Что такое жидкое стекло, для чего применяется, в каких областях используют?

Приветствую читателей сайта Domovushkin.ru! Сегодня я расскажу про интересный строительный материал под названием жидкое стекло: для чего применяется, где используют, и «с чем его едят» 😉

Неужели никогда о нем не слышали? Жидкое стекло (ЖС) – это не какая-то диковинка. Его можно найти в любом хозяйственном отделе или магазине канцтоваров. Это густая клейкая жидкость желтоватого или светло-серого цвета. Его часто называют вассергласс или клей силикатный. Даже далекий от строительства человек хоть раз в жизни держал его в руках. 

Жидкое стекло: что это такое?

Это общее название водных растворов силикатов. Тягучая жидкость имеет слабощелочную реакцию. Она напоминает гель и представляет собой густую прозрачную смесь без посторонних примесей.

Изобретателем «стекла» считается Иоганн Фукс, немецкий химик. Он разработал состав, который не изменился с 1818 года о наших дней. Усовершенствована лишь технология его получения.

Силикатный клей применяют для бытовых нужд, в ремонте, строительстве, промышленных областях. Его выпускают в нескольких вариантах:

• калиевое (K₂SiO₃),
• натриевое Na₂SiO₃,
• литиевое Li₂SiO₃.

Иногда используют сочетание первых двух в различных пропорциях. Каждый вид обладает особенностями.

Физические и химические свойства

Их регулирует ГОСТ 13078-81 и ГОСТ 18958-73. Физико-химические характеристики стекла натриевого жидкого представлены в таблице.

Наименование	Показатель
Массовая доля оксида железа и оксида алюминия, %	0,25-0,9
CaO, %	0,12-0,2
SiO2, %	22,7-29,3
Na2O, %	7,9-13,8
SiO3, %	0,07-0,15
Плотность, г/см3	1,36-1,52

Существует еще одна характеристика «стекла» – силикатный модуль. Он показывает отношение оксида кремния к оксиду K или Na. Для различных целей изготавливают составы с показателем от 2,31 до 3,6.

У геля щелочная реакция (pH 10-13). Вязкость зависит от процентной концентрации. Содержание нерастворимых в воде элементов не должно превышать 0,2%. При хранении допускается выпадение осадка.

Затвердевшее стекло растворяется в H₂O. Взаимодействуя с кислотами и металлами, оно образует нерастворимые вещества.  

Преимущества и недостатки

Популярность жидкого стекла в строительной сфере и других областях объясняется его многочисленными плюсами:

• Доступность сырья.
• Простота получения.
• Легкость нанесения.
• Небольшой расход.
• Срок эксплуатации не менее 5 лет.
• Возможность применения при нестабильной влажности.
• Устойчивость к температурным колебаниям.
• Экологичность.
• Высокая адгезия.

Вещество не боится скачков температуры, дает поверхности дополнительную термическую защиту, препятствует накоплению статического электричества. Оно безопасно, не выделяет токсичных соединений.

Жидкость быстро высыхает. Твердея, она образует гладкую пленку, хорошо изолирующую любые покрытия. На ней не задерживается загрязнения, не собирается пыль.

Жидкое стекло известно такими свойствами:

• гидрофобизующим,
• противогрибковым,
• антистатическим,
• огнеупорным.

Оно защищает деревянные конструкции от вредителей, микроорганизмов. В застывшем состоянии имеет высокие прочностные и адгезионные характеристики. Работать с ним легко, но идеальным его не назвать.

К отрицательным моментам относят следующие:

• Хрупкость в твердом состоянии.
• Низкая ударопрочность.
• Нельзя обрабатывать кирпичные строения.
• Для создания прочной изоляции необходимо смешивать с другими ингредиентами.
• Щелочная реакция требует соблюдения техники безопасности.

Отвердевшая пленка растворима в воде. К минусам относят быстрое схватывание. Жидкость твердеет за 15-20 мин. и не поддается дальнейшей обработке. Если она застыла, можно налить H₂O и перемешать.

Защищайте глаза и кожу от попадания состава. Работайте на свежем воздухе или в комнате, которая хорошо проветривается.

Применение жидкого стекла

Оно хорошо защищает бетонные конструкции, поэтому подходит для ремонтных работ. Его наносят на стяжки, цементные блоки. Покрытие становится прочными, пожаробезопасными, влагостойкими.

Применяется двумя способами: отдельно или в виде добавки. В чистом виде вещество используют для гидроизоляции цоколей, фундаментов, стен. В качестве добавки его применяют как компонент грунтовок, бетонных, цементных смесей.

С помощью жидкого стекла решают следующие строительные задачи:

• придают влагостойкость бетону;
• укрепляют наливные полы, стяжки;
• создают кислотоупорный цемент;
• ускоряют схватывание бетонных смесей;
• делают растворы для кладки печей, каминов;
• пропитывают деревянные конструкции;
• скрепляют цементные слои;
• обрабатывают перекрытия;
• защищают от плесени, грибка;
• гидроизолируют сооружения.

Многие авторы рекомендуют ЖС для внутренней изоляции бассейнов. Не разделяю энтузиазма. Субстанция водорастворима, поэтому долго не «продержится».

В текстильном производстве жидкое стекло известно как надежная клеящая основа. Его широко используют для производства пропиток, защитных оболочек, огнеупорных красок. В химической промышленности применяют для производства катализаторов, силикагекля, солей свинца.

В домашних условиях вассергласс нужен для склеивания фарфора, картона, ДСП, укладки ковровых покрытий, керамической плитки, линолеума. С его помощью чистят кастрюли и алюминиевые сковородки. На ведро воды берут тюбик силикатного клея, стакан соды и измельченный кусок мыла хозяйственного. Микс добавляют в теплую воду, складывают туда посуду и кипятят 2-3 часа.

Жидкое стекло (в сочетании с полимерами) оценили художники. Они реставрируют произведения искусства, создают необычные предметы интерьера. Декораторы применяют его для изготовления витражных полотен, мозаичных композиций, точечных росписей. А дизайнеры предлагают различные модели полов с 3-D эффектом.

Другие области применения стекла:

• металлургия (связующий компонент, напыление на сварочные электроды, изготовление керамических флюсов и литейных форм);
• машиностроение (деликатное соединение деталей, изготовление противопригарных красок);
• химическая промышленность (моющие, чистящие средства, лаки, эмали).

Автолюбителям

Все большую популярность набирают смеси для полировки кузова автомобиля на основе жидкого стекла. Они образуют твердый прозрачный слой, который защищает от сколов и мелких царапин.

Больше всего положительных отзывов «заработали» марки:

— Runwai Silane Guard RW6000,

— Wilson Body Glass WS-01241,

— SHIMA Detailer Quartz.

Спрей придает яркий блеск, безопасен для лакокрасочного покрытия. Обладает водо- и грязеотталкивающим свойством. В результате обработки снижается прилипание насекомых, блокируется образование масляной пленки. Действие сохраняется на протяжении года.

Натриевое стекло

В застывшем состоянии раствор отличает высокая прочность и долговечность. Он обладает повышенной проникающей способностью, не боится температурных скачков, не деформируется, не возгорается. Представляет интерес в следующих случаях:

• подготовка стен под обои,
• декоративные работы,
• строительные смеси,
• гидроизоляция древесины,
• защита подземных конструкций,
• гидрофобизация бетона,
• склеивание поверхностей,
• герметизация швов,
• обработка спиленных веток плодовых растений.

«Стекло» используют в буровых работах. Оно создает нерастворимые соединения, эффективно заполняет поры и микротрещины на поверхностях (отвердитель). При нанесении раствор твердеет, образуя защитную пленку. Склеивает, придает бетонам заданные свойства. Стекло легко наносится, образует тонкий ровный слой, придает гладкость.

Калиевое ЖС

Его применяют как связующий компонент при производстве малярных смесей, для изготовления сварочных электродов. Стекло не рекомендуют наносить на стены из кирпича. Это приводит к их разрушению.

Обработанные поверхности не боятся механических повреждений и легко переносят перегрев.

По сравнению с предыдущим вариантом это «стекло» обладает повышенной гигроскорпичностью. С его добавкой производят покрытия для древесины, сликатные, огнеупорные краски. Высокие антисептические характеристики определяют использование в качестве противогрибковой защиты.

Применение литиевого стекла

Состав выпускают ограниченными объёмами. Получают из гидроксида лития и кремниевой кислоты. Реакция идет при выделении большого количества тепла.

Литиевое стекло отличается долговечностью и высоким коэффициентом адгезии. В связке с цементом соединение проявляет повышенную гидро- и теплоизоляцию.

Бетонным растворам вещество сообщает следующие свойства:

• устойчивость к действию кислот и других агрессивных химических веществ,
• термостойкость,
• стойкость к атмосферным воздействиям,
• прочность.

Кроме того, раствор ускоряет схватывание и увеличивает водоотталкивающую способность.

Из литиевого ЖС делают пропитки для бетонных полов. Добавка облегчает уход, увеличивает износостойкость и устойчивость к истиранию. Также его применяют для производства:

• композитов,
• терморегулирующих оболочек,
• электродов,
• силикатных пленок и красок.

Кроме того, его используют для футеровки печей, обработки конструкций из бетона и древесины.

Как получают жидкое стекло?

Для этого используют кремнезем, который обрабатывают щелочами – KOH и NaOH. Реакция происходит в автоклаве (при нагревании). В результате образуется вода и соли – метаксилат калия или метаксилат натрия.

SiO₂+2KOH=K₂SiO₃+H₂O

SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O

Другой метод – сплавление сухого кварцевого песка с Na₂CO₃ (содой). Процесс происходит при 1300-1400 ^OC. Полученный расплав подвергают быстрому охлаждению. Образуются желто-зеленые полупрозрачные куски. Их называют силикат-глыбой. Для получения вязкой жидкости их смешивают с H₂O. Материал хранится 1 год.

Заключение

Среди многообразия строительных материалов важное место занимает жидкое стекло, применяется оно при ремонте, в промышленности и быту. Самый крупный потребитель – строители. ЖС добавляют для повышения технических характеристик бетона, заполняют швы для предотвращения протечек, используют как поверхностную изоляцию. А еще из него делают дизайнерские элементы интерьера.