水玻璃氧化钠检测 砂性能、模数检测

水玻璃中氧化钠的检测及砂性能、模数检测方法与分析如下：

氧化钠（Na₂O）含量检测

1. 检测原理
   以甲基红为指示剂，用标准滴定溶液滴定水玻璃中的总碱度，通过化学计量关系计算氧化钠含量。

2. 检测步骤

• 试样处理：称取4-5玻璃试样，移入250mL容量瓶中，用水溶解并稀释至刻度，摇匀。

• 滴定操作：取50mL试液置于300mL锥形瓶中，加入8-12滴甲基红指示液，用0.2N标准溶液滴定至溶液由黄色变为红色（终点）。

• 含量计算：

Na2O%=mV×N×0.03085×

1其中：  2 - $V$为标准溶液消耗体积（mL）；  3 - $N$为标准溶液浓度（mol/L）；  4 - $0.03085$为Na₂O的摩尔质量（g/mmol）；  5 - $m$为试样质量（g）。

3. 关键点

• 需定期标定标准溶液浓度，确保准确性。

• 甲基红指示剂需新鲜配制，避免颜色变化不敏锐。

水玻璃砂性能检测

1. 硬化强度检测

• 砂型铸造中优先选用低模数水玻璃，平衡湿强度与干强度。

• 控制总含水量，确保水玻璃充分水解且硬化后残留水分少。

• 模数：高模数水玻璃（n>3.0）中游离SiO₂多，湿强度高，但干强度低；低模数水玻璃（n<2.5）硬化慢，强度较低。

• 密度：密度大（如1.5g/cm³）时，固体物含量多，硬化后强度高，但混砂不均；密度过小则强度低。

• 水分：水分过低导致水解不充分，强度下降；水分过多则残留水分多，强度降低。

• 检测方法：通过压力试验机测试硬化后水玻璃砂的抗压强度。

• 影响因素：

• 优化建议：

2. 表面稳定性检测

• 检测方法：制备标准圆柱形水玻璃砂试样，吹CO₂硬化后放置24h，称重（m0）；置于转筛式成形性试验仪中转动2min，称量剩余质量（m），计算表面稳定性：

表面稳定性=m0m×

• 影响因素：

• 水玻璃加入量增加可提高表面稳定性。

• 原砂质量差、硬化时过吹、模数高均会降低表面稳定性。

1. 高温性能检测

• 低温加热阶段（200-300℃），抗压强度达Zui大值（硅酸凝胶脱水硬化）。

• 温度继续升高，凝胶脱水收缩、石英砂相变应力及Na₂CO₃分解导致强度降低。

• 加热至800℃以上时，水玻璃熔化，热强度接近零，但实际生产中影响有限。

• 体积变化：加热至1000℃时，水玻璃砂体积先膨胀后收缩，收缩值接近含10%木屑的粘土砂。

• 强度变化：

水玻璃模数检测

1. 检测原理
   模数（M）为水玻璃中SiO₂与Na₂O的摩尔比，即：

M=n(Na2O)n(SiO2)

通过分别测定SiO₂和Na₂O含量计算模数。

1. 检测步骤

• 在测定Na₂O后的试液中加入3g氟化钠，摇晃溶解后溶液变黄。

• 用0.5N标准溶液滴定至红色不变，再过量2-3mL，用0.5N氢氧化钠标准溶液滴定至黄色为终点。

• 计算公式：

• SiO₂含量测定：

SiO2%=m(V1−V2−V3+V4)×N×0.01502×

1其中：  2   - $V_1$为加氟化钠后消耗体积（mL）；  3   - $V_2$为回滴时消耗氢氧化钠体积（mL）；  4   - $V_3$、$V_4$为空白试验中对应体积（mL）；  5   - $N$为或氢氧化钠标准溶液浓度（mol/L）；  6   - $0.01502$为SiO₂的毫克当量数（g/mmol）；  7   - $m$为试样质量（g）。

• 模数计算：
  根据Na₂O和SiO₂含量，通过化学计量关系计算模数。

1. 关键点

• 氟化钠需纯度高，避免引入杂质影响结果。

• 空白试验可消除系统误差，提高准确性。

检测结果分析与应用

1. 氧化钠含量

• 氧化钠含量直接影响水玻璃的碱性和胶凝性能。含量过高（低模数）导致硬化慢、强度低；含量过低（高模数）则粘性大、施工性差。

• 应用建议：根据用途调整氧化钠含量，如铸造用低模数水玻璃（n=1.5-2.5），耐酸混凝土用高模数水玻璃（n=3.0-3.8）。

2. 砂性能

• 硬化强度、表面稳定性和高温性能需综合评估。例如，砂型铸造需平衡湿强度与干强度，避免型砂“发散”；耐火材料需高模数水玻璃以提高耐酸性。

• 优化方向：通过调整水玻璃模数、密度和水分，优化砂性能。例如，加入氢氧化钠降低模数，提高湿强度；加入硅胶提高模数，增强耐酸性。

3. 模数控制

• 低模数水玻璃（n<2.5）：适用于快速硬化场景，如地铁隧道紧急注浆。

• 高模数水玻璃（n>3.0）：用于铸造粘结剂或耐酸混凝土制备。

• 模数是水玻璃的核心参数，直接影响其粘度、溶解性和耐热性。高模数水玻璃耐热性好但溶解性差，低模数水玻璃

• 应用场景：