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水玻璃砂铸造应重点注意的几个问题

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硅酸溶液,最后成为硅酸凝胶。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,ρ=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%;低模数水玻璃(M=2.44,ρ=1.41g/cm3)贮放7、30、60和90天后,干拉强度分别下降4.5%、5%、7.3%和11%。

水玻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15~20%。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,单正硅酸和高聚硅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。

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