更新時(shí)間: 2020-10-20
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硅溶膠（Colloidal Silica）是無定形二氧化硅納米顆粒在水中分散形成的膠體體系，無毒、無味，是目前少數(shù)可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的、用途廣泛的納米材料。
用硅溶膠處理土壤，能增大抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可用于路基的建設(shè)（如日本專利《公開特許公報(bào).昭 62.290.790》，相關(guān)文獻(xiàn)《復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料研制及降溫機(jī)理》、《納米硅溶膠固化黃土的強(qiáng)度特性及其固化機(jī)理》等）。硅溶膠用來處理水泥，可賦予其耐壓、耐高溫、防風(fēng)化、水硬性好等特性，通過與水泥基材料共同使用，可以明顯提高水泥基材料的整體性能，如提高力學(xué)性能、抗壓強(qiáng)度、耐久性等，提高建筑物的強(qiáng)度和使用壽命，同時(shí)可以用于水泥基建筑表面的修復(fù)、加固與防護(hù)，可以提高建筑的質(zhì)量。相關(guān)應(yīng)用還可拓展到古建筑、遺址的保護(hù)與修復(fù)，相關(guān)文獻(xiàn)如《硅溶膠/硅丙復(fù)合土遺址加固劑的合成與應(yīng)用》、《土遺址防風(fēng)化加固材料的研究進(jìn)展》、《土遺址加固與保護(hù)》等。
硅溶膠的以下性質(zhì)，使其具備水泥基材料增強(qiáng)的功能：(1)硅溶膠具有高度的分散性。由于硅溶膠中是由SiO2納米粒子組成，其粒徑在5-100 nm左右，使得它具有更好的分散性，以液體形式加入到澆注料中能夠更好的分散于粉料之間，提高澆注料的性能。(2)硅溶膠具有優(yōu)良的反應(yīng)活性，硅溶膠作為結(jié)合劑時(shí)，通過溶膠-凝膠反應(yīng)使?jié)沧⒘汐@得強(qiáng)度。與SiO2微粉相比，SiO2納米粒子具有更大比表面積和更高的表面能，可以在較低溫度下提高澆注料中顆粒間的反應(yīng)速率和反應(yīng)程度。(3)硅溶膠具有良好的粘結(jié)性。由于硅溶膠中SiO2納米粒子的粒徑小且均一，干燥后納米粒子之間形成硅氧烷鍵，產(chǎn)生特殊的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，形成一定的粘結(jié)強(qiáng)度。而且硅溶膠的粘度較小，可以滲透到顆粒孔隙中，使干燥后硅溶膠形成的凝膠結(jié)構(gòu)包裹顆粒，產(chǎn)生較高的粘結(jié)強(qiáng)度。 (4)當(dāng)在硅溶膠中加入某些金屬離子，如Ca2+、Mg2+后，金屬離子打開Si-O-Si(硅氧烷鍵)，形成新的化學(xué)鍵Si-O-M(金屬)，它具有比硅氧烷鍵更好的特性，如鍵強(qiáng)更強(qiáng)，成鍵時(shí)間更短。
