用CO2或加熱等方法硬化的鈉水玻璃砂芯，裝配在粘土濕型中，如果不及時澆注，砂芯強(qiáng)度將急劇降低，不僅可能出現(xiàn)蠕變，甚至斷塌；在潮濕的環(huán)境中儲放的砂芯，強(qiáng)度也明顯降低。表1為CO2硬化鈉水玻璃砂芯在相對濕度為97%環(huán)境中放置24h時的強(qiáng)度值。在潮濕環(huán)境中存放失去強(qiáng)度的原因，是由于鈉水玻璃重新發(fā)生水合作用。鈉水玻璃粘結(jié)劑基體中的Na+與OH—吸收水分并浸蝕基體，最后使硅氧鍵Si—O—Si斷裂，致使鈉水玻璃砂粘結(jié)強(qiáng)度顯著降低。
表1 鈉水玻璃砂芯在高濕度環(huán)境存放對其強(qiáng)度的影響
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水玻璃模數(shù)M 性能 硬化方法 |
2.00 |
2.40 |
2.58 |
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抗拉強(qiáng)度/ MPa | |||
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CO2硬化1h后 |
0.41 |
0.34 |
0.34 |
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CO2硬化1h后，再在相對濕度 為97%的環(huán)境中存放24h |
0 |
0.21 |
0.2 |
解決此問題的措施有：
1、在鈉水玻璃中加入鋰水玻璃，或在鈉水玻璃中加入Li2CO3、CaCO3、ZnCO3等無機(jī)附加物，由于能形成相對不溶的碳酸鹽和硅酸鹽，以及可減少游離的鈉離子，因而可改善鈉水玻璃粘結(jié)劑的抗吸濕性。
2、在鈉水玻璃中加入少量有機(jī)材料或加入具有表面活性劑作用的有機(jī)物，粘結(jié)劑硬化時，鈉水玻璃凝膠內(nèi)親水的Na+和OH—離子或為有機(jī)憎水基取代，或相互結(jié)合，外露的為有機(jī)憎水基，從而改善吸濕性。
3、提高水玻璃模數(shù)，因為高模數(shù)水玻璃的抗吸濕性比低模數(shù)水玻璃強(qiáng)。
4、在鈉水玻璃砂中加入淀粉水解液。更好的方法是采用淀粉水解液對鈉水玻璃改性。
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