水玻璃的检测及硬化机理.

化法、硅铁粉自硬砂、β硅酸二钙自硬砂、有机酯自硬砂、
真空置换硬化法（VRH）等。
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水玻璃的粘结强度与水玻璃的模数、浓度、硬化方法 密切相关。
不同的硬化工艺，不同的气候条件、为了达到最佳的
强度性能，对水玻璃的模数和浓度都有特定的要求。 考虑到获得更好的抗吸湿性，生产中，对水玻璃粘结 剂的硬化应采取“强脱水，少反应”的原则。
二氧化硅含量 按GB／T 4209-1996中的规定执行；
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模数 水玻璃中二氧化硅与氧化钠的摩尔数之比称为
水玻璃的模数；
水玻璃模数的测定有标准方法和快速法两种。
1. 标准方法（GB／T 4209-1996）
按GB／T 4209-1996的规定分别测定出水玻璃试样 的二氧化硅和氧化钠的含量，则模数可按下式计算。
再用浓度为0.5mol／L的NaOH溶液中和过量盐酸，使溶
液呈淡绿色。
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试样的模数可按下式计算。
V2 KV3 M 2V1
式中 M—水玻璃的模数； K—换算系数； V1—首次滴定消耗的HCl标准溶液的体积，mL； V2—加NaF后滴定消耗的HCl标准溶液的体积，mL； V3—滴定消耗的NaOH标准溶液的体积，mL。
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铸钢造型材料技术课程
水玻璃的检测及硬化机理
主讲教师：王伟春
浙江机电职业技术学院
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一、水玻璃粘结剂的检测
水玻璃的取样方法按JB／T 8835-1999铸造用水玻璃 标准的规定执行。 密度 按GB／T 4209-1996中的规定执行； 氧化钠含量 按GB／T 4209-1996中的规定执行；
2. 快速法 （参考方法）
主要仪器与试剂：滴定管、250mL锥形瓶、l00mL 量筒。浓度为0.5mol／L的NaOH标准溶液、质量分数为 5％的NaF溶液、质量分数为0.1％的酚酞指示剂。 混合指示剂：取质量分数为0.1％的甲基红乙醇溶液
和质量分数为0.1％的亚甲基蓝乙醇溶液，按6：4质量比
混合。试验步骤如下。
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测换算系数K：用滴定管加入浓度为0.5mol／L的 NaOH标准溶液25mL于锥形瓶中，再加入30mL经加热煮 沸并刚冷却的水，加3滴酚酞指示剂，用浓度为0.5mol／L 的盐酸标准溶液滴定至红色消失，则换算系数K可按下式
计算。
式中
K—换算系数； V—滴定消耗的HCl标准溶液体积，mL； 25—浓度为0.5mol/L的NaOH标准溶液加入量，ml。
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(SiO2 ) M 1.032 ( Na2O)
式中 M—水玻璃的模数；
ω (SiO2)—SiO2的质量分数，％； ω (Na2O)—Na2O的质量分数，％； 1.032—Na2O与SiO2相对分子质量的比值。
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表1 水玻璃的浓度与模数临界值的对应关系
模数M 临界含量 （质量分数，%）
2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 57 56 54 52 49 46 42 39 35 33 32
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依靠失水而超越临界值，被称为物理硬化；而依靠
K
V 25
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模数的测定：
用塑料小勺取水玻璃试样约1g置于锥形瓶中，加水
40mL摇匀，使其溶解。加混合指示剂10滴，用浓度为
0.5mol／L的盐酸标准溶液漓定使试液由绿色变成红色。 加入40mL质量分数为5％的NaF溶液，振荡后，滴加
浓度为0.5mol／L的盐酸溶液至试液呈红色，再过量3mL。
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谢谢
Thank you
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升高模数和失水而超越临界值，则被称为化学硬化（例
如：吹CO2、加有机酯等）。
假如只升高模数而不创造失水条件，则生成含水软 胶或沉淀SiO2，不能形成高杨氏模量的固相。
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2. 强化阶段
硬化的水玻璃依赖进一步的失水而增加强度，称为
强化阶段。 在强化阶段，可以采取各种措施来提高水玻璃模数 和去除水玻璃中的水分，促使水玻璃硬化。 例如，采用加热烘干法、微波烘干法、CO2气体硬
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二、水玻璃的硬化机理
水玻璃硬化过程包含硬化和强化两个阶段。
1. 硬化阶段
水玻璃的粘度具有一个“浓度 - 模数”相结合的临
界值，见表1，超过临界值的水玻璃便开始凝聚胶化，粘 度急剧升高而失去流动性并趋向硬化。
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