化学改性水玻璃是现在常用的对水玻璃进行改性的一种方法，水玻璃的化学改性是往水玻璃中添加一种或数种其他物质,藉以阻缓水玻璃的老化,减少因老化而损失的粘结强度。改性剂与助粘结剂的主要区别在于:作为改性剂的添加剂是微量的。如聚丙烯酰胺,

只要添加0.2质量分数),而助粘结剂的添加量可以是水玻璃质量分数的几倍或十几倍。它们的区别在于添加物的分子结构是否与硅酸分子链相匹配。适宜用作水玻璃化学改性剂的化合物，须满足以下四项要求:具有与硅羟基形成氢键的能力;具有一定的表面活性;在可溶范围内,活性随聚合度而增加;分子折叠后可将每平方纳米内8～10个硅基覆盖住。

改性剂加入水玻璃中,使硬化后的水玻璃胶粒细化或直接起增强作用,并有利于提高溃散性。因此改性剂在水玻璃粘结剂中能起以下作用。

1 阻缓老化

即在水玻璃固化时,控制硅酸凝胶胶粒的长大。

可通过在凝胶胶粒表面形成高分子保护层来达到。高分子改性剂靠氢键或静电引力吸附在胶粒的表面,改变其表面位能和溶剂化能力,使水玻璃固化时获得细小的凝胶胶粒,从而提高水玻璃的粘结强度。当然,这种阻缓的高分子其本身也能被CO2气体硬化或引起胶凝就更好了。但改性剂无法直接用醋酸或有机酯,因为加入它们会使水玻璃胶凝。

2 粘结桥作用

即在改性水玻璃分子结构中,引入改性剂以增加分子结构中的物质密度和活性。当改性水玻璃分子结构中含有密度高和活性高的物质时,吹CO2之后,能形成更多的粘结桥,获得高的粘结强度。

3 提高出砂作用

为使改性水玻璃在高温时有适当的高温强度和冷却后有低的残留强度，要求改性剂能在高温时与水玻璃中的氧化纳等形成高熔点（或形成冷却时收缩值大、易产生断裂）的化合物。同时要求具有这种作用的改性剂（或改性助剂），在常温时也能促使水玻璃胶凝，有利于提高或至少不会消弱常温粘结强度。

因此，水玻璃的化学改性既能提高型砂的常温强度，又能降低残留强度，使型砂具有好的综合性能。水玻璃的化学改性花费不多但效果显著，还可减少水玻璃的加入量，具有较大的经济效益。