新型改性水玻璃性能的研究

本文采用无机—有机物组合这一新思路,对水玻璃进行改性处理,研制出了TN_5、TN_2两种新型改性水玻璃。分别讨论了改性剂磷酸盐、有机物T对水玻璃性能的影响,测定了新型水玻璃的主要性能,并进行了少量浇注试验。结果表明,TN_5、TN_2改性水玻璃的吹CO_2硬化强度高于普遍水玻璃,其溃散性明显优于普通水玻璃;与著名产品英国Foseco.公司的Solosil433改性水玻璃的综合性能相近;是较为理想的新型铸造粘结剂,可望应用于实际铸造生产。     

原砂对新型改性水玻璃型砂溃散性的作用机理

研究了原砂对水玻璃型砂溃散性的影响；通过扫描电镜观察了水玻璃型砂高温焙烧后的粘结桥形状和砂粒表面特征，用电子探针和X射线衍射分析了砂粒表面膜的主要生成物的成分和形态，揭示了不同品位的石英砂与水玻璃粘结剂发生高温反应后残留强度高低不同的原因．研究结果表明，都昌砂高温下与水玻璃反应生成了高熔点的蜂窝状钾长石，导致型砂的残留强度很低；而海城砂则生成了低熔点的物质，使得型砂的残留强度很高．因此，改变石英原砂的表面状态是提高水玻璃型砂溃散性的一个有效途径．     

复合改性水玻璃的研究

介绍了水玻璃改性剂及改性水玻璃的合成工艺、性能及其在火车车辆零件的铸造生产中的应用情况。所合成的水玻璃改性剂可大幅度提高水玻璃的粘结性能和溃散性，有利于解决水玻璃砂的再生和回用问题。     

硅砂表面高温改性温度水玻璃砂强度的机理

Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、能谱（ＥＤＳ）等的研究表明,硅砂表面存在吸附膜,高温改性使吸附膜被牢固烧结在砂粒表面,改变了吸附膜和砂粒表面的物理和化学特性,大大改善了湿润性,使粘结桥的断裂形式从附着断裂向内聚断裂转经,提高了水玻璃砂的强度。     

硅砂表面高温改性提高水玻璃砂强度的机理

Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、能谱（ＥＤＳ）等的研究表明,硅砂表面存在吸附膜．高温改性使吸附膜被牢固烧结在砂粒表面,改变了吸附膜和砂粒表面的物理和化学特性,大大改善了湿润性,使粘结桥的断裂形式从附着断裂向内聚断裂转化,提高了水玻璃砂的强度．     

强化钠水玻璃粘结强度的新机制

通过高倍透射电镜、电子探针、Ｘ射线衍射、扫描电镜等测试方法，对经过不同硬化工艺制得的钠水玻璃凝胶胶粒大小、结构、成分等进行了分析，发现强度高的胶粒细小、结构致密。认为强化钠水玻璃的粘结强度的机制在于抑制硬化过程中胶粒生长过大。采用能稳定或阻抑胶粒长大的化合物（有机或无机或复合物）有利于对钠水玻璃改性；使用有机酯类型的促硬剂、加热硬化、真空硬化等措施均有利于钠水玻璃凝胶的胶粒细化，有利于提高钠水玻璃砂的强度。     

超细粉末材料改性水玻璃粘结剂

从几种可能的超细材料里面筛选出一种最合适的超细材料,就这种材料对水玻璃粘结剂的具体性能影响展开研究.结果表明:用经过特殊处理后的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂,具有常温强度高、残留强度低等优点;超细粉末材料改性的水玻璃粘结剂采用酯硬化工艺,可使水玻璃粘结剂的加入量低于3.0%,在水玻璃砂常温强度有所提高的前提下,其溃散性显著改善.较佳的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂的测试结果为(与不改性水玻璃相比):常温24h强度提高了30.7%,残留强度下降了40.1%.     

改性水玻璃粘结剂的研究

本文研究了用土面粉作为改性剂的改性水玻璃粘结剂。介绍了这种粘结剂的制备工艺,通过正交试验法获得的粘结剂最佳配方和用这种新型粘结剂做的各种性能的试验数据。试验表明,这种水玻璃改性粘结剂砂既保持了水玻璃砂的优点,又改善了水玻璃砂的溃散性,对改性机理进行了讨论。     

强化钠水玻璃粘结强度的新机制

通过高倍透射电镜、电子探针、Ｘ射线衍射、扫描电镜等测试方法，对经过不同硬化工艺制得的钠水玻璃凝胶胶粒大小、结构、成分等进行了分析，发现强度高的胶粒细小、结构致密，认为强化钠水玻璃的粘结强度的机制在于抑制硬化过程中胶粒生长过大，采用能稳定或阻抑胶粒长大的化合物（有机或无机或复合物）有利于对钠水玻璃改性；使用有机酯类型的促硬剂、加热硬化、真空硬化等措施均有利于钠水玻璃凝胶的胶粒细化，有利于提高钠水玻璃     

复合改性水玻璃固化黄土冻融特性试验研究

在我国季节温差变化较大的西北地区广泛分布着大量的黄土地层,强烈的冻融作用引起土体结构发生破坏,导致路基和边坡失稳;因此探求在冻融环境下新型岩土加固方式具有重大意义。研究了冻融循环条件下复合改性不同波美度水玻璃固化黄土的无侧限抗压强度、质量损失和微观结构等力学特性的变化。探讨了冻融循环对复合改性水玻璃固化黄土工程特性的影响。试验结果表明:复合改性水玻璃与未改性水玻璃固化黄土样的质量损失、强度损失与冻融循环次数存在一定相对值。冻融循环初期,冻融作用对复合改性水玻璃固化样强度有一定的补强作用;随着冻融循环次数的增多,强度随之减小;多次冻融循环后,试样微结构中部分骨架颗粒或晶体出现断裂,微结构出现损伤或破坏,固化样强度降低,甚至丧失。     

水玻璃为原料常压干燥制备疏水SiO2气凝胶

采用溶胶-凝胶法,以自制水玻璃为原料、三甲基氯硅烷(TMCS)为疏水改性剂,通过常压干燥制得疏水SiO₂气凝胶。研究多步溶剂置换-表面改性和一步溶剂置换-表面改性两种改性工艺对SiO₂气凝胶结构与性能的影响,探讨一步溶剂置换-表面改性机制。结果表明：采用乙醇/TMCS/正己烷对凝胶进行一步溶剂置换-表面改性,可快速制备SiO₂气凝胶,所制得的气凝胶具有纳米多孔结构,孔洞分布密集、均匀,比表面积为654.24 m²/g,孔体积为2.72 cm³/g,平均孔径为12.38 nm,线收缩率为14.37%。改性后的气凝胶表现出较强的疏水性,接触角达到143°,且382℃左右仍可保持疏水特性。一步溶剂置换-表面改性过程中凝胶表面的Si—OH被Si—OSi(CH₃)₃取代,凝胶的疏水改性和孔隙水的置换是同步完成的,乙醇的存在减缓了TMCS与孔隙水的剧烈反应,避免了改性时凝胶发生破碎。     

乙酸乙酯作为新型水玻璃凝固剂的研究

以乙酸乙酯作为水玻璃粘结剂固化剂,通过选择表面活性剂解决水玻璃与乙酸乙酯的相容性问题,测定水玻璃凝固时间与乙酸乙酯浓度、温度的关系,利用XRD对产物进行了分析.结果表明,乙酸乙酯、平平加、水的最佳质量配比为10:2:10;温度较低时,水玻璃的凝固速度主要取决于乙酸乙酯的水解速度;机理推导得其在一定温度下反应与时间呈一元直线方程关系.     

硅气凝胶的结构与改性研究

利用溶胶－凝胶法,结合超临界干燥技术制备出硅气凝胶．通过热分析、红外光谱分析及Ｘ射线衍射,研究了硅气凝胶在热处理过程中的组成及结构变化规律．利用扫描电镜观察其组织形貌随热处理工艺的变化特点,为硅气凝胶的结构改性提供了依据．     

二氧化硅气凝胶改性方法及研究进展

为了提高采用溶胶-凝胶法制备的二氧化硅气凝胶的网络强度,介绍了对二氧化硅气凝胶进行改性的3种方法. 以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法和表面修饰工艺,在常压条件下制备了SiO2气凝胶. 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)测试结果表明,SiO2气凝胶具有较好的疏水特性. 表面修饰剂三甲基氯硅烷在正己烷中的体积分数为6%,表面修饰时间为24h时,气凝胶具有优化的性能.     

水玻璃型砂的CO2与氟硅酸钠复合固化法

对水玻璃砂的C0₂、氟硅酸钠的单一固化法及这两者相结合的复合固化法进行对比试验，结果表明：C0₂固化法固化速度快,但终强度低；氟硅酸钠固化法固化速度慢，但终强度高、存放性好;将这两种方法进行组合形成的复合固化法，能使水玻璃砂固化速度快、终强度高且存放性好,从而更好地满足铸造生产的需要。     

水玻璃砂VRH—CO2法的研究

通过试验找出了水玻璃砂ＶＲＨ－ＣＯ２硬化法的真空度与脱水率及强度的关系。发现在真空脱水时，真空室内有一个降温过程，在本实验条件下最大降温达１１℃，用扫描电镜观察到ＶＲＨ－ＣＯ２法的水玻璃粘结膜是由细小而均匀的硅酸胶粒所组成，而普通ＣＯ２法的粘结膜是连片的硅酸凝胶结构。提出水玻璃砂ＶＲＨ－ＣＯ２法的真空度以１．３３－２．００ｋＰａ为宜，并指出了ＣＯ２吹气量及保持时间，原砂质量，残留水分和环境湿度对型     

膨胀珍珠岩的纳米气凝胶改性及其应用

膨胀珍珠岩作为建筑保温材料在应用中易碎裂、吸水率大,保温性能下降严重。为克服这个缺陷,研究制备憎水气凝胶,然后用其对膨胀珍珠岩进行改性,复合得到纳米改性膨胀珍珠岩保温骨料,并探讨其在保温砂浆中应用。采用水玻璃为硅源,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(Et OH)/正己烷(C_6H_(14))(摩尔比3∶2∶2)混合液对水凝胶进行溶剂置换和表面改性,当混合液中TMCS和水凝胶中的H_2O的摩尔比为0.14时,得到憎水性良好气凝胶。在研究得到的最佳相对真空度-0.04 MPa下,真空吸入液溶胶,将憎水气凝胶和珍珠岩掺和到一起,得到具有良好憎水性能气凝胶改性膨胀珍珠岩,其导热系数为0.034 7 W/(m·K),筒压强度为208.64 MPa,其中气凝胶的质量比为39.30%,综合性能明显优于膨胀珍珠岩。用该骨料制备的保温砂浆基本性能良好,抗压强度0.38 MPa,导热系数0.056 W/(m·K),吸水率为32%;其抗压强度和吸水率明显优于珍珠岩砂浆,导热系数优于玻化微珠保温砂浆。     

超声改性水玻璃及水玻璃型（芯）砂性能的改善

采用超声振动对水玻璃进行改性，研究了超声波处理时间对水玻璃砂性能的影响；同时还研究了超声改性时间一定，水玻璃加入量及加入附加物对水玻璃砂性能的影响。结果表明，超声改性可有效改善水玻璃砂的湿强度、干强度，且能使水玻璃的加入量由８％降至４％，显著改善其溃散性能。     

水玻璃改良膨胀土的室内试验研究

为研究水玻璃改良膨胀土不利工程特性的实际效果,本文以芜申线航道整治工程中南京高淳地区的膨胀土滑坡治理为研究背景,通过室内试验对改性土的界限含水率、击实特性、膨胀特性、裂隙开展特性、力学强度展开了研究。研究结果表明：随着水玻璃掺量的增加,改性土的塑限逐步提高,液限逐步降低,可塑性降低,土中粘粒含量、亲水性矿物减少;改性土的最大干密度逐渐降低,最优含水率逐渐增加,击实曲线渐趋平缓;改性土的膨胀特性得到明显抑制;改性土强度随水玻璃掺量的增加有明显提高。可见掺入一定量水玻璃改良膨胀土在工程中是可行的。     

改性水玻璃/异氰酸酯聚脲涂料的性能研究

以硅烷偶联剂对水玻璃进行预处理后,与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚丙二醇(PPG)作为主要原料通过滴加混合反应制备新型聚脲涂料。借助接触角测定仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对界面相容性的改性效果和硅球表面元素分布进行了研究,并探讨了偶联剂添加量对涂料机械性能的影响机理。结果表明:端氯基硅烷偶联剂的改性效果优于端环氧基或端甲基丙烯酰氧基,机械性能随着3-氯丙基三甲氧基硅烷(C43M)添加量的增加呈现先增加后下降的趋势,添加量为2.0%时达到最优。通过热失重谱和微分热重谱(TG/DTG)研究了C43M改性涂料的热分解性能,结果表明C43M改性提高了涂料的热稳定性。