Жидкое стекло. Состав и свойства. Применение и особенности

На строительном рынке новинки появляются ежедневно: производители улучшают технические характеристики существующих смесей, красок и утеплителей, а то и вовсе разрабатывают уникальные рецептуры. Но некоторые материалы не подвержены влиянию всеобщей модернизации – их состав остается неизменным на протяжении десятков лет. К числу таких «мамонтов» относится жидкое стекло, которое применяется во многих бытовых и промышленных сферах.

Состав и виды жидкого стекла (ЖС)

Изобретателем жидкого стекла (ЖС) стал немецкий минералог Ян Непомук фон Фукс, получивший раствор в 1818 году. В химическом процессе были задействованы щелочи и кремневая кислота.

Состав жидкого стекла с тех пор остался практически неизменным. Сейчас его производят с помощью автоклавирования кремнеземсодержащего сырья с концентрированным раствором гидроксида натрия. Второй вариант – сплавление соды и кварцевого песка. В некоторых случаях используется способ прямого растворения кремния в растворе щелочей (классический метод).

Жидкое стекло выпускают в канистрах и бочках

В результате получаются две разновидности материала:

  • Натриевое жидкое стекло. Отличается высокой клейкостью и сцепляемостью с другими минералами, не боится температурных перепадов и атмосферного воздействия. Где применяется жидкое стекло этого вида? Армирование фундаментов, отливка форм, производство бытовой химии, реставрация и ремонт стеклянных и фарфоровых изделий, огнеупорная обработка различных материалов. Подходит оно и для лечения поврежденных кустарников и деревьев.
  • Калиевое жидкое стекло. Обладает всеми характеристиками своего натриевого аналога. Единственное отличие – состав не дает бликов на обрабатываемом основании, за счет чего его можно использовать для наружных малярных работ. Входит в состав огнеупорных и силикатных красок, применяется в производстве электродов.

Первый вариант стоит дешевле, зато второй отличается улучшенными техническими характеристиками.

Как приготовить жидкое стекло своими руками

Приготовить жидкое стекло можно и самостоятельно. Существуют два основных способа:

  1. Измельченный силикагель смешивают с содой и водой и нагревают до образования однородной массы.
  2. Песок и соду смешивают в соотношении 1:4 и нагревают до плавления.

Но смысла в домашнем изготовлении жидкого стекла нет. В первом варианте жидкое стекло получится слишком дорогим, во втором необходимо специальное оборудование.

Цены и производители

Популярность жидкого стекла не в последнюю очередь обусловлена его доступностью и низкой ценой. Розничная цена на материал – около 2 долларов за 1 кг. Оптовые цены еще ниже.

Важно!

Современные гидрофобизирующие добавки для бетона расходуются экономично и удорожают бетонный раствор незначительно. Они имеют комплексный состав и обеспечивают не только влагоотталкивающие свойства бетона, но и другие: морозостойкость, коррозионную стойкость, защиту от высолов и плесени.

Популярные марки жидкого стекла: «Меттерра», «Кубаньжелдормаш», ЗАО «Торговый дом «Стеклопродукт», «Оксиум», «Ивхимпром», «Контакт».

Свойства жидкого стекла

Обработка жидким стеклом выполняет несколько функций. Материал выступает в качестве:

  • гидрофобизатора – отталкивает воду;
  • антисептика – предотвращает размножение бактерий;
  • антистатика – препятствует образованию статического электричества;
  • отвердителя – заполняет поры обрабатываемой поверхности, увеличивая плотность;
  • антипирена – повышает огнеупорные свойства, защищает от действия кислот.

Жидкое стекло – отличный антисептик

Эти характеристики определяют преимущества жидкого стекла:

  • Проникает в самые мелкие трещинки и поры, хорошо укрывает бетонные и деревянные основания.
  • Создает водонепроницаемую пленку.
  • Обладает небольшим расходом и невысокой ценой (по сравнению с другими пропитками и гидрофобизаторами).
  • Отличается довольно длительным сроком эксплуатации (около 5 лет). Если гидроизоляцию покрыть слоем краски, то она прослужит еще дольше.
  • Позволяет проводить работы в условиях высокой влажности.

Области применения жидкого стекла ограничены техническими характеристиками состава:

  • Оно не подходит для гидроизоляции кирпичных поверхностей (из-за возможного разрушения).
  • Образуемая пленка довольно хрупкая, поэтому необходимо сочетать несколько видов гидрозащиты.
  • Материал быстро сохнет, поэтому для выполнения работ требуются профессиональные навыки.

Важно! При покупке жидкого стекла тщательно изучите его состав. Материал на основе натриевых силикатов отличается высокой клейкостью и хорошей адгезией к минеральным веществам. Калийное жидкое стекло можно использовать в кислых средах.

Силикатный клей входит в состав полиролей для машин

Безопасность

Все виды жидкого стекла не токсичны и безопасны, но при работе с ними следуют соблюдать меры предосторожности: не допускать попадания на кожу и в глаза, работать в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе. У жидкого стекла щелочная реакция, это значит, что оно может раздражать кожу и слизистые оболочки.

Особенности работы с жидким стеклом

Кроме оперативности в подготовке смеси и ее нанесении необходимо помнить про специфические свойства и необходимые меры предосторожности:

  • Защита кожи и глаз от прямого контакта. Подойдут стандартные перчатки, защитная одежда и обувь, маска, защитные очки. Если клей попал на кожу или глаза, промыть пострадавший участок большим количеством воды.
  • Выбор того, как наносить жидкое стекло, зависит от способа применения; используют кисть, валик или краскопульт.
  • Работа в помещении с хорошей вентиляцией.
  • Хранение и транспортировка. Хранить и переносить в герметично закрытой таре. Допускается хранение при отрицательных температурах; после оттаивания при комнатной температуре клей не теряет своих качеств.

Распыление через краскопультИсточник drcleanltd.co.uk

Свойства жидкого стекла

Состав и свойства жидкого стекла регулируются ГОСТ 13078–81 «Стекло натриевое жидкое. Технические условия»:

  1. Вещество растворимо в воде, его водный раствор имеет щелочную реакцию (pH 10–13). Массовая доля нерастворимых составляющих не превышает 0,2%.
  2. Плотность вещества 1,47–1,52 г/см3.
  3. Одна характеристик вещества – силикатный модуль, который показывает соотношение в нем оксида кремния к оксиду калия или натрия. Для литейного производства изготавливают жидкое стекло с силикатным модулем 2,31–2,6; для электродного производства – 2,8–3,0.

Отвердевший на воздухе силикатный клей растворим в воде, но при реакции с ионами металлов или с кислотами образуются нерастворимые соединения: силикаты и гель кремнекислоты соответственно. При реакции с основными оксидами металлов (алюминатами, плюмбатами, цинкатами) образуется смесь кремниевого геля с труднорастворимыми силикатами. На этом эффекте основано применение жидкого стекла как гидрофобизирующей добавки в бетон.

Где используется жидкое стекло

Силикат натрия применяют во многих сферах производства:

  • как эмульгатор Е550 при изготовлении сыпучих продуктов, таких как сахар-песок, сухие молочные смеси, полуфабрикаты для приготовления теста;
  • как добавку к мылу, стиральным порошкам, другим моющим средствам для снижения слеживания, увеличения объема и пенообразования ;
  • в составе медицинских присыпок;
  • в косметических средствах — пудре, тенях для век, сухих румянах.
  • в металлургической промышленности — для брикетирования металлической мелочи и стружки;
  • в сварочном деле — для электродных обмазок;
  • в металлообрабатывающей промышленности — для закалки и электрорезки металлов;
  • в мыловаренной промышленности — как добавка в мыло и стиральный порошок, для изготовления моющих паст и порошков;
  • в бумажной промышленности — для картонно-бумажной тары;
  • в резиновой промышленности — для получения белой сажи и других целей.

Силикат натрия используют в лакокрасочном и бумажном производстве. Кроме того, из жидкого стекла делают цемент, бетон, многие строительные смеси.

Силикаты натрия — это не что иное, как водный и втоже время щелочной раствор силикатов натрия или жидкое стекло.

Силикат натрия в стиральном порошке

Натрия силикат является заменителем фосфатов в стиральных порошках и служит для смягчения воды. Он значительно повышает эффективность и качество стирки, препятствует отложению солей на внутренних конструкциях стиральных машин. Силикат натрия — защелачивает раствор и способствует удержанию частиц грязи в растворе во взвешенном состоянии

Силикат натрия входит в состав некоторых стиральных порошков.

Сферы использования

Применение жидкого стекла в строительстве

ЖС чаще всего используется для гидроизоляции:

  • Подвальных и чердачных помещений. Материал защищает бетонные конструкции от разрушительного действия влаги и придает поверхности огнезащитные свойства, подходит для внутренних и наружных работ.
  • Колодцев. Работы производятся в два этапа: сначала стены обрабатываются чистым составом, вторым слоем наносится раствор, состоящий из цементно-песчаной смеси и ЖС.
  • Бассейнов. Внутренняя обработка снижает вероятность протечек и разрушения чаши, внешняя – спасает от губительного действия грунтовых вод. Материалы наносятся толстым слоем либо в несколько подходов.

Жидкое стекло для гидроизоляции можно использовать как в неразбавленном виде, так и в составе различных смесей, пропиток и добавок.

Состав также применяется для антисептической обработки различных поверхностей. Он не только предотвращает появление плесени или грибка, но и уничтожает существующие «поселения» вредных микроорганизмов. Поэтому ЖС востребовано при подготовке стен к оклеиванию обоями или окрашиванию. Раствор придает влаго- и огнезащитные свойству дереву, керамике и бумаге.

Художественная обработка древесины

Применение жидкого стекла в быту

Для чего еще используют жидкое стекло? Высокая схватывающая способность позволяет применять его в следующих сферах:

  • укладка линолеума и плитки ПВХ;
  • изготовление замазок для герметизации металлических труб;
  • пропитка тканей для придания им противопожарных свойств;
  • обработка раневых поверхностей на стволах деревьев (прививки, обрезка);
  • полировка поверхностей;
  • реставрация поврежденного стекла и фарфора;
  • изготовление наливных полов формата 3Д;
  • обработка кузовов автомобилей;
  • арт-дизайн (декорирование подвесных потолков, керамической плитки и зеркальных поверхностей, создание витражей и мозаичных панно).

Это интересно: силикатный клей (второе название жидкого стекла) нашел широкое применение в творчестве – его используют в различных видах рукоделия.

Полы 3Д с использованием жидкого стекла

Защита древесины

Гигроскопичные деревянные конструкции особенно нуждаются в надлежащей защите. В отличие от бетона, при контакте с древесиной силикатный клей в нее не впитывается, но образует внешний предохранительный слой. Поэтому для правильной обработки дерева жидким стеклом особенно важна предварительная подготовка. Дерево не только очищается от пыли и грязи, но дополнительно зачищается наждачной бумагой. Такой прием позволяет создать более гладкую поверхность и лучшее сцепление (а, значит, и долговечность) пленки.

Силикатный клей наносят на поверхности, которые не планируется окрашивать, поскольку дерево становится зеркально гладким, и покрасить его невозможно. Регулярно подвергающиеся воздействию сырости места (подвал, стропила, балочное перекрытие) — идеальные претенденты на использование жидкого стекла; применение состава проходит с учетом следующих рекомендаций:

  • Состав, разведенный водой в нужной пропорции, наносится на обработанную и зачищенную поверхность, минимум двумя слоями.

Гидроизоляция древесиныИсточник hozsektor.ru

  • Для качественной гидроизоляции толщина готовой пленки должна быть не менее 100 мкм.
  • Лучший результат получается, если состав наносится при температуре от +20 до +40°C, широкой кистью или валиком.

Как пользоваться жидким стеклом

Приготовление растворов

В чистом виде материал используется довольно редко, на его основе готовят следующие растворы:

  • Грунтовка. Используется для предварительной обработки поверхностей. Необходимо взять равные части цемента и жидкого стекла, а также достаточное количество воды (в результате должна получиться жидкая смесь, пригодная для нанесения валиком или кисточкой). Сначала цемент размешивают с водой, затем добавляют жидкое стекло. Для приготовления рекомендуется использовать строительный миксер. Смесь быстро твердеет (жизнеспособность – около 30 минут), в этом случае ее можно разбавить небольшим количеством воды.
  • Гидроизоляционный раствор. Для проведения гидроизоляционных работ готовят смесь из равных частей просеянного песка, портландцемента и силикатного клея.
  • Огнеупорный раствор. Вначале готовят смесь из 1 части цемента и 3 частей чистого песка, затем в нее добавляют небольшое количество ЖС (примерно 20% от общей массы). Состав можно использовать для кладки печей и каминов.
  • Антисептическое средство. Для обработки древесины жидким стеклом его разбавляют водой в пропорции 1:1. Раствор также подходит для каменных, оштукатуренных и бетонных поверхностей.
  • Укрепление оснований. Для придания прочности используется раствор из 400 гр ЖС и литра воды. Обработка проводится в 2-3 слоя, при этом нужно обязательно дожидаться высыхания каждого слоя.

Важно! Сначала смешиваются все сухие компоненты, после этого добавляются жидкие составляющие. Смесь должна быть подвижной и однородной. Универсальный рецепт – литр жидкого стекла на 10 кг готовой смеси.

Инструкция по применению жидкого стекла

Как наносить жидкое стекло для максимальной гидроизоляции? Соблюдайте следующую последовательность:

  • Очистите поверхность от пыли и других загрязнений.
  • Нанесите первый слой грунтовки валиком или кисточкой.
  • Обождите полчаса и добавьте еще один слой. Следите, чтобы не было пропусков.
  • Подготовьте защитную смесь из цемента, песка и жидкого стекла.
  • Перемешайте раствор и быстро нанесите его шпателем на поверхность (помните о малой жизнеспособности).
  • Используйте в процессе работы защитную одежду, перчатки и очки.

Важно! Смешивайте количество раствора, которое сможете выработать за 15-20 минут. Следите, чтобы в состав не попали посторонние примеси.

Не забудьте тщательно вымыть руки после работы

Жидкое стекло для бетона

Применение жидкого стекла в строительных растворах требует точного соблюдения пропорций. Ошибки могут стать причиной появления трещин или даже обрушения конструкции. Если вы готовите бетон в домашних условиях, учитывайте следующие нюансы:

  • В промышленных масштабах на куб бетонной смеси добавляют 72 литра клея (примерно 7%), что обеспечивает оптимальные технические характеристики готового продукта. В домашнем изготовлении используют пропорцию 1:10.
  • Ни в коем случае нельзя добавлять силикатный клей в готовый раствор.
  • Не вливайте воду в смесь. Сначала нужно развести жидкое стекло, а потом вмешивать в состав цементный порошок.
  • Поскольку силикаты уменьшают время схватывания бетона, раствор нужно замешивать небольшими порциями.
  • После работы тщательно вымойте руки и все инструменты, контактировавшие с ЖС.

Важно! Увеличение дозировки силикатного клея может привести к полному рассыханию бетона.

Бетонный раствор можно приготовить своими руками

Раствор с жидким стеклом готовят так:

  • Возьмите ведро питьевой воды (техническую лучше не использовать из-за большого содержания примесей), добавьте в нее стакан жидкого стекла и тщательно вымешайте.
  • Залейте получившийся раствор в большую емкость.
  • Продолжая перемешивать раствор, добавляйте сухую бетонную смесь небольшими порциями.
  • Взбейте смесь строительным миксером до образования однородной массы.
  • Залейте бетонный раствор в приготовленную опалубку.

Важно! Готовьте раствор в том объеме, который необходим для заливки конструкции.

Видео: полировка автомобиля жидким стеклом

Дешевизна жидкого стекла позволяет не опасаться подделок. Тем не менее при покупке силикатного клея обратите внимание его консистенцию. Состав должен быть однообразным, без комочков и вкраплений. Не запасайтесь впрок – срок годности материала составляет 12 месяцев, а приобрести его можно в любом строительном магазине. Удачной стройки и ремонта!