水玻璃

水玻璃又称可溶性玻璃，是一种水溶性硅酸盐，其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。水玻璃既像玻璃一样晶莹剔透，但又能像水一样具有流动性。它是一种由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料。水玻璃的粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，耐碱性和耐水性差。因此通常被用作防火剂、黏合剂等。
水玻璃主要有以下这些特性：
1. 粘结强度较高：水玻璃有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶，有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用。
2. 耐碱性、耐水性较差：水玻璃加入氟硅酸钠后，仍不能完全硬化，仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于碱，且溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为了提高耐水性，可以采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸性处理。
3. 耐热性好：水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。用于配置水玻璃耐热混凝土，耐热砂浆，耐热胶泥等。
4. 耐酸性强：水玻璃能经受除氢氟酸、过热(300摄氏度以上)磷酸、高级脂肪酸或油酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸的作用，用于配置水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。水玻璃在工业、农业及科技等领域都发挥着重要作用。水玻璃作为粘结剂，自从问世至今在工业领域中都占据着一席之地，大到堵住福岛核电站外泄的污水，小到修补砖墙裂缝，它都能胜任；它还有防腐耐酸的特性，是工业建筑中耐酸地坪、耐酸池的重要材料；用水玻璃涂刷混凝土路面，还可以增加路面的抗冻性、耐水性等。干法将纯碱与硅砂按比例混合，经熔融、冷却、溶化、澄清，浓缩至一定浓度，通过喷雾干燥，制得粉状硅酸钠。
1.干法包括纯碱法、硫酸钠(芒硝)法和天然碱法。
(1)纯碱法将纯碱和硅砂按一定比例均匀混合，在1400～1500℃进行熔融反应，熔融物经水淬冷却形成玻璃料，趁热投入溶解槽内，再通入蒸汽加热溶解，经沉降、浓缩、制得水玻璃。
(2)硫酸钠法先将硫酸钠(芒硝)和煤粉均匀混合，再加入硅砂，混合均匀后快速加入炉内进行反应，反应完成后，生成物出炉冷却、粉碎、溶解、沉淀、浓缩，制得水玻璃。
(3)天然碱法将天然碱、硅砂和煤粉按一定比例混合，再加入起调节作用的烧碱渣，把混合料经炉顶预热2～4h后投入炉内进行反应，经3～5h生成熔融物，经出料水淬冷却，把冷却形成的玻璃料溶解、沉淀、浓缩制得水玻璃。
2.湿法将液体烧碱和硅砂按适当比例混合加入压热釜中，通入直接蒸汽加热，待反应釜中压力升至0.7～0.8MPa后，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温，维持此压力，反应数小时，将反应物过滤、浓缩，制得水玻璃。

虽然水玻璃有着如此众多的优点，但在生产、储存以及运输中，如果操作不当造成泄露，其腐蚀性很容易对人的皮肤和金属工具造成损害。
硅酸钠水玻璃的腐蚀性来源于它特殊的晶体结构，分子通式为“Na2O·nSiO2”。式中n为二氧化硅与氧化钠摩尔数的比值，称为模数。由于二氧化硅和氧化钠的比值不同，硅酸钠具有不同的模数n，n值决定了硅酸钠腐蚀性的强弱。
分子通式中n值等于1时，我们通常称为偏硅酸钠，常见水合物为五水偏硅酸钠和九水偏硅酸钠。在《国际海运危险货物规则》（40-20版）（简称IMDG-code）中，对偏硅酸钠的危险性有明确的规定。偏硅酸钠具有第8类危险性。在IMDG-code法规中，将危险货物分成9大类，其中第8类危险性为腐蚀性物质。