Жидкое стекло натриевое и его применение

Общие сведения

Бетоны на жидком стекле могут быть легкими (средняя плотность до 2000 кг/м3) и тяжелыми (средняя плотность свыше 2000 кг/м3). Они приго­тавливаются на основе жидкостекольного связующего, минерального на­полнителя и различных заполнителей.

В качестве жидкостекольного вяжущего применяют растворимое стекло, представляющее собой натриевый (Na20×nSi02) или калиевый (K20×nSi02) силикаты, где n = 2,5 — 4 — модуль стекла. Растворимое стекло получают из смеси кварцевого песка с содой (Na2С03) или сульфатом натрия (Na2S04) — для на­триевого жидкого стекла, или с поташом (К2С03) — для калиевого.

В стекловаренных печах получают расплавленную стекломассу, кото­рую из печи для быстрого охлаждения выгружают в вагонетки. При этом об­разуются стекловатые куски, которые принято называть «силикат-глыбой». Растворение силикат-глыбы производят водяным паром в автоклаве при давления 0,5-0,6 МПа и температуре около +150 °С.

Товарное жидкое стекло содержит 50-70 % воды и имеет плотность 1300-1500 кг/м3.

Кроме того, в твердении жидкого стекла принимает участие и углеки­слота воздуха. Углекислота нейтрализует едкую натриевую или калиевую щелочь, которая образуется в растворе при гидролизе и способст­вует коагуляции кремнекислоты, а также более быстрому затвердеванию жидкого стекла. При этом происходит выделение и высыхание (довольно медленно) аморфного кремнезема.

Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно неве­лика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности. Поэтому для хранения используют обычные пластиковые канистры. Образующаяся стекловидная пленка на поверхности жидкого стекла предотвращает дальнейшее стеклование вглубь консистенции на длительное время.

Твердение растворимого стекла существенно ускоряется при повыше­нии температуры, а также при введении веществ, ускоряющих гидролиз и выпадение геля кремниевой кислоты (катализаторов, например, кремнеф­тористого натрия Na2SiF6).

Натриевое жидкое стекло используют для изготовления кислотоупор­ных, жароупорных и огнеупорных бетонов, огнезащитных обмазок и сили­катизации грунтов. Калиевое жидкое стекло применяют для приготовления силикатных красок, мастик и кислотоупорных растворов и бетонов.

Главные преимущества

Прежде всего, это прекрасная клеящая способность. Это связано с поверхностными молекулами твердых склеиваемых материалов. «Внешние» элементы не так хорошо связаны между собой, чем те, которые располагаются внутри. После того как туда попадают молекулы жидкого стекла, начинается процесс отдачи их влаги. Благодаря этому значительно повышается их плотность и вязкость. Стоит учесть, что для жидкого стекла характерна низкая теплопроводность. По этой причине оно довольно часто применяется для изготовления теплоизоляционных материалов. Они также имеют ряд особенностей. К примеру, изоляция, изготовленная на основе жидкого стекла (при соблюдении промышленных условий), может выдерживать температуры до 1300 градусов. Также она способна перенести множество циклов таких процессов, как замораживание и оттаивание.

Технология обработки бетонных оснований жидким стеклом

Чтобы покрыть поверхность жидким стеклом не нужно проведение технологически сложных операций. Но результат зависит от качества материалов. Стоит убедиться, что упаковка с жидким стеклом герметична, присадка не содержит комков, полупрозрачна, имеет гелеобразную консистенцию.

Если присадка подвергалась несколько раз замораживанию с последующим размораживанием, она полностью теряет свои свойства

Чтобы результат оправдал ожидания, важно уделить внимание предварительной подготовке основания (его очистке от образовавшихся отложений), устранению трещин, выравниванию

Внешняя обработка

Нанесение на пол или стены предусматривает разведение добавки водой 1:10. Такой состав проникает внутрь основание на 2‑5 мм (глубина определяется состоянием конструкции, количеством пор). Обработка проводится в 3 этапа. В результате пропитка образует на поверхности водонепроницаемую плёнку. Все имеющиеся дефекты, поры закрывает монокристаллическая масса. Но при ударах возможны повреждения покрытия, поэтому нужна дополнительная защита.

Во втором случае в присадку добавляют пигмент, но в результате химической реакции цвет теряет насыщенность. Поэтому для получения декоративного эффекта имеет смысл приобретать профессиональные материалы.

Добавление в состав бетона

Приготовление цементных растворов с добавлением силикатной присадки актуально при изготовлении монолита, которые эксплуатируются при высокой влажности или постоянном контакте с водой (чаши бассейнов, подвалы, фундаменты, стяжки, мостовые опоры). Формула бетонной смеси определяется назначением конструкций.

Для приготовления раствора потребуется:

• миксер;
• ёмкость для смешивания;
• средства защиты.

Рекомендуется производить работы при температуре выше +20 °С. Минимальное время ожидания между нанесением следующего слоя покрытия – 30 минут. Защитная изоляция (утеплитель, битум, рубероид), отделка поверхностей плиткой выполняется через сутки.

Соблюдение рецептуры, технологии и последовательности операций по введению присадки в состав бетона или её нанесению на основание обеспечит качественный результат при строительстве конструкций, защищённых от влаги, высоких температур. Оптимальный состав можно выбрать в соответствии с поставленными задачами и техническими требованиями.

Технология железнения бетонных поверхностей

Из чего делают бетон — состав и пропорции

Характеристики и применение штукатурки Ротбанд

Добавление гидроизоляционных добавок в бетон

Преимущества и недостатки покрытия

Прежде чем использовать жидкое стекло желательно изучить его сильные и слабые стороны. К преимуществам можно отнести:

• Прочное защитное покрытие кузова, которое нейтрализует негативное влияние температурных, природных, химических, механических воздействий.
• Исправление неглубоких дефектов: сколов, трещин, царапин.
• Долговременный результат после нанесения. Полироль сохраняет защитные свойства в течение 8–12 месяцев (при всесезонном пробеге авто) либо 80 моек.
• Сохраняет яркость и насыщенность исходного цвета автоэмали за счет защиты от УФ спектра.
• Глянцевая поверхность стекла не дает задерживаться грязи, пыли, химическим соединениям. За счет этого сохраняется грязеотталкивающий эффект жидкого стекла.
• Стойкость к высоким температурам. При нагреве покрытие не трескается, не деформируется.
• Предотвращает сохранение статических зарядов на кузове авто.
• Придает дополнительную твердость поверхности за счет кремниевого компонента.
• Прозрачность. Покрытие не меняет изначальный цвет эмали, имеет небольшой угол преломления солнечных лучей.

Недостатки жидкого стекла:

• Недостаточная стойкость к очень низким температурам.
• Трудоемкая предварительная работа по обработке поверхности перед нанесением ЖС для машин со значительным пробегом.
• Для более длительной эксплуатации не рекомендуется использовать химические составы для мойки авто. Лучше использовать воду и мягкую губку.

Гидроизоляция жидким стеклом

Гидроизоляционные растворы с применением ЖС позволяют провести обработку любых сооружений их бетона и древесины, установленных районах с влажностью, превышающей норму.

Фундамента

Чтобы защитить фундамент от разрушения во влажной среде, необходимо нанести жидкое стекло для бетона. Инструкция по применению указывает, что для максимальной защиты эту операцию следует провести дважды. После нанесения слой должен полностью высохнуть, затем наносят следующий. После пропитки бетонного основания стеклом, изоляцию усиливают прочими техническими материалами.

Для устранения трещин и маскировки стыковочных швов приготавливают ремонтный состав в соотношении: цемент – 1 кг, вода 750 мл, ЖС – 50 грамм. Для обеспечения лучшей защиты бетонного основания рекомендуется использовать ЖС в виде присадки в объеме 5% от общей массы смеси.

Бассейна

Чтобы устранить протечки ванны сооружения, необходимо обработать поверхность ЖС для бетона. Раствором равномерно обрабатывают стены и пол конструкции. После высыхания одного слоя, наносят следующий. Для надежной защиты сооружения рекомендуется выполнить пропитку трижды.

Подвала

Это ответственное сооружение в доме и изоляция его от протечек является главным условием для сохранения благоприятного климата в квартире и во внутренних помещениях. Обычно хозяева сталкиваются с проблемой трещин и плохой гидроизоляции стыков. Чтобы избавиться от проблемы потребуется:

1. Очистить трещины и швы от посторонних предметов и запыления;
2. Подготовить ремонтную смесь в соотношении: цемента – 20 ч., жидкого стекла – 1 ч. Следует добиваться максимальной пластичности смеси, для чего ее консистенцию контролируют объемом воды;
3. Трещины заделывают ремонтным раствором;
4. Выравнивают место ремонта, заштукатурив его этой же смесью;
5. Место ремонта промазывают водой, используя кисть;
6. Через 24 часа наносят слой ЖС.

При выполнении гидроизоляционных работ необходимо помнить о химических реакциях, происходящих со смесями в которых присутствует ЖС. Ввиду быстрого затвердевания раствора, в целях экономии материала, рекомендуется готовить небольшие объемы для работ.

Недостатки

Однако среди всех достоинств выделяется и пару недостатков средства. Можно отметить быстроту застывания средства, что требует от мастера скорости использования. Это также затрудняет понимание, какие зоны остались необработанными, в каком количестве стоит нанести средство на определённую зону. Нельзя использовать для кирпича, органические типы материалов. Не получится покрасить слой жидкого стекла.

По этим причинам, часто проще для нанесения средства нанимать профессионалов. Иначе можно зря израсходовать компонент, и не получить качественную обработку поверхности. Но, конечно, это сопровождается тратами на оплату услуги специалистов.

Можно отметить быстроту застывания средства, что требует от мастера скорости использования.

Применение жидкого стекла для цементной смеси

Силикатный клей, как и любой другой строительный материал, требует определенных правил во время работы. Если проводить смешивание неправильно, готовый состав может потерять полезные свойства и прослужить совсем недолго. Основные правила применения жидкого стекла в бетоне можно выразить тремя пунктами:

Сколько добавлять жидкого стекла в цементный раствор

• клей не добавляется в готовый цемент;
• четко соблюдаются необходимые пропорции;
• готовятся небольшие порции.

Работники строительной сферы крайне не рекомендуют добавлять силикаты в готовый раствор. Это может привести к неравномерному смешиванию бетона и клея, и силикатный модуль не произведет должного эффекта. Вместо этого, лучше смешать клей с водой, которая позднее будет использоваться для создания цементного раствора.

Производители строительных материалов не зря размещают на упаковках подробную инструкцию с указанием правил применения жидкого стекла в бетоне. Это имеет решающее значение для создания надежного гидроизолирующего материала.

Цемент очень быстро застывает, поэтому нет смысла делать раствор заранее. Но добавление силикатного клея делает процесс затвердения еще быстрее, поэтому для заделки трещин стоит готовить небольшие порции смеси. Если раствор со стеклом расходуется медленно и начинает застывать, нужно добавить в нее немного холодной воды.

Чтобы сохранить уникальные свойства жидкого стекла для бетона, необязательно знать наизусть все правила его использования. Достаточно внимательно читать инструкцию на упаковке, которая содержит всю необходимую информацию.

Для чего применяется жидкое стекло в строительстве

При строительстве и ремонте жилых, складских и производственных зданий, жидкое стекло, чаще всего, используется в качестве гидроизолятора. Ниже приводится перечень наиболее распространенных работ с использованием данного состава.

1. Нанесение гидроизоляционного слоя на бетонные фундаменты. Материал разводят в соотношении 1:2 и тщательно перемешивают. Готовый состав наносится на поверхность с помощью валика или кисти. Технология обработки предусматривает нанесение двух слоев, причем второй слой наносят после полного впитывания первого.

1. Гидрофобизация цокольных и подвальных помещений. Значительно увеличить влагостойкость потолка, стен и пола в сыром подвальном помещении позволяет обработка внутренней поверхности раствором жидкого стекла, приготовленном в соотношении 1:2. Перед нанесением, обрабатываемые поверхности следует просушить с помощью тепловой пушки или другим доступным способом. Для большей эффективности состав наносят в 2 – 3 слоя.

1. Модификация бетонного раствора. Значительно увеличить влагостойкость бетона может добавление 1 л жидкого стекла в 100 л раствора. Состав тщательно перемешивается, что обеспечивает полное затворение силикатных примесей и получение однородной рабочей смеси.

1. Гидроизоляция бассейнов и искусственных водоемов с бетонной чашей. Обработка внутренней поверхности бассейнов жидким стеклом позволяет заполнить поры и микротрещины силикатным составом, который после полной полимеризации обеспечивает надежную гидроизоляцию чаши. Обработка производится в два этапа: сначала наносится грунтовочный слой, после высыхания которого производится нанесение главного гидроизоляционного слоя. Для пропитки используется вещество, разведенное с чистой водой в соотношении 1:2. При нанесении основного слоя состав не разбавляют. Для гидроизоляции 1 м2 поверхности потребуется приблизительно 0,5 л вещества.

1. Связывание пыли и мелкодисперсных частиц. Жидкое стекло может быть применено для грунтования бетонной стяжки. Водный раствор состава проникает в структуру бетона на глубину от 3 до 5 мм, после чего происходит его полимеризация. Застывший силикатный состав не только значительно увеличивает гидрофобность стяжки, но и связывает пыль и мелкодисперсные абразивные частицы.

1. Обработка древесины. Для защиты деревянных поверхностей от воздействия влаги можно использовать материал разведенное с водой. Пропитка силикатным составом позволит не только надежно защитить древесину от вредного воздействия влаги, но и предотвратит развитие грибков и бактерий.

1. Изготовление затирки для швов. Для заделки швов между керамическими плитками целесообразно использовать смесь на цементной основе с добавлением 1/4 части жидкого стекла. Такая затирка не боится воздействия влаги и обладает высокими бактерицидными свойствами, а добавление различных пигментов позволяет получить необходимый оттенок.

1. Приготовление быстросохнущих клеевых смесей. При добавлении в сухую цементно-песчаную смесь жидкого стекла можно получить густую клеящую массу, скорость застывания которой вполне сравнима со скоростью застывания гипса или алебастра.

1. Использование в качестве клея. Благодаря высокой адгезии силикатных смесей их можно применять для склеивания прессованного картона, фанеры, ДСП, ДВП, натурального дерева и других материалов, в частности, фарфора.

1. 1. Настил линолеума и ковровых покрытий. Жидкое стекло может быть использовано для укладки на черновой пол различных рулонных покрытий. Главными преимуществами таких смесей являются гидрофобность и бактерицидность. Использование силикатного стекла полностью исключает появление под настилом плесени и других микроорганизмов.

1. Антисептическая обработка деревьев. Во время прививок или обрезки веток, через образовавшийся срез дерево может быть заражено личинками вредных насекомых, и уязвимо к другим неблагоприятным воздействиям. Для предотвращения гниения и других нежелательных процессов достаточно обработать место среза неразбавленным силикатным составом.

1. Герметизация резьбовых соединений. Неразбавленное жидкое стекло можно использовать в качестве сантехнического герметика. Для этого нужно нанести состав на резьбовой участок и собрать конструкцию. После высыхания такого герметика, соединение будет обладать достаточной гидрофобностью, однако даже незначительное механическое воздействие или поворот муфты может привести к разгерметизации соединения.

Помимо перечисленных выше способов использования, жидкое стекло получило широкое распространение в создании декоративных предметов интерьера.

Как выбрать качественный товар?

При покупке продукта лучше не брать дешевые составы. Из-за низкого качества они могут принести больше вреда, чем пользы. Следует покупать раствор в таре с нужным объемом. Перед приобретением не мешает внимательно прочитать и усвоить информацию на упаковке: имя и адрес производителя, состав, срок годности, способ и условия применения жидкого стекла.

Современные заводы производят качественное жидкое стекло.

При возможности стоит визуально проверить однородность и прозрачность раствора, отсутствие осадка, примесей. Основной гарантией выбора качественного продукта является покупка жидкого стекла у проверенных временем производителей.

Жидкое стекло для автомобиля – что это такое и для чего оно нужно

Кузов – самая заметная и дорогая часть автомобиля, поэтому средства ухода за ним и защиты от неблагоприятных воздействий востребованы всегда. Долгое время для кузова использовалась защитная полировка материалами на восковой основе, однако развитие технологий открыло возможность применения составов на основе соединений кремния.

Собственно, в основе того, что обычно называют стеклом или керамикой, лежит обычный песок. Точнее не сам песок, конечно, а силикаты – солевые соединения кремния.

Щелочные растворы силикатов натрия или калия давно и хорошо известны и применяются в строительстве (гидроизоляция) и в быту (конторский клей). Кстати, иногда жидкое стекло производят и как стекло обычное: спеканием песка и, например, обычной соды при высокой температуре.

Основными ингредиентами покрытия являются следующие компоненты:

1. Добавки оксидов титана и алюминия по определённой технологии в материал, содержащий диоксид кремния (песок),
2. Жидкость на силиконовой основе,
3. Поверхностно активные вещества (ПАВ),
4. Химические составы, используемые при производстве полимерных плёнок.

Оксид титана создает тонкую плёнку для термозащиты материала на уровне нано-частиц, поэтому современное жидкое стекло на полном основании относят к нанокерамике. Именно это вещество придаёт покрытию глянцевый блеск.

Поверхностно-активные вещества используют как ингредиент, содержащийся в моющих средствах. ПАВ нужны для «отталкивания» оставшихся на подготовленной поверхности кузова грязевых частиц, которые могут помешать процессу формирования покрытия.

Силиконовая основа служит для предотвращения окислительных процессов и улучшения адгезии («сцепления») покрытия с поверхностью кузова.

Остальные составляющие могут использоваться в различных пропорциях, но «песочная» основа жидкого стекла, улучшающая прочностные характеристики покрытия, остаётся неизменной.

Что даёт для лакокрасочного покрытия автомобиля жидкое стекло, кроме придания блеска?

В первую очередь – это более твердая, чем у обычных автомобильных лаков поверхность.

Твердость, кстати, определяется так же, как у графитовых карандашей и имеет индекс «H».

Однако следует помнить, что твердость покрытия будет в значительной степени зависеть от подготовки защищаемой поверхности:

• для новых автомобилей, покрытых «твердыми» производственными лаками, итоговая (после нанесения) твердость покрытия будет максимальной;
• для перекрашенных поверхностей твердость нанесенного покрытия будет ниже, чем для покрытий новых автомобилей из-за того, что ремонтные лаки, как правило, «мягкие»;
• обеспечить равномерную твёрдость для автомобилей со значительным пробегом вообще проблематично, так как помимо крашеных (да ещё, возможно, и в разное время) частей кузова может потребоваться различная (вплоть до абразивной) предварительная подготовка этих частей.

Жидкое стекло создаёт покрытие, способное в большей степени, чем автомобильный лак предотвращать появление сколов, царапин, небольших вмятин не только за счёт повышенной твёрдости, но и за счет определённой пластичности. И, конечно же, такое покрытие – дополнительная защита от агрессивной среды.

Часто в рекламных материалах, посвящённых жидкому стеклу можно встретить утверждение о том, что применение покрытия улучшает насыщенность цвета кузова и делает его более глубоким и ярким. Конечно, такого рода утверждения не более чем миф.

Даже если бы прозрачность покрытия была идеальной (светопропускание 100%, чего на самом деле не бывает), яркость и насыщенность исходного цвета удалось бы в лучшем случае сохранить. Другое дело, что компоненты покрытия значительно сокращают пагубное влияние на краску ультрафиолетового излучения, максимально долго сохраняя «родной» цвет.

После правильного нанесения покрытия на автомобиль и после продолжительных поездок, машину достаточно ополоснуть чистой водой без применения моющих средств – блестящая поверхность кузова мгновенно восстанавливается.

Из недостатков покрытия жидким стеклом следует отметить разве что высокую итоговую (материалы плюс работа) стоимость процесса. При этом трудоёмкость процесса предварительной подготовки поверхности, особенно для машин с пробегом, действительно весьма велика.

Долго ли держится покрытие автомобиля жидким стеклом?

Ведущие мировые производители декларируют долговечность покрытия с сохранением основных свойств в течение двух-трёх лет. По отзывам российских автолюбителей, средняя долговечность такого покрытия на российских дорогах – 1 год.

Как наносить жидкое стекло и составы на его основе?

При добавлении жидкого стекла в раствор важно работать быстро и точно, поскольку смесь начинает схватываться через считанные минуты (точное время зависит от концентрации силикатов). В остальном правила укладки бетона остаются классическими

Наносить силикатную грунтовку необходимо только на сухую, чистую поверхность. Предварительно следует удалить старое лакокрасочное покрытие, рыхлые участки бетона.

Повторять процедуру можно лишь после высыхания предыдущего слоя. Для нанесения используйте валик, кисть или краскопульт (но не пескоструйный аппарат). Хотя жидкое стекло считается нетоксичным, при работе с ним следует использовать защитные очки, перчатки и респиратор, чтобы предотвратить попадание состава в организм.

Видео: Жидкое стекло на бетонный пол! Как правильно с ним работать?! Нюансы

Если речь идет о гидроизоляции фундамента или других ответственных поверхностей, можно нанести жидкое стекло в чистом виде или в смеси с водой. Для защиты гидроизоляции нанесите смесь из цемента, песка и жидкого стекла (1:1:1). Если работать с таким составом тяжело, предварительно разведите силикат с водой (1:1) и уже этот раствор используйте для ЦПС.

Требования к производству жидкого стекла

Прежде чем перейти к вопросам производства жидкого стекла, необходимо оговорить все требования, которые выдвигаются к подобному продукту. Данный вид стекла регламентируется по ГОСТ 13078-81, однако обязательной сертификации не подлежит.

Эталонными характеристиками жидкого стекла считаются:

• плотность до 1,40 г/см3;
• время застывания около 10 минут;
• формула Na2O3Si.

Сам состав такого стекла включает в себя:

• ангидрит серный;
• двуокись кремния;
• окиси железа, алюминия, натрия, кальция;
• силикатный модуль.

Тем не менее, некоторые производители допускают дополнительные примеси для улучшения качеств и свойств смеси.

Производство жидкого стекла в автоклаве

При помощи специальной обработки сырья, содержащего кремнезём, гидроксидом натрия высокой концентрации или путем сплавки кварцевого песка с содой происходит производство жидкого стекла в автоклаве.

Данный материал как таковой – это агрессивно-насыщенный водно-щелочной раствор натриевых и калиевых силикатов. Такой вид стекла из калия/натрия имеет совершенно иной химический состав, в отличие от обычного стекла. За счет этого оно способно растворяться в воде, особенно при воздействии давления или высоких температур.

Окрас жидкости колеблется между прозрачным, бесцветным и бледно-коричневым. Жидкое стекло в водном растворе содержит следующие вещества: модифицированные присадки, коллоидную, кремниевую кислоту, окись натрия и двуокись кремния.

Принцип производства жидкого стекла в автоклаве

Впервые такого рода вещество было получено немецким химиком Яном Непомук фон Фукс в первой половине XIX века.

В основе изготовления жидкого стекла (натриевого) лежит перемешивание и плавка в стекловаренной специальной печи при температуре до 15000°С, соды и чистого кварцевого песка. А для получения жидкого калиевого стекла добавляется еще и углекислый калий.

Свойства жидкого стекла, произведенного в автоклаве

Какими же характеристиками обладает жидкое стекло?

1. Свойство растворяться в воде.
2. Высокая огнеупорность. Характерна для смеси жидкого стекла и тонкомолотого мела. Такого рода смесь производят для склеивания стеклянных предметов и фарфора.
3. Повышенную пожаро-, взрывобезопасность имеет стекло, произведенное в автоклаве.
4. Термоустойчивость при низких температурах – свойство натриевого раствора. Но следует предохранять его от попадания солнечных лучей, влаги и тепла.