Применение жидкого стекла: разновидности и свойства материала

Жидким стеклом или силикатным клеем называют растворённое в воде стекло. Оно может изготавливаться из натрия или калия путём их плавления с известью и/или кремнием, в результате которого получается полупрозрачная стекловидная масса. Бывают ещё варианты на основе лития или комбинации нескольких веществ, но применение жидкого стекла в этом случае ограничено его более высокой стоимостью. Рассмотрим более популярные варианты материала.

Внешний вид растворимого стекла

Как оценивается качество жидкого стекла

Формула растворимого стекла выглядит вот так: Na2O*mSiO2. В первой части фигурирует окись вещества, которое подвергается расплаву, а во второй части участвует, так называемый, модуль стекла (m) – соотношение количества молекул кремнезёма к 1 грамм молю основного вещества (калия или натрия).

Для натриевого стекла этот модуль варьируется в пределах 2-3,5, а у калиевого он выше — до 4,5. Это значит, что у калиевого стекла и клеящие свойства лучше, и кислотоустойчивость выше, так как именно соотношение окисей и характеризует основные свойства материала, а так же влияет на его стоимость и сферу применения.

Калиевое стекло

Растворимое стекло на основе калия

Так как у калиевого стекла более высокие адгезионные показатели, в общестроительных работах его не применяют — это повышало бы их себестоимость. В основном его используют в качестве вяжущего вещества при изготовлении силикатных красок, штукатурок и поташа (карбоната калия).

Что такое поташ

Поташ является одним из ингредиентов высококачественного оптического стекла и применяется в качестве добавки, придающей бетонам и штукатуркам устойчивость к пониженным температурам. Вне строительства, его используют для приготовления калийных удобрений для сельскохозяйственных культур, в производстве жидкого мыла, хрусталя, в фотографии, фармацевтике.

Натриевое стекло

Стекло на основе натрия

Там, где не требуется применения состава с высоким модулем стекла – а это в большинстве строительных отраслей, в ход идёт стекло на основе натрия. Его используют при:

• изготовлении огнеупорных и кислотостойких бетонов и замазок;
• кислотоупорного цемента;
• антисептиков;
• огнестойких красок;
• отвердителей;
• клеёв.

Примечание: В качестве добавки к гидроизоляционному бетону, изготавливаемому на основе портландцемента, натриевое стекло не подходит. Под действием воды оно разрушается, остаются поры, которые пропускают влагу и способствуют снижению прочности  камня.

Натриевое жидкое стекло применяется при зимнем бетонировании, так как оно ускоряет схватывание раствора. Для этого стекло смешивают с водой, которой затворяют цемент с наполнителями. Скорость твердения бетона при этом будет зависеть от содержания в стекле кремнеземистого модуля, о котором упоминалось выше.

Чем больше модуль стекла, тем лучше оно взаимодействует с вяжущим. Однако количество стеклянного компонента в растворе должно строго дозироваться. При превышении двухпроцентной нормы прочность смеси будет снижаться, потому что из-за чрезмерно быстрого схватывания нарушается процесс гидратации цемента.

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.

Примечание: Ускорить его может только катализатор (кремнефтористый натрий). При его воздействии образуются кремнекислоты, исполняющие роль клеящего вещества.

• 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:

Способ применения	Фото для наглядности
1.        Окрасочная гидроизоляция. Выполняется на вертикальных поверхностях фундамента и внутри подвальных и цокольных помещений. Для этой цели приготавливается раствор из двух частей воды и одной части растворимого стекла. На поверхность наносится при помощи кисти в два слоя.	Жидкое стекло: применение для гидроизоляции
2.        Добавка для цементных смесей. При добавлении жидкого стекла к растворам и бетонам, последние приобретают стойкость к пониженным температурам и к увлажнению в процессе эксплуатации. Дозируется жидкое стекло для бетона (инструкция к применению на упаковке) обычно так: 1 л стекла на 100 кг смеси.	Приготовление раствора
3.        Натриевое жидкое стекло применяют и для внутренней гидроизоляции чаши бассейна, поверх которой затем производится финишная отделка. Расходуется на 1 м2 примерно 0,5 литра стекла. Оно заполняет поры на поверхности бетона, уменьшая его гигроскопичность.	Обмазка чаши бассейна
4.        В гаражах, производственных и хозяйственных помещениях обычно устраивают бетонные полы. В процессе эксплуатации они сильно пылят, а жидкое стекло является самым простым и дешёвым средством устранения этого недостатка.	Обработка жидким стеклом бетонного пола
5.        Жидкое стекло применяют и для гидрофобизации дерева. Его пористая структура заполняется стеклом, и древесина перестаёт впитывать влагу. Так обрабатывают уличные террасы, садовую мебель, столешницы.	Терраса, гидрофобизированная жидким стеклом
6.        Приготовление затирок и клеёв. Добавление жидкого, желательно калиевого стекла, сделает любую строительную смесь более стойкой и прочной, улучшит адгезию. Так модифицируют затирки для плитки, ремонтные шовные составы, цементные клеи для керамики и линолеума.	Затирка для напольной облицовки с жидким стеклом не пропускает воду

Заключение

Совершенного материала не бывает, и в случае с растворимым стеклом без минусов тоже не обходится. То, что покрытие сохнет почти сутки, это не так уж существенно. Гораздо хуже, что плёнка получается хоть и твёрдой, но достаточно хрупкой и легко поддаётся истиранию. Срок его службы покрытия невелик, и через несколько лет эксплуатации конструкций пропитку приходится обновлять.

Зато в сравнении с другими гидрофобизирующими составами у жидкого стекла очень демократичная стоимость, что с лихвой компенсирует недостаток долговечности. Что же касается сравнений двух видов стекла, то выяснять какое лучше, а какое хуже, бессмысленно. У каждого из них свои собственные сферы применения, поэтому и конкурировать между собой они никак не могут.