Что такое жидкое стекло

Немного химии и физики

Датой рождения жидкого стекла (ЖС) считается 1818 год, когда баварский химик-минералог Иоганн Непомук фон Фукс получил его при обработке кремниевой кислоты едкими щелочами. Полупрозрачный раствор обнаруживал ценное свойство создавать инертную поверхностную плёнку, тонкую и прочную одновременно. После высыхания новое эластичное покрытие обладало водоотталкивающими и антисептическими свойствами, оставаясь безвредным для окружающих.

Чаще всего под торговым названием «силикатный клей» скрываются гидрозоли силиката натрия с формулой Na2O (SiO2) n или калия — K2O (SiO2) n. Невысокая стоимость и отличные гидроизоляционные свойства обусловили их широкое применение в строительной отрасли. Реже встречается водный раствор силиката лития, используемый в покрытиях электродов.

Сегодня, чтобы получить натриевое стекло, смесь кварцевого песка с сульфатом натрия или его карбонатом (кальцинированной содой) обжигается при температуре от 1300 до 1400 °C, а калиевое стекло синтезируется аналогичным образом из поташа. При охлаждении расплава образуются полуфабрикаты — твёрдые силикат-глыбы.

Преимущества и недостатки жидкого стекла

Плюсы

1. Одним из главных достоинств является высокая проникающая способность или адгезия по отношению ко многим органическим и неорганическим материалам. Отсюда вытекает способность склеивать различные поверхности, заполнять трещины и поры.
2. Клеевой раствор наносится ровным слоем, образуя гладкую поверхность, тонкую влагостойкую пленку.
3. Для достижения положительного результата не требуется много материала, у жидкого стекла – экономный расход.
4. Низкая стоимость и доступность обеспечивают дополнительную выгоду.
5. Отличные антисептические свойства. Применяется для пропитки деревянных конструкций, тем самым защищает древесину от множества микроорганизмов и вредителей.
6. Обладает антистатическими свойствами. Снимает с поверхностей избыточное статическое напряжение.
7. Обладает высокой огнестойкостью. При нанесении на материалы придает им способность сопротивляться действию высоких температур.
8. Сравнительно большой до 5 лет срок эксплуатации.
9. Экологическая безопасность, обусловленная нейтральным составом, отсутствием вредных для здоровья выделений.

Популярность жидкого стекла обусловлена клейкостью и водонепроницаемостью.

Минусы

1. Хрупкость в твердом состоянии, низкая ударная прочность.
2. Применение для гидроизоляции только плотных материалов: бетона, дерева. Пористые материалы типа кирпича при отвердении в них жидкого стекла могут разрушиться.
3. Быстрое затвердевание, необходимость работать быстро с небольшими объемами раствора.
4. Имеются проблемы с получением качественной окраски или лакировки поверхности.

Жидкое стекло очень универсально и подходит для использования во множестве сфер.

Условия хранения и техника безопасности

Согласно инструкции от производителя, хранить жидкое стекло следует в ёмкостях из нержавеющей стали, или в таре, изготовленной из полимеров, стойких к воздействию химических сред. Перед этим пластиковые тары должны быть исследованы на устойчивость к воздействию щелочных и кислотных сред, а также воздействию высоких температур.

Также нельзя допускать замерзания силикатных составов. В зимнее время хранение должно производиться в помещениях с плюсовыми температурами воздуха. Это связано с тем, что при оттаивании замёрзшего раствора в нём образуется кремниевая кислота. Подобное же явление может наблюдаться и при длительном хранении жидкого стекла.

Кремниевая кислота и нерастворимые силикаты образуют осадок на дне ёмкости. Для его удаления тара должна снабжаться дополнительным сливным краном, расположенным близ днища.

Застывший или загустевший раствор можно «реанимировать», разбавив его водой. Гарантийный срок годности зависит от марки и его состава, и обычно составляет не менее 12 месяцев.

При работе с растворами необходимо пользоваться защитной спецодеждой. Жидкое стекло не токсично, но попадание его на слизистые оболочки не рекомендовано из-за входящих в его состав вредных для организма химических соединений. При попадании на слизистую или кожу, следует немедленно промыть пораженное место проточной водой.

Применение материала

Итак, стекло жидкое натриевое применяется для решения следующих целевых задач:

• 1. В производстве строительных материалов используется в качестве добавки для придания цементу и бетону кислотоупорных свойств. Состав обладает отличной стойкость к воздействию кислотной среды, поэтому идеально подходит для поставленной цели. Обработанные с его помощью строительные материалы могут без проблем эксплуатироваться в агрессивной среде на химических предприятиях.
• 2. Также наряду со стойкостью к химическому воздействию, вещество проявляет отличные характеристики при контакте с водой. Обработанный раствором цемент и бетон не будет бояться влаги, причем это касается, как пресной, так и соленой категории. Можно будет строить объекты на берегах рек и морей, чтобы часть строения находилась под водой. Это не повлияет на прочность и устойчивость.
• 3. Еще одним отличным качеством является огнестойкость. Пропитанные в жидкости ткани не будут гореть. Также на основе жидкого стекла изготавливают специальный состав для обработки дерева, чтобы придать ему стойкость к открытому огню. Используется вещество и при производстве огнеупорных красок.
• 4. В сельском хозяйстве состав используется для обработки слабых почв с целью их укрепления. Эта процедура значительно снижает риск эрозии и замедляет процесс выветривания вносимых удобрений в состав грунта.
• 5. В целлюлозно-бумажной промышленности состав применяется в качестве клея.
• 6. Вместе с кварцевым песком и другими компонентами является сырьем для производства керамических форм, которые используются для отлива металла.
• 7. Используется при изготовлении электродов для создания защитного слоя, который будет продлять срок эксплуатации изделий в несколько раз.
• 8. Добавляется в состав полиролей для матовых поверхностей любого типа.
• 9. При контакте со стандартным стеклом делает его непрозрачным, причем этот процесс необратим. Так что, если нужно где-то затемнить окна — это отличный и дешевый способ. Достаточно просто равномерно распределить жидкость по поверхности.

Натриевое жидкое стекло — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Натриевое жидкое стекло

Для антикоррозионных работ в основном применяют натриевое жидкое стекло. При наличии агрессивных сред, содержащих ионы SO ( например, при защите оборудования сернокислотного производства), рекомендуется использовать калиевое жидкое стекло, так как образующиеся сернокислые соли натрия, кристаллизуясь, расширяются в объеме, что может привести к образованию трещин в футеровке. Работы с калиевым жидким стеклом рекомендуется производить при температуре не ниже 15 С.
 

Для антикоррозионных работ в основном применяют натриевое жидкое стекло. Работы с калиевым жидким стеклом рекомендуется производить при температуре не ниже 15 С.
 

Промышленное производство жидкого стекла включает производство натриевого жидкого стекла и калиевого жидкого стекла. В отдельных случаях производится также натриево-калиевое жидкое стекло.
 

Традиционные кислотостойкие материалы получают на основ натриевого жидкого стекла модуля 2 6 — 3 1 и плотностью 1 38 1 42 г / см3 при его отверждении кремнефторидом ( фторсиликатом) натрия. Оптимальная концентрация фторсиликата для получения водостойких материалов составляет 15 — 20 % от массы жидкого стекла. Избыток фторсиликата увеличивает пористость, снижает прочность и повышает проницаемость материалов.
 

В случае применения щелочных растворов, содержащих натриевое жидкое стекло, возможно во время нейтрализации образование нерастворимого остатка кремниевой кислоты, что может привести к засорению трубопроводов.
 

Силикатизация состоит в последовательном нагнетании в скважины натриевого жидкого стекла и раствора хлористого кальция. Жидкости того и другого имеют большую подвижность по сравнению со смесью цемента с водой и потому могут обеспечить заполнение мельчайших пор в кладке, что неосуществимо при цементации.
 

В состав К-11 и КВС-19 входит раствор

натриевого жидкого стекла 17 % массы сухой смеси; в состав ФЦК входит 12 5 % воды от массы сухой смеси.
 

В работах изучена возможность связывания гальванош-ламов раствором натриевого жидкого стекла и хлористого натрия, а также портландцементом в разных соотношениях. Увеличение дозировки цемента приводит к повышению эффективности связывания. Отвержденный цементом осадок является твердым материалом, имеющим высокую пористость и легко подвергающимся раздроблению.
 

Силикатополимерные замазки обычно готовятся путем смешивания калиевого или натриевого жидкого стекла с порошкообразным наполнителем, крешефтористым натрием и водорастворимой добавкой мономера или полимера. Еидкое стекло предварительно смешивается е мономером или полимером, затем вводится наполнитель, перемешанный с кремвефтористым натрием.
 

Автором предложен способ импрегнирования ( пропитки) шамотного кирпича натриевым жидким стеклом. Пропитка происходит при нормальной температуре. Для сравнения даны аналогичные свойства кислотоупорного и яепропи-таниого шамотного кирпича.
 

Электроды УОНИ-13 имеют в составе обмазки в качестве связующего материала натриевое жидкое стекло, что затрудняет сварку на переменном токе. Сварка на переменном токе этими электродами возможна при применении калиевого жидкого стекла вместо натриевого.
 

Выпускается в виде глыбы и грануля-та, использующихся для приготовления натриевого жидкого стекла.
 

Однако они менее технологичны, чем замазки, изготовленные на натриевом жидком стекле, так как процесс приготовления калиевого жидкого стекла является более сложным, а схватывание и твердение замазок более длительным.
 

В качестве ПАВ можно применять сульфонолы НП-1 или НП-3 и др. Натриевое жидкое стекло в раствор добавляют для пассивации поверхности металла.
 

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Гидроизоляция колодца

Чтобы между колец колодца не просачивалась вода, необходима качественная гидроизоляция.

При этом следует понимать, что если фиксация колодца изначально плохая, то от просачивания воды в данном случае не спасет ни один слой гидроизоляции.

Для этого при монтаже колец необходимо провести их дополнительные крепления, используя сверхпрочные металлические скобы.

После сами швы дополнительно покрывают слоем жидкого стекла или цемента.

Само собой следует понимать, что все работы по гидроизоляции колец необходимо выполнять заранее исключительно на сухих поверхностях, когда сам колодец еще только строится и пока не заполнен водой.

Если колодец уже построен и наполнен водой, технология применения жидкого стекла также уместна.

Видео:

Трещины или небольшие течи между кольцами можно заполнить раствором, который буквально на глазах застынет и устранит имеющиеся повреждения.

При этом материал способен выдерживать большую нагрузку воды и быть совершенно невосприимчивым к холоду.

Если же течь большая и вода выходит под большим напором, то пытаться применить раствор цемента со смесью жидкого стекла просто бессмысленно.

Сильный напор тут же размоет раствор, даже не дав ему схватиться. В данном случае нужна не гидроизоляция, а ремонт колодца.

Способы нанесения материала

При производстве работ с ЖС необходимо использовать средства физической защиты работника, для чего используют защитные костюмы и защитные маски. Попадание раствора в глаза может нанести существенный вред здоровью.

Наносить состав жидкого стекла своими руками рекомендуется валиком или кисточками. Окончательное вставание раствора наступает примерно в течение получаса, далее наносится следующий слой.

Ремонтные растворы с содержанием цемента наносят шпателем, но при выполнении работ нельзя забывать о моментальном схватывании смеси (обычно в пределах получаса), поэтому надо точно рассчитывать объем разового замеса.

Жидкое стекло натриевое

Жидкое стекло натриевое

Насыщенный водный щелочной раствор стекловидных силикатов натрия. Это студнеобразная жидкость от бесцветного до светло-коричневого цвета, содержащая в водном растворе окись натрия, двуокись кремния, коллоидную кремниевую кислоту и модифицированные присадки.

Химическая формула: Na2O(SiO2)n.

Изготовляется путем обработки в автоклаве кремнезёмсодержащего сырья концентрированными растворами гидроксида натрия или сплавлением кварцевого песка с содой. Известны также способы получения жидкого стекла, основанные на прямом растворении кремнистого сырья (опоки, трепелы, диатомиты и др.) в растворах щелочей при атмосферном давлении и относительно невысокой температуре (температура кипения раствора щелочи).

Характеристикой химического состава жидкого стекла является силикатный модуль. Модуль показывает отношение содержащейся в жидком стекле окиси кремния к окиси натрия или к окиси калия и характеризует выход кремнезема в раствор. По величине силикатного модуля о качестве жидкого стекла не судят.

Область применения жидкого стекла.

Жидкое стекло имеет пожаровзрывобезопасные свойства. Область использования жидкого стекла весьма широка.

В строительстве жидкое натриевое и калиевое стекло применяют в качестве присадок и пропиток.

Смеси на основе жидкого стекла используют для производства шпаклевок и штукатурок, придающих подвергнутым обработке элементам антикоррозийные свойства и оберегающие их от действия высоких температур, а также для гидроизоляции перекрытий, колодцев и подвалов.

Добавка в цементные растворы увеличивает их изоляционные и прочностные свойства. Негорючие силикатные краски на основе жидкого стекла употребляют для окраски помещений с большим посещением людей, производства театральных занавесов и т. п.

Жидкое стекло является связующим веществом и обширно используется в качестве универсального клея для соединения стекла, металла дерева и бумаги. Именно на его основе делается канцелярский силикатный клей. В химической индустрии жидкое стекло незаменимо при производстве силикагеля, силиката свинца и метасиликата натрия.

Жидкое натриевое и калиевое стекло также используется в производстве чистящих и моющих веществ, мыловаренной, текстильной и бумажной промышленности — в качестве связующих добавок и клеящего состава. В литейном производстве жидкое стекло используется как флотационный реагент, в черной металлургии в виде связующего материала для производства форм.

Плюсы и минусы

Жидкое стекло добавляют в цемент и бетон, что делает их более устойчивыми к влаге. Также с его помощью укрепляют слабый грунт с плохой несущей способностью. Жидким стеклом покрывают различные поверхности для защиты декоративного покрытия от влаги и механических воздействий. Деревянные поверхности обрабатывают с помощью кисточки, а маленькие предметы полностью погружают в силикатный клей на некоторое время.

Одно из применений жидкого стекла — гидроизоляция бетонных поверхностей. Раствор впитывается в бетон на определенную глубину, заполняя поры. Используют его

• в подвалах,
• сырых помещениях,
• на фундаментах,
• в бассейнах,
• в колодцах.

Также натриевое жидкое стекло для гидроизоляции применяют в качестве клея для укладки плит ПВХ и ламината, для напольных покрытий, в быту, в садоводстве для замазывания ранок и срезов на деревьях. Его добавляют и в штукатурку — в результате образуется прочный силикат кальция, такая штукатурка очень долговечна. Используется силикатный клей и для кладки печей и каминов, а также в качестве связующего для огнеупорного и кислотоупорного порошка.

Внимание! Этот материал не применяют для гидроизоляции кирпичных строений, так как существует опасность разрушения кирпича

При попадании на обычное стекло силикатный клей становится непрозрачным. В то же время его можно использовать для реставрации стеклянных и фарфоровых изделий.

К достоинствам жидкого стекла (силикатного клея) относится и то, что он негорюч, нетоксичен, обладает антисептическими свойствами. Также он имеет определенные теплоизоляционные свойства, поэтому его используют для производства теплоизолирующих материалов. Использовать силикатный клей можно во влажной среде, это выгодно отличает его от большинства гидроизолирующих материалов.

Соприкосновения раствора с кожей следует избегать, так как в нем содержится щелочь. Работы необходимо проводить в защитной одежде и перчатках. Если жидкое стекло попало на кожу, его необходимо смыть слабым раствором уксуса и чистой водой. Поэтому во время работы воду и уксусный раствор необходимо иметь рядом.

К минусам этого материала относится то, что его можно применять только на легкодоступных поверхностях. Жидкое стекло быстро кристаллизуется, поэтому работать с ним нужно быстро. Если у вас мало опыта, то расход раствора будет больше, так как определенная часть просто застынет, а восстановить ее свойства будет невозможно.

Такой защитный слой нестоек к механическим повреждениям, поэтому сверху обычно наносят какое-нибудь дополнительное покрытие. При этом большинство красок и лаков не ложится на жидкое стекло.

Очень важно соблюдать пропорции при приготовлении раствора жидкого стекла для гидроизоляции. Если добавить слишком много силикатного клея, то смесь получится твердой, жесткой, но хрупкой, на стыках и швах защитное покрытие будет ломаться и рваться

Пропорции и применение жидкого стекла

Стандартные пропорции стекла сводятся к 65-76% диоксида кремния. Остальное приходится на оксид натрия, калия или лития. Если же речь об аммониевом составе, доля кремнезема возрастает до 85%.

В натриевом стекле диоксида кремния больше примерно на 7% от общей массы. Массой этой, кстати, не только пропитывают уже отлитый бетон. Стекло, так же, добавляют в него на стадии замеса. Так не только исключается пористость материала, но и добавляются жаростойкие и кислотоустойчивые параметры.

Подмешивают жидкое как к стандартному бетону, так и к его разновидностям типа арболита. Это название обваленной в цементе, скрепленной им, щепы. Искусственный камень защищает древесный материал от разрушающего действия влаги.

Щепа, в свою очередь, облегчает блоки, сохраняет их экологичность. Добавка жидкого стекла в бетон исключает даже минимальный риск проникновения влаги к древесному наполнителю.

Средний расход жидкого стекла при промазке поверхностей — 200-400 граммов на квадратный метр. Если же примешивать гель к растворам, расход доходит до 150-ти граммов на каждый килограмм смеси. В качестве последней может выступать не только бетон, но и штукатурка. Стекло делает последнюю устойчивой к засилью грибками, плесенью.

Жидкое стекло в строительстве – лишь одна из многих сфер применения силикатного геля. Им, к примеру, пропитывают текстиль. Ткани становятся жесткими, подобными пластику. Есть и такие обои. Некоторые полотна для стен полностью изготавливают из стекла, но не геля, а его нитевидной формы. Силикатные волокна сплетают, как пряжу в обычной материи.

Калиевые стекла более жаропрочные, чем натриевые. Поэтому, гели с оксидом калия применяют для ремонта высокотемпературных печей. В таких создают керамику, обжигают кирпичи. Дополнительно калиевый клей идет на производство электродов для сварки.

Если задумана полировка жидким стеклом,  тоже берут калиевые гели. Об этом вскользь упоминалось. Добавим, что зеркальную поверхность жидкое стекло может дать не только на металле, хоть первозданном, хоть окрашенном.

Жидкое стекло также применяют для полировки автомобилей

Заполировать силикатный клей до блеска можно и на дереве и даже бетоне. Это придает серому и невзрачному материалу невиданный раньше лоск. Остается узнать, почем преображение.

Виды жидкого стекла

Существует несколько способов получения этого вещества:

• Нагревом под большим давлением сырья, содержащего кремнезём, с гидроксидом натрия, калия или лития;
• Нагревом в высокотемпературных печах кварцевого песка и соды;
• Растворением кремниесодержащих осадочных пород в щелочах с одновременным нагреванием до температуры кипения.

В результате, в зависимости от состава компонентов, получают натриевое, литиевое или калиевое жидкое стекло. Согласно действующим нормативно-техническим стандартам, в нашей стране производятся два вида растворов – калиевый и натриевый.

В небольших объёмах и в качестве опытных партий выпускаются также растворы на основе лития и четвертичного аммония. Для них пока ещё нет четко разработанных стандартов, поэтому их производство регламентируется временными техусловиями исследовательских лабораторий.

Таблица 1. Способы производства натриево-водного силиката различных типов.

Силикатный раствор натрия

Это наиболее распространённый вид силикатных растворов, отличающийся высокой адгезией с другими материалами, хорошей растворимостью и относительно низкой стоимостью.

Благодаря устойчивости к воздействию внешних факторов, его можно применять для работ на открытом воздухе в регионах с самыми суровыми климатическими условиями.

Материал применяют в следующих областях:

• Строительство. Жидкое стекло применяется для гидроизоляции подвалов, фундаментов, бассейнов. Кроме этого, силикатный раствор натрия можно использовать как теплоизоляционный материал или антисептик – использование в качестве пропитки для древесины повышает её стойкость к поражению грибками и плесенью.
• Металлургия. В металлургической промышленности песчаный раствор с жидким стеклом используют для изготовления форм для отливки.
• Бурение и нефтедобыча. Натриевое стекло применяют для укрепления (силикатизации) буровых скважин, создания разделительной мембраны между нефтеносными и водонасыщенными слоями.
• Химическое производство. С применением растворимого стекла изготавливают средства бытовой химии, лаки, краски.
• В быту возможно применение натриевых силикатов в качестве состава, которым можно клеить фарфор, ткани, керамику, дерево. Вещество включается в состав полиролей для автомобилей, стеклянных и окрашенных поверхностей.

Калийный раствор

Калиевое стекло также отличается повышенной стойкостью к коррозии, воздействию кислотных сред и перепадам температуры и влажности. Внешне от натриевых силикатов оно отличается тем, что после высыхания имеет матовую поверхность. Ввиду этого его часто используют для нанесения на различные поверхности – покрытие жидким стеклом позволяет избавиться от бликов.

Таблица 2. Виды красок на основе раствора силиката калия и нормативы их расхода.

Себестоимость производства калийных силикатов значительно выше, нежели натриевых, что ограничивает широту их использования в промышленности и быту. Спектр использования в основном ограничен лакокрасочным производством и изготовлением электродов для электросварки. Обработка жидким стеклом любой поверхности придаёт ей огнеупорные свойства.

Некоторые особенности использования

Жидкое стекло, как было выше сказано, поможет в защите дерева от плесени или грибка. В данном случае этот материал будет выступать в роли антисептического средства. Жидкое стекло размешивается с водой в следующей пропорции: 1:1. Тем не менее полученным средством не рекомендуется обрабатывать все поверхности. В частности, это относится к бетонным стенам, а также тем, которые были отштукатурены при помощи цементно-песчаного раствора. Стоит учесть, что их покрывает своеобразная защитная пленка. Она является очень скользкой. Таким образом, покраска или шпаклевка становятся невозможными.

Жидким стеклом могут быть пропитаны многие материалы. Для этого в 1 литре воды требуется растворить жидкое стекло. В данном случае необходимо около 400 гр материала. Поверхность обрабатывается с помощью кисточки. Сделать это необходимо несколько раз. Следует учесть, что повторная пропитка осуществляется только после того, как первый слой высохнет полностью.

В заключение

Сфера применения данного материала не ограничивается одним лишь строительством. Иногда жидкое стекло используется при укладке плитки ПВХ или линолеума. Кроме того, жидкое стекло служит основой для специальных замазок. Они, в свою очередь, используются при работе с водопроводными чугунными трубами. Уникальный состав жидкого стекла также пришелся по нраву садоводам. Все дело в том, что после процессов обрезки или прививания плодовых деревьев их стволы покрываются своеобразными «ранами». Таким образом, эти места являются прекрасным домом для вредоносных бактерий, которые разрушают древесину. Поэтому бывалые садоводы нередко обрабатывают срезы при помощи жидкого стекла. Благодаря этому древесные раны запечатываются, и растению больше ничто не угрожает.