Применение жидкого стекла: разновидности и свойства материала

Жидкое стекло: состав и свойства материала

Термин «жидкое стекло» появился благодаря свойствам водянистой смеси при застывании преобразовываться в твердое прозрачное вещество. Его популярность обусловлена клеящими и водонепроницаемыми характеристиками. Изобрели средство еще в Средневековье. В основе его получения лежит реакция кремниевой кислоты и щелочных соединений. Запатентовал изобретение лишь в 1818 году немецкий химик-минералог Ян Непомук фон Фукс.

Жидкое стекло состоит из раствора натрия гидроксида и кремнеземсодержащих элементов

Классический состав вещества практически не изменился спустя столетия. Оно содержит кремнеземсодержащие элементы и раствор натрия гидроксида, способные растворяться в воде. Именно поэтому жидкое стекло еще называют растворимым. Внешне это бесцветное (бывает с зеленоватым или желтым оттенком) прозрачное вещество разной консистенции. Формула жидкого стекла представляет собой соединение щелочных силикатов, соответственно, имеет такой вид:

• Na2O(SiO2)n – силикат натрия;
• K2O(SiO2)n – силикат калия.

Чтобы получить представление, что это такое жидкое стекло, достаточно вспомнить школьный курс химии. Числовое отношение молекул SiO2 к молекулам Na2O или K2O называют кремнеземистым модулем, определяющим растворимость и ряд иных свойств жидкого стекла. Показатель n указывает на число молекул диоксида кремния.

Получают материал путем сплавления кварцевого песка, смешанного с содой или с сульфатом натрия и углем. Это происходит в специальных стекловаренных печах, которые действуют непрерывно. Технологически процесс варки аналогичен производству нерастворимого стекла. Жидкое стекло производят также посредством автоклавной обработки аморфного кремнезема едкой щелочью высокой концентрации.

Вещество обладает водонепроницаемыми и клеящими свойствами

Жидкое стекло: характеристики и применение материала

Универсальность средства обусловлена массой функций, которые выполняет жидкое стекло в строительстве (и не только), в частности:

• отталкивает влагу, устраняя негативные последствия воздействия воды на стройматериалы, выступая таким образом в роле гидрофобного изолятора;
• уничтожает бактерии, грибы и плесень, препятствует их размножению, являясь отличным антисептиком;
• используется для заполнения пор на разных поверхностях;
• нейтрализует статическое электричество, выполняя роль антистатика;
• служит термоизолятором и обеспечивает огнестойкость материала.

Жидкое стекло является незаменимым материалом в строительстве

Широкая область применения жидкого стекла и его функциональность обусловлены рядом специфических характеристик:

• легкостью проникновения материала в микроскопические трещины и поры, полной их заполняемостью, благодаря чему его просто наносить на бетонные и деревянные поверхности;
• минимальным расходом материала и невысокой стоимостью в сравнении с другими гидроизоляционными средствами;
• долгим сроком службы, который стартует от пяти лет;
• высокой влагостойкостью;
• степенью защиты, зависящей от количества слоев пропитки;
• нанесенный раствор образует слой гидроизоляции высокой степени надежности.

Калиевое или натриевое жидкое стекло: применение и различия

Главная особенность жидкого стекла – это его широкая сфера применения. Как уже упоминалось выше, в его состав могут входить два минерала – натрий или калий. В этом и заключается основная разница между двумя видами материала, но все же есть различия и в сферах их применения.

Калиевое жидкое стекло часто входит в состав лакокрасочных материалов

Жидкое стекло калиевого типа чаще всего употребляют в лакокрасочном производстве, так как это вещество отлично справляется с различными атмосферными и химическими нагрузками. Данный компонент довольно часто входит в состав силикатных красок.

Инструкцией по применению натриевого жидкого стекла предусмотрено его добавление в клеевые растворы, так как материал характеризуется высокими вяжущими свойствами. Именно этот состав обеспечивает хорошую гидроизоляционную защиту поверхностей. Вариант на основе натрия способствует увеличению прочностных характеристик конструкций из бетона. Кроме того, он благоприятствует их огнестойкости и обеспечивает высокие антисептические свойства.

Таким образом, обладает более обширным спектром свойств натриевое жидкое стекло, и применение его, соответственно, намного шире. В то же время стоимость калиевого стекла выше, так как оно намного эффективнее противостоит кислотам, влаге и атмосферным воздействиям. После его использования на поверхности не остается белесых пятен, характерных для натриевого раствора.

Как приготовить раствор с жидким стеклом

— Гидроизоляционный раствор. Чтобы приготовить раствор, обеспечивающий надежную защиту от проникновения влаги, понадобится приготовить смесь из цемента, просеянного речного песка и силикатного клея. Пропорции компонентов 1:1:1

Важно лишь помнить, что без добавления воды такая смесь чрезвычайно быстро сохнет, а значит, распределить ее по поверхности необходимо за 15-20 минут

— Грунтовка. Данный раствор идеально подходит для предварительной обработки поверхности. Он защищает ее от влаги, атмосферных воздействий и перепадов температур, а заодно способствует легкому нанесению основного защитного слоя. Чтобы приготовить такой раствор, необходимо развести цемент в воде, а после добавить жидкое стекло. Пропорции цемента и силиката 1:1, а воды должно быть столько, чтобы с полученной смесью легко было работать кисточкой или валиком.

— Антисептическое средство. Чтобы обработать древесину, защитив ее от гниения и появления грибка, необходимо смешать жидкое стекло с водой в равных пропорциях, после чего обработать таким средством поверхности. К слову, данный раствор годится не только для обработки деревянных поверхностей. Он отлично защищает от плесени бетонные, каменные и оштукатуренные поверхности.

— Огнеупорный раствор. Чтобы приготовить раствор, способный обеспечить защиту от огня, перемешиваем портландцемент, речной песок и силикат в пропорции 1:3:2. Такой состав отлично подходит для кладки печей и каминов.

Предлагаем ознакомиться: Маяки для стяжки пола: наливные маячки для заливки, как выставить для выравнивания, установка и как ставить, правило

— Укрепление оснований. Чтобы придать поверхности прочность, защитив ее от разрушений и проникновения влаги, специалисты рекомендуют развести 400 г силикатного клея в 1 л воды. Для укрепления поверхности раствор необходимо наносить слоями, давая каждому слою высохнуть минимум 3 часа. Такой раствор подходит для нанесения на бетонное крыльцо, уличные дорожки и отмостки вокруг дома.

Кстати, универсальным рецептом для приготовления защитного и гидроизоляционного раствора является добавление 1 л жидкого стекла к 10 л строительной смеси.

Некоторые особенности использования

Для нанесения на гладкую поверхность необходимо использовать специальные инструменты. Если предстоит работать со штукатурным слоем или бетоном, то лучше всего применять краскопульт или кисть. В таких условиях глубина проникновения составит 1,5-2 мм. Глубокая защитная пропитка требует нескольких слоев нанесения.

Стоит отметить, что данный материал применяется для гидроизоляции подвала и иных помещений. В данном случае речь идет о стеклоизоле. При этом рекомендуется соблюдать следующую пропорцию:

1. 10 л цементного (бетонного) раствора.
2. 1 литр жидкого стекла.

В качестве антикоррозийного средства также может использоваться жидкое стекло. Применение для авто позволяет надежно защитить металлические элементы от ржавчины. Данный материал применяется в создании универсального клея. Он используется для соединения самых разнообразных материалов. Достаточно широким является применение жидкого стекла в мебельной индустрии.

При создании водонепроницаемого слоя используют смесь жидкого стекла и цементного или бетонного раствора в объёмном соотношении 1. 10. Работать с жидким стеклом довольно просто.

Если в рекомендациях по приготовлению указаны пропорции компонентов, взятые по массе, следует пользоваться значениями плотности (объём представляет собой отношение массы к плотности):

1. жидкое стекло – 1,5 кг/л;
2. цементно-песчаный раствор (1. 4) – 2,6-2,7 кг/л;
3. бетонный раствор – 2,2-2,5 кг/л (для наиболее распространённых тяжёлых бетонов);
4. кварцевый песок – 1,5-1,7 кг/л (1,7 – для слежавшегося песка, 1,5 – для рыхлого).

Полученные смеси используют при заливке пола и повышении гидроизоляционных свойств стен. Чтобы повысить водонепроницаемость полов и увеличить их прочностные свойства, можно залить наружную поверхность дополнительным слоем жидкого стекла. Толщина силикатного слоя должна быть около 3 мм и наноситься за 1 раз для — этим обеспечится максимальная прочность.

При гидроизоляции стенок колодцев используют раствор жидкого стекла с цементом и мелким песком, взятых в одинаковых пропорциях. Полученная смесь наносится на предварительно промазанные разбавленным силикатом стенки колодца.

Предлагаем ознакомиться: Для утепления стен в домах можно

Если перед нанесением покрытия использовалась пропитка поверхности чистой силикатной смесью, не дожидайтесь её полного затвердевания. Монолитная стеклообразная поверхность может препятствовать нормальному сцеплению с грунтовкой или штукатуркой.

Жидкое стекло, в основном используется для гидроизоляции различных строительных конструкций. Мы при строительстве зданий, для гидроизоляции полов подвала и стен наносим на поверхность грунтовку из жидкого стекла, или, в случае с полами устраиваем цементную стяжку со стеклом. В этом случае, даже если грунтовые воды весной и осенью поднимаются, то, в подвалах сухо.

На следующем этапе поверхность покрывается смесью. Сегодня достаточно распространено применение жидкого стекла, инструкция по его нанесению вами обязательно должна быть изучена. Так, раствор, в качестве добавки к которому использовалось стекло, повторно разводить нет смысла, так как материал теряет свои свойства.

Жидкое стекло не используют в чистом виде. Его наносят как грунтовку, штукатурку или добавляют в бетонную смесь, строго соблюдая инструкцию по применению. Рекомендуемая температура для проведения работ — 5°С… 30°С.

Раствор

Предварительно обрабатываемую поверхность зачищают и выравнивают шпаклевкой. Силикатный клей разводят водой в соотношении 1:2, наносят при помощи кисти или краскопультом в 2-3 приема. Каждый предыдущий слой должен хорошо высохнуть. При многократном покрытии достигается обработка бетона на глубину до 2 см. Вторичное разбавление не допускается.

Грунтовка

Портландцемент М400 и чистый просеянный песок смешивают с водой, добавляют силикатный раствор в массовой пропорции к ПЦ 1:1. Наносят на внутренние поверхности колодцев, бассейнов, подвалов с помощью шпателя.

Состав готовят из расчета 10 л силиката на 100 л бетонного раствора. Порцию рассчитывают на однократное нанесение. Жидкое стекло растворяют в воде, смешивают с сухими ингредиентами строительным миксером. Технология предполагает незамедлительное использование приготовленной смеси — заливку в опалубку, распределение по горизонтальной поверхности. Применяют для устройства полов, фундаментов, резервуаров. Марка бетона — не ниже М300.

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.

Использование с бетоном

С бетоном силикат применяется в 3 направленностях:

1. Для его гидроизоляции – напыление в ряд пластов.
2. Добавка в ходе изготовления бетонного раствора.
3. Примесь с целью создания нескольких видов марок. При высыхании достигается монолитное состояние.

Особенно следует дополнять жидким стеклом бетон, что применяется с целью заливки полов в зданиях, находящихся во влажных низинах, где грунтовые воды расположены непосредственно в верхнем слое земли. Также стоит в таких зданиях произвести и фундамент с такой добавкой. Это поможет защитить здание от попадания влаги, даже без обработки другими антисептиками.

При соответствующих знаниях, приготовление таких растворов возможно самостоятельно в домашних условиях.

При добавлении состава в бетонную смесь для залития стяжки, то она сделает основу крепче, и приобретает гидроизоляционные, жаропрочные свойства. Покрытие таким бетоном создается в бассейнах, печах, колодцах.

Недопустимо добавление стекла в бетонную смесь более чем 10%, наилучшим вариантом будет 7%. Чем выше процент, тем первичное схватывание происходит быстрее.

Когда добавляется в цемент силикат натрия, то его масса увеличивается на 25%.

Советуем посмотреть видео-инструкцию:

У бетона есть недостаток – пористость. Именно в них возможно проникновение влаги, воды и пр. Не обработанное бетонное покрытие со временем столкнется с проблемами. Чтобы их избежать, производят обработку силикатным составом.

Общие свойства жидкого стекла

Любое растворимое стекло твердеет медленно, и только при условии взаимодействия с воздухом. Имеющаяся в нём углекислота вступает в реакцию с силикатом кремнезёма, способствуя его высыханию. При этом ранее стабильный раствор переходит в состояние геля, уплотняется и начинает приобретать прочность — так проявляются вяжущие свойства стекла.

Однако углекислота из воздуха не может проникнуть глубоко – не в той она концентрации. Поэтому следствие её воздействия на растворимое стекло проявляется только поверхностно. Высохнув, образовавшаяся плёнка перестаёт пропускать воздух и препятствует дальнейшему твердению.

• Несмотря на то, что в основе изготовления жидкого стекла применяются разные вещества, в конечном итоге они обладают практически одинаковыми свойствами. В чём заключается принципиальная разница, мы уже уточняли.
• Калиевое стекло более устойчиво к агрессивным средам, не бликует на поверхности и не оставляет белесых пятен. У него прекрасные вяжущие свойства, именно поэтому оно и применяется в производстве малярных составов.
• А вот для упрочнения поверхности фундаментов или стяжек однозначно применяется натриевое стекло. Оно же используется в нефтедобыче для отделения воды от нефти, в производстве чистящих и моющих средств.

Если говорить о чисто строительной области применения, то список технологий, в которых участвует жидкое стекло наиболее широк и приводится ниже.

Растворимое стекло в строительстве

Итак, рассмотрим несколько самых популярных способов применения жидкого стекла в строительстве:

Виды жидкого стекла

Существует три вида жидких силикатных составов:

• натриевое жидкое стекло. Основным компонентом смеси является соль натрия. Для натриевых составов характерны прочность и высокая степень адгезии. После полимеризации, материал слабо поддается деформированию и сохраняет свои эксплуатационные характеристики в широком температурном диапазоне;
• калиевое жидкое стекло. Смесь производится из различных солей калия. Отличительными особенностями состава являются рыхловатая пористая структура и ярко выраженные антисептические свойства. Обработанная поверхность плохо воспламеняется и может выдерживать значительные механические нагрузки;
• литиевое жидкое стекло. Стоимость литиевых смесей несколько выше чем стоимость натриевых и калиевых, что объясняется их повышенной жаростойкостью. Обработанные поверхности соответствуют всем требованиям пожарной безопасности и невосприимчивы к воздействию агрессивных сред и биологических факторов.

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.

Особенности использования

Раствор перед нанесением на поверхности разводят водой в соотношении 1:2. Площадь обработки предварительно зачищают и обезжиривают. Если требуется нанесение на деревянное покрытие, тщательно удаляют лакокрасочный слой и зачищают поверхность наждачной бумагой. Наносят клей краскопультами, валиками либо кистями, если необходима глубокая пропитка, наносят несколько слоев силикатного клея (таким образом глубина пропитки составляет до 2 см). После окончания работ все инструменты тщательно промывают обычной водой.

С появлением на строительном рынке защитного покрытия, в основе которого содержится жидкое стекло, потребители сразу же оценили его уникальные возможности. В настоящее время этот состав имеет достаточно широкую сферу использования. Как же проводится обработка с помощью жидкого стекла и что это такое?

Необходимость защиты древесины

Лесоматериалам, используемым в каркасных постройках и кровле зданий, свойственна гигроскопичность. Они впитывают влагу из воздуха, отсыревают, плесневеют и постепенно утрачивают прочность. Губительность действия внешней среды на деревянные конструкции зависит:

• от повышенного содержания влаги в окружающих условиях;
• от количества и объема атмосферных осадков;
• от темпа протекания гниения;
• от вероятности возгорания;
• от воздействия химических веществ;
• от насекомых-древоточцев.

Применение жидкого стекла предотвращает неблагоприятное воздействие сырости и других факторов, продлевает срок службы сооружений из дерева. Целесообразно использовать покрытие составом на тех участках, которые больше всего подвергаются влиянию влаги:

• в подвалах и служебных помещениях;
• в местах скопления конденсата от систем отопления и вентиляции;
• на чердаках, куда проникает влага во время дождя;
• на балках перекрытий, регулярно подвергающихся действию атмосферных осадков.

Преимущества и недостатки использования

Эксплуатационная гарантия составляет 5 лет. На протяжении данного времени наблюдается постепенное уменьшение толщины защитной прослойки, примерно до 1 мм в год. Эксперты, для продления срока, рекомендуют поверх стекла нанести слой красочного покрытия.

Состав полностью проникает в структуру покрываемого материала, заполняя щели и поры.

Благоприятствует добавление силиката непосредственно в сам бетонный раствор. При этом он становится прозрачнее, устойчивее

Но время схватывания и застывания уменьшается, что очень важно, если работа производится впервые и на выравнивание уходит много времени. Застывшая смесь непригодна к повторному применению

Поэтому целесообразно, при залитии стяжек на больших площадях, раствор готовить порционно.

При залитии пола жидким стеклом, получается очень ровная, гладкая плоскость, красивый вид, достигается максимальная устойчивость к механическим воздействиям. Такая поверхность легко поддается мойке, препятствует возникновению патогенных микроорганизмов. Поэтому подобное напыление часто применяют в больницах.

В определенных вариантах добавляются дополнительные материалы, которые продлевают срок службы прослойки.

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.

Применение для гидроизоляции

Жидкое стекло за счет своего химического состава отлично справляется с заполнением пористых материалов:

При обработке поверхности силикатным составом увеличивается ее гидрофобность и прочность. Поэтому особое распространение жидкое стекло получило при обработке фундаментов, стен и полов цокольных помещений, колодцев и бассейнов. Для изготовления грунтовки с гидрофобными свойствами необходимо соединить воду, цемент и ЖС в равных пропорциях.

Обрабатываемую поверхность необходимо предварительно подготовить: выровнять и очистить от загрязнений. При обработке древесины желательно сохранить ее природную неровность (это обеспечит лучшую адгезию материалов). Если при очищении пришлось намочить поверхность, то перед обработкой ей необходимо дать просохнуть. Толщина слоя гидроизоляционного раствора должна быть не менее 3 мм.