硬化。
研究结果表明，水玻璃加入量为4.0wt%时，乙酸丁酯加入量控制在9.0wt%为宜，此时水玻璃砂的残留强度较低，可解决铸钢件生产过程中存在的残留强度高、铸件落砂困难的问题。
Abstract：This paper chooses the butyl acetate for the induration of sodium silicate-bonded sand. The result shows that：when the addition of sodium silicate-bonded is 4.0wt%，the best addition of butyl acetate is 9.0wt%. in this addition，the retained strength of sodium silicate-bonded sand is low. It can solve the problems of the high retained strength and the difficulties of casting shakeout in the steel production process.关键词：水玻璃砂；乙酸丁酯；残留强度Key words：sodium silicate-bonded sand；butyl acetate；retained strength中图分类号：TG221 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）07-0246-020 引言近年来，随着对水玻璃砂溃散性及其旧砂再生技术的研究突破，酯硬化改性水玻璃砂工艺技术的推广应用速度正在加快[1-3]。
樊自田指出，有机酯硬化水玻璃砂工艺可以在获得相同粘结强度的条件下，使水玻璃的加入量大为降低从而降低其残留强度，改善溃散性。
(整理)水玻璃有机脂自硬砂的研究
水玻璃有机脂自硬砂的研究一、前言：在单件小批量的铸件生产中，我国应用自硬型砂工艺来改善手工造型工人的劳动条件，提高劳动效率，改善铸件质量，取得了积极的成果，我国从七十年代初期开始，便对水玻璃自硬砂着手研究开发。
根据我国长期来在铸钢生产中应用这种自硬砂的体会，认为水玻璃有机脂没有呋喃树脂砂所存在的那么严重的环保，价格，气孔缺陷，铸钢增碳等问题，而且适应性强。
二、影响硬化反应的因素：水玻璃有机脂自硬砂是以石英砂（或其它特种砂）为原砂，水玻璃为粘结剂，易水解的液状有机脂为硬化剂的自硬性型砂。
影响水玻璃有机脂硬化反应的因素很多，其中主要有三个因素，有机脂的种类、水玻璃模数、环境温度。
1、脂的种类的影响有机脂的种类很多，它们的化学性又大不相同，与水玻璃之间硬化反应的速度相差悬殊，据有关资料介绍可以快到几分钟，慢到几小时，这样就可以根据生产需要，选用不同速度的硬化剂搭配。
为了解决冬季MDT-901硬化反应过慢的问题，在MDT-901中加入适量的1#调节脂，硬化反应速度显著加快，表1是采用2.6模数水玻璃的对比试验数据。
2、水玻璃模数的影响试验证明水玻璃模数越高，硬化反映速度越快。
表2是不同模数的水玻璃硬化反应的数据。
混合脂和MDT-901硬化反映速度对比（其它条件相同）表13、环境温度的影响系统温度是大多数化学反应的条件之一，造型是在敞开的条件下操作，所以环境温度——气温对硬化反应速度的影响很大，为适应生产需要，低温季节必须使用硬化调节脂（见表1）表3数据说明温度对硬化反应的影响。
表2：不同模数的水玻璃硬化反应速度对比表3：不同季节相同配方的型砂硬化反应速度对比三、原材料及配方工艺原材料及配方工艺（一）原材料1、原砂水玻璃有机脂自硬砂对原砂的要求不象树脂砂那样苛刻，当然粒形比较好、灰、粉少，粒度分布好的原砂，水玻璃加入量可经减少，我们原则上规定，作为面砂的石英砂，其成分级别在2S以上粒度为5#（40/70或45/75目），水分含量＜1，过去在生产中应用江、浙一带的人工石英砂、粒形和灰、粉含量均不够理想，因而水玻璃加入量较多，一般为原砂量的1.5%左右，采用粒形好，粉尘少的海砂，水玻璃加入量为原砂的.3%。
水玻璃砂工艺原理及应用技术
水玻璃砂工艺原理及应用技术
水玻璃砂工艺是一种常见的表面处理工艺，它通过在物体表面喷涂水玻璃和砂粒，形成一层坚固的、耐磨的表面涂层。
这种工艺在工业生产和艺术装饰中都有广泛的应用。
本文将介绍水玻璃砂工艺的原理和应用技术。
水玻璃砂工艺的原理是利用水玻璃的粘结性和硬化性，将砂粒牢固地粘合在物体表面上。
水玻璃是一种无机胶凝材料，具有较高的粘结强度和耐磨性，因此可以有效地保护物体表面。
在工艺过程中，首先将水玻璃溶液均匀地喷涂在物体表面，然后再将砂粒喷涂在水玻璃表面，通过特殊的工艺处理，使水玻璃和砂粒形成坚固的结合，从而形成一层耐磨的表面涂层。
水玻璃砂工艺具有许多优点，首先是耐磨性强，可以有效地保护物体表面不受磨损。
其次，水玻璃砂工艺可以制造出各种不同的纹理和图案，因此在艺术装饰领域有着广泛的应用。
此外，水玻璃砂工艺也具有防腐蚀、防火和耐高温的特性，因此在工业生产中也有着重要的应用价值。
在实际应用中，水玻璃砂工艺可以用于金属制品、玻璃制品、
陶瓷制品等各种材料的表面处理。
例如，汽车零部件、建筑装饰材料、工艺品等都可以通过水玻璃砂工艺进行表面处理，从而提高其
耐磨性和美观性。
此外，水玻璃砂工艺也可以用于防火门、防腐蚀
设备等特殊领域，提高产品的使用寿命和安全性。
总之，水玻璃砂工艺是一种具有广泛应用前景的表面处理工艺，它通过水玻璃和砂粒的结合，可以有效地提高物体表面的耐磨性和
美观性，具有重要的工业和艺术装饰价值。
随着材料科学和工艺技
术的不断发展，相信水玻璃砂工艺在未来会有更广泛的应用。
水玻璃砂铸造工艺全面解析
水玻璃砂铸造工艺全面解析一、影响水玻璃“老化-的因素有哪些？如何消除水玻璃“老化”？新制备的水玻璃是一种真溶液。
但是在存放过程中，水玻璃中硅酸要进行缩聚，将从真溶液逐步缩聚成大分子的畦酸溶液,最后成为睢酸凝胶。
因此，水玻璃实际上是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物，易受其模数、浓度、温度、电解质含量和存放时间的影响。
水玻璃在存放过程中分子产生缩聚,形成凝胶，其粘结强度随着贮存时间的延长而逐渐降低,这一现象称为水玻璃“老化”。
“老化”现象可由下述两组试验数据来说明：高模数水玻璃(M=2.89,p=1.44g∕cm3)贮放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉强度相应下降9.9%.14%.23.5%.36.8%和40%；低模数水坡璃(M=2.44,p=1.41g∕cm3)贮放7、30、60和90天后，干拉强度分别下降45%、5%、7.3%和11%。
水坡璃存放时间对酯硬化水玻璃自硬砂初期强度影响不大，但对后期强度影响明显，据测定，对于高模数水玻璃下降60%左右，对于低模数水玻璃下降15~2OM.残留强度也随存放时间的延长而降低。
水玻璃在存放过程中聚硅酸的缩聚反应和解聚反应同时进行着，分子量发生了歧化，最终生成单正硅酸和胶粒并存的多重分散体系，也就是在水玻璃的老化过程中，聚硅酸的聚合度发生了歧化，单正硅酸和高聚成酸的含量均随存放时间的延长而增多。
水玻璃在存放中缩聚、解聚反应的结果，使粘结强度下降了，即产生“老化”现象。
影响水玻璃“老化-的因素主要有：存放时间、水玻璃的模数和浓度。
存放时间越长，模数越高，浓度越大，则“老化”越严重。
对久存的水玻璃可以采用多种方法的改性处理，以消除“老化'使水玻璃恢复到新鲜水玻璃的性能：1、物理改性水玻璃老化是缓慢释放能量的自发过程，用物理改性处理“老化”的水玻璃就是用磁场、超声波、高频或加热等办法,向水玻璃体系提供能量，促使高聚合的聚硅酸胶粒重新解聚，促使聚硅酸的分子量重新均匀化,从而消除了老化现象.这就是物理改性的机理，例如,用磁场处理后，水玻璃砂的强度提高了20~30M,减少水玻璃加入量30~40⅜,节约CO2,改善溃散性，有较好的经济效益。
水玻璃有机酯自硬砂工艺简介
水玻璃有机酯自硬砂工艺简介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。
表面活性剂对水玻璃砂性能的影响
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第 １ ７卷 第 １ 期
２ ０ １ ７年 ３月
应 用 技
术 学
报
Ｖｏ １ ． １ ７ ＮＯ ． １
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文章 编号 ： ２ ０ ９ ６ ３ ４ ２ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ — ０ ０ ４ ５ — ０ ４ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏｆ ｔ ｈｅ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｇｅ ｎｔ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｏ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇｌ ａｓ ｓ，ｔ ｈｅ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｏ ｄｉ ｕ ｍ ｄ ｏ ｄｅ ｃ ｙ ｌ ｓ ｕ ｌ ｆ ａ ｔ ｅ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｍ ｏｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｐ ｏｌ ｙ ａ ｃ ｒ ｙｌ ａ ｍｉ ｄｅ ｗｅ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍｏ ｄｉ ｆ ｙ ｔ ｈｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇｌ ａ ｓ ｓ ．Ｔｈｅ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇｌ ａ ｓ ｓ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ａ ｄ ｄｉ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ．Ｔｈｅ ｃ ｏ ｍ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇｔ ｈ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇｌ ａ ｓ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ
喷砂机工艺控制对砂材强度的影响
喷砂机工艺控制对砂材强度的影响喷砂技术是一种常用的表面处理技术，通过喷射高速喷砂流来清理材料表面、增加表面粗糙度、改善附着力等目的。
喷砂机工艺控制是关键的环节，不仅可以影响加工效果，还会对砂材强度产生重要影响。
首先，喷砂机的喷砂压力是影响砂材强度的关键参数之一。
喷砂压力越大，喷砂流速越高，对材料表面冲击力越大。
这种冲击力能够克服表面的摩擦力，有效地清理表面的污垢和氧化层，提高喷砂效果。
此外，较高的喷砂压力还能增加表面的粗糙度，使涂层附着更加牢固。
然而，过高的喷砂压力也容易导致砂材表面的局部损伤和开裂，影响强度。
因此，在喷砂机工艺控制中，需要根据材料特性和使用要求，合理选择喷砂压力，以达到最佳的加工效果和砂材强度。
其次，喷砂机的喷砂颗粒大小也对砂材强度有着直接的影响。
表面清理和附着力的增加主要是通过颗粒的冲击和研磨来实现的。
较大的喷砂颗粒具有较高的冲击力和研磨能力，能更好地清理表面污垢和氧化层，同时增加表面粗糙度。
然而，过大的颗粒会导致表面的划痕和局部损伤，降低砂材的强度。
相反，较小的喷砂颗粒能更细致地清理表面，减少研磨对材料的影响，可保持较高的砂材强度。
在喷砂机工艺控制过程中，需要根据不同的材料和加工要求，选择合适的喷砂颗粒大小，以平衡清理效果和砂材强度。
此外，喷砂机的喷砂时间也会对砂材强度产生一定的影响。
较长的喷砂时间可以更彻底地清理表面，提高附着力和砂材强度。
然而，过长的喷砂时间也容易引起过度冲击和研磨，导致局部损伤和开裂，降低砂材的强度。
所以，在喷砂机工艺控制中，需要根据具体材料和工艺要求，选择适当的喷砂时间，以达到清理效果和砂材强度之间的平衡。
最后，喷砂机喷砂距离也是影响砂材强度的重要因素。
喷砂距离越近，喷砂流的冲击力越强，可以更彻底地清理表面，增加粗糙度和附着力。
然而，过近的喷砂距离会导致局部过热和过度冲击，使砂材表面产生变形和裂纹，降低强度。
在喷砂机工艺控制中，需要根据具体材料和清理要求，确定适当的喷砂距离，以达到最理想的加工效果和砂材强度。
砂材质量对喷砂效果的影响与控制方法
砂材质量对喷砂效果的影响与控制方法喷砂是一种常见的表面处理技术，广泛应用于金属制品、玻璃、陶瓷等材料的清洁、去除污渍和增加表面粗糙度等工艺中。
喷砂技术的效果很大程度上取决于砂材质量的好坏。
因此，了解砂材质量对喷砂效果的影响，并掌握相应的控制方法是非常重要的。
首先，砂材质量对喷砂效果的影响主要体现在喷砂的清洁度、表面粗糙度和耐磨性等方面。
砂材质量较好的喷砂材料具有更好的清洁度，可以有效地去除材料表面的油污、氧化层和污渍等杂质。
同时，砂材质量较好的颗粒形状均匀，具有更好的冲击力，可以有效地增加表面粗糙度。
此外，优质的砂材质量还具有较高的耐磨性，可以延长喷砂材料的使用寿命。
在控制砂材质量的过程中，有几个关键的方面需要注意。
首先，选择合适的喷砂材料。
不同的工件和表面要求需要选择不同的砂材质量。
常见的喷砂材料包括铁砂、铝砂、玻璃砂等，对于不同的材料和需求选择合适的砂材质量是关键。
其次，控制砂材料的粒度。
砂料的粒度应适中，过粗的颗粒可能会造成喷砂时对表面造成过大的冲击，过细的颗粒则会使喷砂效果不佳。
通过筛选、控制颗粒大小的方式，可以获得合适的砂材料粒度。
此外，还要注意砂材料的含水量，过高或过低的含水量都会影响喷砂效果。
另外，控制喷砂设备的参数也是影响喷砂效果的重要因素。
首先，调整喷砂压力。
喷砂压力过低可能无法形成足够的冲击力，使得喷砂效果不理想；而喷砂压力过高则可能损坏工件表面。
通过调整喷砂设备的压力，可以获得合适的喷砂效果。
其次，控制喷砂距离。
喷砂距离过近可能使得冲击力过强，表面被划伤或破坏；而喷砂距离过远则会导致喷砂效果不佳。
选择合适的喷砂距离可以使得喷砂冲击力适中，获得理想的喷砂效果。
此外，还要注意喷砂角度的调整，不同的角度会对喷砂效果产生不同的影响。
最后，及时维护和更换喷砂设备也是确保喷砂效果的重要措施。
喷砂设备在长时间使用后会产生磨损，导致喷砂效果下降。
定期检查和维护喷砂设备，及时更换磨损的部件可以保证设备的正常运行。
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原砂净化处理对水玻璃砂强度的影响
本文采用水洗对原砂进行表面处理，测试了净化后的原砂所配制的水玻璃砂，在VRH-CO2法不同的吹气压力条件下的抗拉强度。
研究结果表明，经过水洗净化后的原砂，加入 5.0wt%水玻璃，在真空度为-48.5KPa，CO2吹气压力0.02MPa的条件下硬化，保压5min后，水玻璃砂的抗拉强度可达到最大值0.180MPa。
可见，通过对原砂进行水洗，降低了微粉、泥分含量，满足了铸型起模对水玻璃砂的强度要求。
标签：水玻璃砂VRH-CO2法净化处理
绿色清洁生产是工业发展的刚性需求，而水玻璃砂被认为是最有可能实现绿色铸造生产的型砂。
但在生产过程中出现了水玻璃加入量高，造成落砂性能差和再生困难等难题。
而减少水玻璃的加入量的关键问题是必须采用含微粉、泥分量低的原砂。
廖秋玲等人[1]认为，砂中泥粉含量和微粉含量较高，为保证砂型的工艺性能，必须增加粘结剂的加入量。
罗丹等[2]人认为，原砂含泥量、细粉含量高时，因其无效占有大量粘结剂，使砂粒上的粘结剂减少而强度降低。
樊自田认为[3]，提高水玻璃砂溃散性的最有效的方法是提高水玻璃的粘结强度、降低型砂中水玻璃的加入量。
刘向东等人[4]研究了表面处理工艺对溃散性的影响。
结果表明，对原砂进行表面处理可以提高粘结剂的粘结效率，提高覆膜砂的强度。
通常为改善原砂的物理组成，可采用预先净化处理，即水洗、过筛及烘干等方法，尽量除去这些机械夹杂物。
本文研究对原砂进行水洗表面处理后，吹气压力对VRH-CO2法硬化水玻璃砂抗拉性能的影响规律。
1 试验过程
1.1 试样的制备
试验用原砂选取达拉特旗擦洗砂，颗粒度70/100目。
在原砂中加入适量水将原砂调成70%-80%的砂浆，搅拌20-30min，静置后倒去上部的洗液，反复洗涤3-5次，然后将处理后的原砂进行自然干燥。
试验中所用水玻璃模数为2.5，密度为1.54g/cm3。
将干燥后的水洗砂与5.0wt%水玻璃加入混砂机内，混碾3-5min出砂后制样。
将混好的水玻璃砂添加到“8”字型标准试样木模中，手工紧实并刮平后，放入自制的VRH-CO2法硬化装置内硬化后脱模。
1.2 试样的性能测试
每次制备3个试样，试样脱模后立即放入自制的VRH-CO2法硬化装置内抽真空，真空度为-48.5KPa，之后通入CO2气体，到一定时间取出试样，以3个试样的算术平均值作为测试结果。
试验中，水玻璃砂的混制采用SHN碾轮式混砂机，用“8”字试样对开模具制备试验用试样，抗拉强度测试采用XQY-Ⅱ智能型砂强度机。
2 试验结果及分析
图1所示为试样在CO2吹气压力为0.02MPa时保压时间对抗拉强度的影响。
由图1可知，保压时间为5min时，水玻璃砂的抗拉强度达到最大值，为0.18MPa。
超过5min后，强度持续下降。
图2所示为试样在吹气压力0.04MPa时抗拉强度随保压时间的变化。
由图2可知，随着保压时间的延长抗拉强度增加，保压时间为5min时，水玻璃砂的抗拉强度达到最大值，为0.121MPa。
保压时间为5-15min时，抗拉强度略有下降，超过5min后，抗拉强度快速下降。
图3所示为试样在吹气压力0.06MPa时抗拉强度随保压时间的变化。
观察图3可知，随保压时间增加，水玻璃砂的抗拉强度缓慢增大，5min时抗拉强度达到最大，但强度值较低，仅为0.107MPa。
保压时间超过5min后，抗拉强度开始下降，保压时间超过10min后，强度变化不大。
图4所示为试样在吹气压力0.08MPa时抗拉强度随保压时间的变化。
由图4可看出，保压时间超过1min后，强度逐渐下降；保压时间超过5min后，抗拉强度又迅速回升，且10min时抗拉强度到达最大值，为0.104MPa；此后，随保压时间增加，强度又开始逐渐下降。
从图1-图4可以看出，原砂经过水洗并干燥后，加入5.0wt%水玻璃配制的水玻璃砂，采用不同的CO2压力吹气，保压时间为5min时抗拉强度均达到了相应条件下的最大值。
这说明CO2吹气压力不足或过长都不利于获得高的抗拉强度。
其中CO2吹气压力过大，单位时间内进入水玻璃砂粒之间的CO2气体增多，水玻璃反应过快，水玻璃膜缩聚速度快，容易产生裂纹，而导致水玻璃砂抗拉强度下降。
3 结论
为解决VRH-CO2法造型线存在的在负压作用下起模困难、铸型破损严重等问题，本文采用水洗方法对原砂进行净化处理，以达到改善原砂表面质量，降低原砂中微粉、泥分含量，减少水玻璃加入量，降低水玻璃砂残留强度，进而减少铸件缺陷的目的。
通过对水洗净化原砂配置的水玻璃砂在不同CO2吹气压力下的硬化特性及抗拉强度规律的研究，得到如下结论：原砂表面的洁净程度对水玻璃砂强度的影响很大。
试样在真空度为-48.5kPa，CO2吹气压力0.02MPa的条件下硬化，保压5min后，水玻璃砂的抗拉强度可达到最大值0.180MPa；超过5min 后，水玻璃砂的抗拉强度持续下降。
参考文献：
[1]廖秋玲.树脂砂型原辅材料的应用与搭配[J].铸造技术，2005，
26（7）：640-641.
[2]罗丹，朱世根.覆膜砂用原砂的预处理[J].机械设计与制造，2005（6）：156-158.
[3]樊自田，黄乃瑜，董选普.新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的技术优势[J].机械工人·热加工，2004（3）：11-13.
[4]刘向东，肖柯则，王文清，等.表面处理对特种覆膜砂强度的影响[J].铸造，1999，48（6）：43-46.
丰洪微（1984-），女，内蒙古乌海人，讲师，从事材料成型及控制专业教学和研究工作。