活化硅酸

水玻璃為硅酸鈉溶液狀態，南方多稱水玻璃，北方多稱泡花鹼。硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，硅酸鈉在以水為分散劑的體系中為無色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。固體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明玻璃塊狀體。形態分為液體、固體、水淬三種。理論上稱這類物質為“膠體”。

普通硅酸鈉為略帶淺藍色塊狀或顆粒狀固體，高温高壓溶解後是略帶色的透明或半透明粘稠液體。

水玻璃在空氣中的凝結固化與石灰非常相似主要通過碳化和脱水結晶固結兩個過程來實現。隨着碳化反應的進行硅膠含量增加，接着自由水分蒸發和硅膠脱水成固體SiO2而凝結硬化，由於空氣中CO2濃度低，故碳化反應及整個凝結固化過程十分緩慢。

水玻璃是一種能溶於水的硅酸鹽。它是由不同比例的鹼金屬和二氧化硅所組成。最常用的是硅酸鈉水玻璃Na2O·nSiO2，還有硅酸鉀K2O·nSiO2。通常把水玻璃組成中的二氧化硅和氧化鈉（或氧化鉀）的克分子摩爾數之比，稱為模數M。

水玻璃分為鈉水玻璃和鉀水玻璃兩種，其中鈉水玻璃為硅酸鈉水溶液，分子式為Na2O.nSiO2和K2O.nSiOz，鉀水玻璃為硅酸鉀水溶液，分子式為K2O.nSiOz，在土木工程中主要使用鈉水玻璃，當工程技術要求較高時也可採用鉀水玻璃。優質純淨的水玻璃為無色透明的粘稠液體，溶於水，當含有雜質時呈淡黃色或青灰色。

鈉水玻璃分子式中的n稱為水玻璃的模數，代表Na2O和SiO2的分子數比，是非常重要的參數。n值越大，水玻璃的粘性和強度越高，但水中的溶解能力下降。當n大於3.0時，只能溶於熱水中，給使用帶來麻煩。n值越小，水玻璃的粘性和強度越低，越易溶於水。故土木工程中常用模數n為2.6～2.8，既易溶於水又有較高的強度。

水玻璃通常採用石英粉（SiO2）加上純鹼（NaCO3），在1300～1400℃的高温下煅燒生成固體 ，再在高温或高温高壓水中溶解，製得溶液狀水玻璃產品。

中國生產的水玻璃模數一般在2.4～3.3之間。水玻璃在水溶液中的含量（或稱濃度）常用密度或者波美度表示。土木工程中常用水玻璃的密度一般為1.36～1.50g/cm3，相當於波美度38.4～48.3 。密度越大，水玻璃含量越高，粘度越大。

（一）粘結力和強度較高

水玻璃硬化後的主要成分為硅凝膠和固體，比表面積大，因而具有較高的粘結力。但水玻璃自身質量、配合料性能及施工養護對強度有顯著影響。

（二）耐酸性好

可以抵抗除氫氟酸（HF）、熱磷酸和高級脂肪酸以外的幾乎所有無機和有機酸。

（三）耐熱性好

硬化後形成的二氧化硅網狀骨架，在高温下強度下降很小，當採用耐熱耐火骨料配製水玻璃砂漿和混凝土時，耐熱度可達1000℃。因此水玻璃混凝土的耐熱度，也可以理解為主要取決於骨料的耐熱度。

（四）耐鹼性和耐水性差

因和均溶於鹼，故水玻璃不能在鹼性環境中使用。同樣由於NaF、Na2CO3均溶於水而不耐水，但可採用中等濃度的酸對已硬化水玻璃進行酸洗處理，提高耐水性。

標準摩爾生成熱ΔfHmθ（kJ·mol^-1）：-1554.9[1]

標準摩爾生成吉布斯自由能ΔfGmθ（kJ·mol^-1）：-1462.8

標準熵Smθ（J·mol^-1·K^-1）：113.9

活化硅酸作為水處理助凝劑，常用於給水處理中，在中國已有較長曆史，1952年天津自來水公司已經開始使用。經驗認為要使活化硅酸起到良好的絮凝效果，必須注意活化的方式和方法、活化硅酸的配製應控制原液的濃度和剩餘鹼度，並掌握控制活化時間。 ^[1]