超细粉末材料改性水玻璃粘结剂的探索研究


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    一般的粉体材料改性水玻璃,只能部分溶解,静置后都会有很多沉淀物,达不到改性的目的。用超细粉作为悬浮剂,因为超细粉接近纳米粉,具有小尺寸效应,它会和水玻璃有很强的粘结能力,这样沉淀就会减少很多。同时,选用的超细材料B本身有一定的水溶性,能吸水膨胀性,而且有一定的吸附性和阳离子交换能力,是具有超细通道结构的材料,当它们加入到水玻璃里面的时候,由于材料非常细小,化学活性很大,而且材料本身具有的层状结构能够细化硬化后的胶粒,故而可以提高水玻璃的24h粘结强度;经过800℃焙烧一小时后,超细物质B能够和水玻璃生成和玻璃体膨胀率不一致的物质,能够撕裂玻璃体,降低砂型的残留强度,这样就会使溃散性加强,具体的验证试验会在以后的深入研究中提及的。

    超细粉末(或纳米)材料改性水玻璃是一种比较先进的改性水玻璃的方法,它具有改性剂加入量少、成本低、效果好等优点,能将新型的纳米超细粉技术与传统的水玻璃工艺及材料技术相结合,获得强度很高、溃散性比较好的水玻璃砂铸型,有望彻底解决水玻璃旧砂的落砂清理及再生回用难题。目前试验的改性水玻璃砂出现的残留强度偏高、常温强度略低等现象,主要是因为试验的超细材料含有的纳米级别的成分比较低,纯度不是很高,影响了材料的细度和分散,今后研究的重点是制备性能优良的超细材料。可以预测,真正意义上的纳米粉末材料改性水玻璃,有望使水玻璃的性能产生飞越,这是一个值得仔细深入研究的问题。

    从测试结果可以看出,超细粉末改性水玻璃的优点是,常温强度比较高、溃散性的问题基本可以解决,选用超细粉B和试剂a,在外加物加入量为2%的时候,24h温强度可以达到2.00MPa,残留强度只有0.88MPa。与不改性普通水玻璃相比(24h常温强度可以达到1.57MPa,残留强度1.47MPa),其24h强度提高了30.7%、残留强度降低了40.1%,超细粉末改性水玻璃的效果非常明显。(汪华方 樊自田 董选普 黄乃瑜)
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