第三节 水玻璃
水玻璃俗称泡花碱，属于气硬性胶凝材料，是一种能溶于水的硅酸盐。它是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅结合而成，建筑工程中常用的是硅酸钠水玻璃（Na2O·nSiO2）。
一、水玻璃的生产
水玻璃的生产方法有湿法和干法两种。湿法是将石英砂加入到氢氧化钠溶液中，进行蒸压使其直接反应生成液态水玻璃；干法是把石英砂和碳酸钠按比例混合磨细，在1300～1400℃高温的熔炉内熔化，生成固态水玻璃。
水玻璃的模数指硅酸钠中氧化硅和氧化钠的分子数之比，一般在1.5～3.5之间。固体水玻璃在水中溶解的难易随模数而定，模数为1时能溶解于常温的水中，模数加大，则只能在热水中溶解；当模数大于3时，要在4个大气压以上的蒸汽中才能溶解于水。低模数水玻璃的晶体组分较多，黏结能力较差。模数越高，胶体组分相对增多，黏结能力、强度、耐酸性和耐热性越高，但难溶于水，不易稀释，不便施工。
建筑工程中常用的为液态水玻璃，其模数为2.6～2.8。液态水玻璃由于含有不同杂质，会呈现出青灰色、绿色或微黄色，无色透明的最好。液态水玻璃可与水按任意比例混合。同一模数的液态水玻璃，其浓度越稠，则密度越大，黏结力越强。
二、水玻璃的硬化
水玻璃在空气中吸收二氧化碳，生成无定型硅酸凝胶，因干燥而逐渐硬化。
水玻璃的硬化过程十分缓慢。为了加速水玻璃的硬化，常加入适量的氟硅酸钠作为促硬剂以加速无定形硅酸凝胶的析出。
氟硅酸钠的适宜掺量为水玻璃质量的13%～15%。若掺量过少，则使硬化速度缓慢，强度降低；掺量过多，会引起凝结速度过快，不便于施工，而且强度和抗渗性均降低。
三、水玻璃的性质与应用
水玻璃有良好的黏结能力，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。水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度不降甚至有所增加。水玻璃具有很好的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。水玻璃在建筑工程中主要用于：
（1）涂刷材料表面，提高抗风化性能。用水玻璃浸渍或涂刷多孔材料表面，可提高其密实度、强度、耐水性和抗风化性能。如涂刷硅酸盐制品、混凝土和砖等具有良好的效果。严禁用于浸渍或涂刷石膏制品，因为二者反应的产物硫酸钠会在孔隙内结晶膨胀，会导致制品破坏。
（2）配制耐酸和耐热砂浆和混凝土。以水玻璃为胶凝材料，与耐酸骨料可配制成耐酸砂浆和混凝土，应用于耐酸工程中；在水玻璃中加入耐热骨料可配制成耐热砂浆和混凝土，长期在高温条件下，强度也不降低，应用于耐热工程中。
（3）配制防水剂。以水玻璃为基料，掺入适量的两种、三种或四种矾配制成两矾、三矾或四矾防水剂。如在配制四矾防水剂时，先将明矾（钾铝矾）、蓝矾（硫酸铜）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各一份，加入到60份100℃水中溶解，然后将四矾水溶液放入400份水玻璃水溶液中，搅拌均匀即可。四矾防水剂在1min内凝结，如将四矾防水剂与水泥浆混合，可用于堵塞漏洞、裂缝和局部抢修。因为凝结过快，不宜用于调配防水砂浆。
（4）加固地基。将模数为2.5～3的液态水玻璃和氯化钙溶液交替压入地基，两种溶液发生化学反应如下：
产物中的硅酸胶体，将土壤颗粒包裹并填充其孔隙；它是一种吸水膨胀的冻状凝胶，可因吸收地下水而经常处于膨胀状态，阻止水分的渗透和使土壤固结。产物中的氢氧化钙也可与氯化钙反应生成氧氯化钙，同样也起胶结和填充孔隙的作用。