(1)不应认为水玻璃的密度和浓度之间存在严格的线性关系 水玻璃的浓度是指它的水溶液中含有固体硅酸钠(Na2O·m SiO2)的质量分数。而水玻璃的密度则除了其水溶液中含有的固体硅酸钠外,通常还包括商品水玻璃中含有的1%~2%可溶性盐和<1%水不溶物。因此,水玻璃的密度和浓度之间并不存在严格的线性关系,所以用密度来反映浓度会存在着2%~3%的误差。但习惯上还是用密度来反映水玻璃的浓度。在铸造行业,除用g/cm3表示密度外,更习惯于用波美度表示。20℃的水玻璃波美度°Be与密度ρ的换算式为:ρ=144.3/(144.3-波美度);波美度=144.3-144.3/ρ。
(2)不可忽视水玻璃中存在的水不溶物和可溶性盐的危害 水不溶物和可溶性盐是水玻璃的两大类杂质。水不溶物的存在,不仅降低了水玻璃的实际含量,而且会破坏水玻璃粘结剂膜的连续性和均匀性,使水玻璃砂的强度降低。可溶性盐的存在,会使水玻璃的粘度呈几何级数增长,如图1-24所示。这是因为电解质的存在,加速硅酸的聚合,促使凝胶化,从而粘度急骤升高。这些盐有氯化钠NaCl、硫酸钠Na2SO4、碳酸钠Na2CO3等,它们对水玻璃的密度、表面张力、硬化速度、老化速度及其粘结强度都有显著不良影响。因此,应尽量降低水玻璃中水不溶物和可溶性盐的含量,通过提高水玻璃的纯度来提高水玻璃的强度。在我国,M=2.3的水玻璃,其浓度最高只可达到42%,否则会因粘度急骤升高而失去流动性和可操作性;而在国外则有50%或更高浓度的却不失良好流动性的商品水玻璃出售,很重要的原因是纯度的差别。
图1-24 可溶性盐对M=3.0,原始粘度不同的水玻璃粘度的影响(www.daowen.com)
1—NaCl 2—Na2SO4 3—Na2CO3
(3)型(芯)砂用水玻璃的密度或浓度不宜过大,也不宜过低 水玻璃的密度或浓度低,意味着起粘结作用的硅酸钠太少,含水量过多,不宜用作型(芯)砂粘结剂;如果密度或浓度过大,虽然含起粘结作用的硅酸钠多,但太粘稠,既不便于定量,也不利于与砂子混合,因此也不宜采用。铸造上通常采用密度为1.45~1.56g/cm3或波美度为45~52的水玻璃。模数高的水玻璃,其密度或浓度反而应低一些,以利其稳定地贮存。
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