水玻璃凝胶性能试验
改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究
改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究万志;张蕾;刘健;解全一;李昱莹;李选正【摘要】为了使水泥-水玻璃注浆材料在注浆中得到更广泛的应用,通过室内配比试验和扫描电镜分析对5％膨润土掺量下水泥-水玻璃体积比和粉煤灰掺量对水泥-水玻璃(C-S)浆液性质的影响进行研究,并开展现场试验对该改性浆液的防渗性能进行了研究.结果表明:①改性C-S双液的凝胶时间有所延长,且凝胶时间随着C-S体积比的增大而缩短、粉煤灰掺量的增大而延长;②浆液结石体的抗压强度和抗折强度都随C-S体积比的增大都呈现先增大后减小的趋势并在体积比约为2时达到最大,浆液结石体的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而降低,结石体7d抗折强度随着粉煤灰掺量的增加先增加后减小,试验条件下,粉煤灰掺量为25％取得最大抗折强度;③通过扫描电镜对结石体微观结构分析得出,粉煤灰掺量为25％、C-S体积比为2的配比下水泥的水化反应最充分,粉煤灰的微集料反应发挥最佳;④通过现场防渗试验验证了研发浆液材料的防渗性能满足规范要求.改性C-S浆液较好地结合了几种材料的优点,建议采用的材料配比为25％粉煤灰、5％膨润土、70％水泥,C-S体积比为2.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)019【总页数】6页(P277-282)【关键词】水泥-水玻璃双液;粉煤灰;膨润土;强度;扫描电镜;防渗性能【作者】万志;张蕾;刘健;解全一;李昱莹;李选正【作者单位】山东大学土建与水利学院,济南250061;山东大学基建部,济南250100;山东大学土建与水利学院,济南250061;山东大学土建与水利学院,济南250061;山东大学土建与水利学院,济南250061;山东大学土建与水利学院,济南250061【正文语种】中文【中图分类】TU525渗流问题一直是水利和岩土工程施工期和运行期不可忽视的重要安全问题。
目前常用的防渗技术主要有防渗墙、土工合成材料技术、注浆等[1—3]。
水玻璃凝胶堵水体系提高采收率性能评价
中图分 类号 ： Ｅ３ ８ ． Ｔ ５＋３
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ６ ７ ８ （ ０ ０ １ — ０ １ —０ １０ － ９１ ２ １）４ Ｏ ６ ２
油 田进 入 注 水开 发 后 期 以后 ， 水 作业 越 来 越 堵
频繁 ， 而且 堵剂 使用 量越 来越 大 。 目前 油 田主要使 用
理 剂采 用 大 段 塞注 入 ３井 次 ， 施井 均 取 得 了不 同 措 程 度的 降压增 油 效果 。
４ １ 实施过 程 ．
５ 结 论 高 温 高盐油 藏潜 在气 驱 用 防气窜 剂 的研 究 和成
施 工前认 真分 析 油藏 地质 资料 、 测井 资料 、 区块 开发 现 状 、 塞 机理 、 堵 油水 井 工 作状 况 等 ， 施工 参 对 数进行 设计 ， 定处 理剂 种类 、 塞 注入方 式和 注入 确 段
２１ 年第 １ 期 ００ ４
１ 实 验方 法
１ １ 凝 胶 强 度 的 测 定 ．
刘 磊等 水玻璃凝胶堵水体 系提 高采收率性能评价
１ ７
出体 系 水玻 璃 浓 度为 ７ ５ ， 系柠 檬 酸 为 １ ７ 的 ． 体 ．
配方 ， 其 进行 温 度影 响 测试 。得 到 下 图 ： 对
高 不下 。而 水玻 璃 凝剂堵 剂 ， 有 价格 低 、 具 基液 粘 度 低、 封堵 率 高的优 点 ， 本文 具体 化 了水玻璃 凝胶 体 系
度为 ０ ３ ． ， ． ～０ ５ 交联 剂浓 度为０ １ ０ ５ 。 内静 ． ～ ． 室 态评 价实 验 表 明 ： 应 的 ｐ 值范 围为 ６ ９ 可 抗盐 适 Ｈ ～ ，
１ ６
内蒙 古石 油４ ｒ Ｌ－ － －Biblioteka ２１ 年第 １ 期 ００ ４
水玻璃凝固原理
水玻璃凝固原理水玻璃，也被称为硅酸钠溶液，是一种常见的无机胶体溶液。
它由硅酸和碱金属盐溶于水中形成。
水玻璃在工业生产中被广泛应用，例如用作胶凝材料、防水剂、粘合剂等。
那么，水玻璃是如何凝固的呢？本文将介绍水玻璃凝固的原理。
水玻璃凝固的原理主要涉及到两个重要的化学反应：硅酸与碳酸钠反应以及硅酸与二氧化碳反应。
当硅酸钠溶液与二氧化碳（CO2）接触时，两者会发生反应，生成二氧化硅（SiO2）和碳酸钠（Na2CO3）：Na2SiO3 + CO2 -> SiO2 + Na2CO3这个反应是一个酸碱中和反应，其中，二氧化硅是胶体颗粒的主要成分之一。
在反应中，二氧化硅以胶体形式悬浮在溶液中，并逐渐形成凝胶。
接下来，水玻璃的凝胶经过加热处理，其中的水分会被蒸发掉，而二氧化硅颗粒之间的键结会逐渐增强。
这个过程被称为胶体凝胶的热处理，其目的是使凝胶变得更加稳定和坚固。
在水玻璃凝固的过程中，有一个重要的参数需要控制，那就是硅酸钠的浓度。
当硅酸钠的浓度较低时，凝胶的形成速度较慢，而浓度较高时，凝胶的形成速度较快。
因此，在实际生产中，需要根据具体的需求来调整硅酸钠的浓度，以控制凝胶的形成速度。
水玻璃凝固的原理不仅仅是一种化学反应过程，还涉及到胶体科学和材料科学的知识。
胶体科学研究的是胶体溶液的性质和行为，而材料科学研究的是材料的制备、性能和应用。
水玻璃的凝固过程中，胶体的形成和胶体的热处理是两个关键环节，通过这些环节的控制和调整，可以得到不同性质和性能的水玻璃凝胶材料。
水玻璃的凝固原理涉及到硅酸钠与二氧化碳的反应以及胶体的形成和热处理。
水玻璃凝固的过程需要控制硅酸钠的浓度，并经过加热处理来提高凝胶的稳定性和坚固性。
水玻璃凝固原理的理解和应用对于水玻璃的生产和应用具有重要意义。
水玻璃的固化机理及其耐水性的提高途径-精选资料
水玻璃的固化机理及其耐水性的提高途径1 引言水玻璃是一种性能良好的胶凝剂，是多种聚硅酸盐的复杂溶液，但是各个聚硅酸的聚合度和分子结构及其含量均无法测定，原因是水玻璃的组成不仅随模数、浓度和电解质含量而改变，而且也随存放时间而不断变化。
水玻璃可分为硅酸钠水玻璃、硅酸钾水玻璃、硅酸锂水玻璃、硅酸盐季胺水玻璃和钾钠硅酸盐水玻璃等。
但除硅酸钠水玻璃得到大量应用外，其他硅酸盐水玻璃用量较少。
2 水玻璃的固化特性水玻璃的主要参数是模数(水玻璃中SiO2和Na2O的摩尔比值，用m表示)、密度(水玻璃溶液中含有的Na2O?mSiO2百分质量，用C表示)和客盐浓度。
以钠水玻璃为例，若模数小于2、浓度＜40%时是(聚)硅酸钠的真溶液，浓度提高时则析出多种硅酸钠晶体(水合晶体或无水晶体)，不会生成胶粒，不会形成真溶液和胶体溶液并存体系，即不会生成“水玻璃”；若模数≥4、浓度＞32%，则基本上已硅溶胶化，不再含有真溶液，也不宜称作水玻璃。
假如体系内还含其他盐类(称作客盐)且浓度＞0.1mol/L，它即可藉凝胶化而趋向固化，应称作硅凝胶或硅酸凝胶。
水玻璃内真溶液占的份额愈大，则水玻璃愈稳定；胶体溶液占的份额愈大，则愈容易因凝胶化而固化。
水玻璃接近凝胶化点时，真溶液大部分消失，基本上呈胶体溶液状态，此时处于临界值。
从临界值再往前一步(即模数或浓度增大些)，即因凝胶化而趋向固化。
但在凝胶化点以下一定范围内，含有客盐＞0.1mol/L 时，ξ电位被迫降到临界值时，也会转变成凝胶而趋向固化。
以硅酸钠水玻璃的相应问题进行分析。
硅酸钠水玻璃的水解反应可简要地归纳为反应式（1）。
而NaOH又会进一步电离成Na+ 和OH-，从而使水玻璃溶液呈碱性反应。
水玻璃溶液实际上是胶体溶液，胶核是由二氧化硅聚集体构成，胶核又会吸附溶液中被电离出的n个SiO32-；同时硅酸钠中也有2n个Na+离子电离出来，其中也会有2(n-x)个Na+离子被吸附在SiO32-周围。
水玻璃固化原理
水玻璃固化原理水玻璃固化原理是指通过水玻璃在特定条件下发生硬化反应，形成一种硬化的材料。
水玻璃，又称硅酸钠，是硅酸盐类胶凝材料的一种。
它在工业生产和科研领域被广泛应用，例如用于制备无机防水材料、粘合剂、涂料、胶粘剂等。
水玻璃固化原理包括化学反应和物理变化两个方面。
化学反应是硅酸钠分子和空气中的二氧化碳分子发生反应生成二氧化硅，水玻璃得到固化，形成无机胶凝材料。
物理变化则是指水玻璃在液态状态下变为固态状态的过程。
在工业生产和科研领域，水玻璃固化原理得到了广泛应用。
为了更好地了解和掌握水玻璃固化原理，我将深入探讨水玻璃固化的化学反应和物理变化过程，并介绍水玻璃固化的应用和发展前景。
一、水玻璃的化学反应固化原理水玻璃在固化过程中首先需要发生化学反应。
水玻璃（Na2O·nSiO2）是由硅酸盐和碱金属氧化物（如氢氧化钠）按一定摩尔比制得的，它的主要成分是SiO2和Na2O。
当水玻璃与空气中的二氧化碳发生反应时，会生成硅酸盐胶凝材料。
这个反应过程称为水玻璃的碳化反应。
1.碳化反应的化学方程式根据化学方程式，水玻璃和二氧化碳发生碳化反应的化学方程式为：Na2O·nSiO2 + CO2 → SiO2 + Na2CO3当水玻璃与二氧化碳接触时，硅酸盐分子中的Na2O会与空气中的CO2反应生成Na2CO3和SiO2。
在这个反应过程中，SiO2逐渐沉淀，形成一种类似玻璃的无机硅酸盐固体，这就是水玻璃的固化过程。
而生成的Na2CO3则可以在洗涤之后溶解并被洗掉，残留下来的SiO2形成了水玻璃固化后的硅酸盐胶凝材料。
2.碳化反应的影响因素碳化反应的速度和程度受多种因素影响。
首先，温度是影响碳化反应速率的重要因素，一般来说，温度越高，反应速率越快。
其次，湿度和二氧化碳浓度也会影响碳化反应的进行，湿度越高，反应速率越快，而CO2浓度越高，反应速率也会越快。
此外，水玻璃的成分和类型也会对碳化反应有一定影响，不同类型的水玻璃碳化反应的速率和程度也会有所差异。
凝胶强度测试标准
凝胶强度测试标准
凝胶测试的常用标准
1. 凝胶时间
凝胶时间是指样品从投入试剂到开始凝胶的时间。
其测试方法为将一定量的样品加入试剂中，用计时器记录时间。
在医疗领域中，常用的标准为凝胶时间应在10秒至15秒之间。
2. 凝胶含量
凝胶含量是指试剂中所含凝胶物质的质量百分比。
其测试方法为将一定量的试剂置于烘箱中烘干，计算凝胶物质重量与试剂总重量的比值。
在食品领域中，常用的标准为凝胶含量应在0.2%至1.5%之间。
3. 凝胶强度
凝胶强度是指样品凝胶后表现出的抗拉强度、粘附强度等物理性质。
其测试方法多为特定仪器和方法，如质量分析仪、拉伸试验机等。
在化工领域中，常用的标准为凝胶强度应达到一定值，以保障产品的性能。
水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究
水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究粉煤灰和矿粉是比较典型的可以被激发剂激发而发生水化、产生强度的胶凝材料。
利用粉煤灰、矿粉取代混凝土中的部分水泥和细集料，较好地改善混凝土的某些性能并节约水泥，一直是人们研究、关注的课题，而发挥粉煤灰、矿粉的活性或活性成分，却是充分利用粉煤灰和矿粉作用的关键。
目前，国内外关于粉煤灰和矿粉的活性激发方法主要有物理细磨、单掺化学激发剂、加钙处理等。
通过大量研究人们发现粉煤灰和矿粉的活性在碱性介质或酸性介质，特别是碱性介质中可以得到激发，同时也找到一些激发粉煤灰和矿粉活性的方法和途径，但存在难以快速、充分和经济地激发其活性的问题，表现在粉煤灰和矿粉成型制品早期强度比较低。
因此寻找激发粉煤灰和矿粉活性优化方法，成为现在矿物充分利用的重要课题。
文章在研制出一种矿粉- 粉煤灰水泥基材料的基础上，针对该种水泥基材料，采取对粉煤灰物理细磨和添加水玻璃化学激发剂结合的方法，进一步通过实验研究粉煤灰、矿粉替代水泥胶凝材料制作轻型节能混凝土砌块时，水玻璃掺量对粉煤灰、矿粉及水泥组成的胶凝体系力学性能的影响和粉煤灰、矿粉活性激发作用机理等问题。
1 原材料及试验方法1. 1 原材料水泥: 采用广西柳州鱼峰水泥有限公司生产的P. O42. 5级普通硅酸盐水泥。
粉煤灰( Ⅰ) : 柳州电厂II 级粉煤灰，密度为2. 24g /cm3，比表面积423m2 /kg。
矿粉: 柳州市鱼峰水泥有限公司生产的磨细矿粉，密度2. 64g /cm3，比表面积462m2 /kg。
砂子: 柳江河沙，中砂。
激发剂: 水玻璃。
减水剂: MN -Ⅱ型高效减水剂，柳州市威安混凝土助剂厂，减水率20%左右。
1. 2 试验方法试验的主要目的是确定粉煤灰- 矿粉矿物掺合料在完成物理细磨激活后，进一步选择激发剂水玻璃激活，制作轻型混凝土砌块的优化结果，最终找到一条有效激发粉煤灰和矿粉活性的方法。
因此按照《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ55 - 2011) 并结合矿粉-粉煤灰水泥基材料研究成果，设计胶凝材料450g( 水泥、粉煤灰、矿粉掺量分别占胶凝材料总质量的70%、15%、15%) ，砂子1350g，胶砂比1: 1. 5; 减水剂取胶凝材料总质量的5%，水灰比为0. 4; 水玻璃用量分别按总胶凝材料质量的3%、4%、5%、6%、7%，配合比设计方案见表2。
水玻璃凝胶凝结剂
一、一般在无特殊要求情况下，即混合浆液从出浆口流出时无需立即变成凝胶状，水玻璃与水配比为1:2（以质量计），或者浓度为30%；凝结剂浓度为10%，此时，混合浆液的胶凝时间为30-45秒。
二、混合管路长度（混合器三通到出浆口的管长）应在10米以下。
三、如若要求出浆即为胶凝状，该如何进行调节？
1、先将水玻璃与水配比调整为1:1，即浓度为50%，凝结剂浓度调整为25%左右，观察出浆情况及浆液胶凝时间。
2、以上措施如为达到预期效果，可通过减少注浆泵的出浆量进行调节。
3、在条件允许的情况下，也可适当延长混合管路的长度。
4、通过以上措施反复调整，直至达到出浆即为胶凝状的要求。
四、有时会遇到将两种材料的水溶液浓度调配的很高，但取样做胶凝时间检验时，发现胶凝时间反而变长的情况。
原因：两种浆液没能实现充分搅拌，其取样样品中水玻璃与凝结剂的浓度低。
解决办法：在两个容器内（尤其时大型容器）要持续的对两种浆液进行搅拌，并保证搅拌均与，若因其他原因需暂停注浆时，要先将浆液搅拌均匀后方可继续注浆。
五、注浆中要注意观察两种溶液的吸浆速度是否一致。
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一、实验方案
基浆为：水玻璃+水+十二烷基磺酸钠
凝胶剂：乙酸乙酯+甲酰胺
十二烷基磺酸钠的加入有效解决了乙酸乙酯与水玻璃难溶的问题有机凝胶剂乙酸乙酯的加入可以有效控制凝胶时间
二、水玻璃凝胶材料凝胶时间实验结果及分析
通过直观分析确定影响水玻璃凝胶时间最主要的因素为水玻璃和乙酸乙酯的含量。
通过效应曲线图分析确定要得到时间控制为两小时左右需要的配方为：
水玻璃水乙酸乙酯甲酰胺十二烷基磺酸
钠
70.0 ml 70.0 ml 10.0 ml 10.0 ml 1.0 g
甲酰胺和乙酸乙酯的交互作用表：
水玻璃和水的交互作用表：
乙酸乙酯与水玻璃的交互作用表：
通过方差的分析：
影响凝胶时间最主要的因素为水玻璃和乙酸乙酯。
三、PH及温度的实验记录
PH 温度实验1 13 24.8 实验2 12 25.4 实验3 12 25.8 实验4 12 26.1 实验5 13 22.4 实验6 12 22.9 实验7 12 23.2
四、布氏粘度计测量结果：（最初粘度）
五、凝胶材料力学实验分析固砂强度、抗压强度、表面张力、耐久性等。