矽溶膠(Colloidal Silica)是無定形二氧化矽納米顆粒在水中(zhōng)分(fēn)散形成的膠體(tǐ)體(tǐ)系,無毒、無味,是目前少數可(kě)以實現大規模工(gōng)業化生産(chǎn)的、用(yòng)途廣泛的納米材料。
用(yòng)矽溶膠處理(lǐ)土壤,能(néng)增大抗壓強度和穩定性,可(kě)用(yòng)于路基的建設(如日本專利《公(gōng)開特許公(gōng)報.昭 62.290.790》,相關文(wén)獻《複合相變儲熱瀝青路面材料研制及降溫機理(lǐ)》、《納米矽溶膠固化黃土的強度特性及其固化機理(lǐ)》等)。矽溶膠用(yòng)來處理(lǐ)水泥,可(kě)賦予其耐壓、耐高溫、防風化、水硬性好等特性,通過與水泥基材料共同使用(yòng),可(kě)以明顯提高水泥基材料的整體(tǐ)性能(néng),如提高力學(xué)性能(néng)、抗壓強度、耐久性等,提高建築物(wù)的強度和使用(yòng)壽命,同時可(kě)以用(yòng)于水泥基建築表面的修複、加固與防護,可(kě)以提高建築的質(zhì)量。相關應用(yòng)還可(kě)拓展到古建築、遺址的保護與修複,相關文(wén)獻如《矽溶膠/矽丙複合土遺址加固劑的合成與應用(yòng)》、《土遺址防風化加固材料的研究進展》、《土遺址加固與保護》等。
矽溶膠的以下性質(zhì),使其具(jù)備水泥基材料增強的功能(néng):(1)矽溶膠具(jù)有(yǒu)高度的分(fēn)散性。由于矽溶膠中(zhōng)是由SiO2納米粒子組成,其粒徑在5-100 nm左右,使得它具(jù)有(yǒu)更好的分(fēn)散性,以液體(tǐ)形式加入到澆注料中(zhōng)能(néng)夠更好的分(fēn)散于粉料之間,提高澆注料的性能(néng)。(2)矽溶膠具(jù)有(yǒu)優良的反應活性,矽溶膠作(zuò)為(wèi)結合劑時,通過溶膠-凝膠反應使澆注料獲得強度。與SiO2微粉相比,SiO2納米粒子具(jù)有(yǒu)更大比表面積和更高的表面能(néng),可(kě)以在較低溫度下提高澆注料中(zhōng)顆粒間的反應速率和反應程度。(3)矽溶膠具(jù)有(yǒu)良好的粘結性。由于矽溶膠中(zhōng)SiO2納米粒子的粒徑小(xiǎo)且均一,幹燥後納米粒子之間形成矽氧烷鍵,産(chǎn)生特殊的網絡狀結構,形成一定的粘結強度。而且矽溶膠的粘度較小(xiǎo),可(kě)以滲透到顆粒孔隙中(zhōng),使幹燥後矽溶膠形成的凝膠結構包裹顆粒,産(chǎn)生較高的粘結強度。 (4)當在矽溶膠中(zhōng)加入某些金屬離子,如Ca2+、Mg2+後,金屬離子打開Si-O-Si(矽氧烷鍵),形成新(xīn)的化學(xué)鍵Si-O-M(金屬),它具(jù)有(yǒu)比矽氧烷鍵更好的特性,如鍵強更強,成鍵時間更短。