1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库教学资源库主讲教师：王伟春铸钢造型材料技术课程 浙江机电职业技术学院水玻璃的检测及硬化机理 一、水玻璃粘结剂的检测职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 水玻璃的取样方法按JBT 8835-1999铸造用水玻璃标准的规定执行。密度 按GBT 4209-1996中的规定执行；氧化钠含量 按GBT 4209-1996中的规定执行；二氧化硅含量 按GBT 4209-1996中的规定执行；职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术模数 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。
2、按GBT 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。1. 标准方法（GBT 4209-1996）职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术式中 M水玻璃的模数； (SiO2)SiO2的质量分数，； (Na2O)Na2O的质量分数，； 1.032Na2O与SiO2相对分子质量的比值。032. 1)()(22ONaSiOM职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 主要仪器与试剂：滴定管、250mL锥形瓶、l00mL 量筒。浓度为0.5molL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
3、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。 2. 快速法 （参考方法）职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 测换算系数K：用滴定管加入浓度为0.5molL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0.5molL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。 25VK 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型
4、材料技术 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0.5molL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0.5molL的盐酸溶液至试液呈红色，再过量3mL。再用浓度为0.5molL的NaOH溶液中和过量盐酸，使溶液呈淡绿色。职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 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。13
5、22VKVVM试样的模数可按下式计算。 二、水玻璃的硬化机理职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术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。表1 水玻璃的浓度与模数临界值的对应关系职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 模数M2.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.0临界含量（质量分数，%）5756545249464239353332职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 依
6、靠失水而超越临界值，被称为物理硬化；而依靠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。职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术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气体硬化法、硅铁粉自硬砂、硅酸二钙自硬砂、有机酯自硬砂、真空置换硬化法（VRH）等。职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术 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。职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢造型材料技术谢谢 谢谢Thank Thank youyou
