Жидкое стекло: применение в строительстве и технология

Силикат натрия, известный как жидкое стекло, применение в строительстве которого, как и во многих других областях, стало нормой, представляет собой химическое соединение оксида натрия (Na₂O) и диоксида кремния (SiO₂). В результате образуется стеклообразное вещество с очень полезным свойством растворимости в воде, благодаря чему материал может иметь вид как твердых кристаллов (либо порошка), так и сиропообразной жидкости коричневатого оттенка.

Кристаллы, рожденные в огне

Технология производства материала представляет собой процесс обжига в печи кальцинированной соды и кварцевого песка при температуре от 1000 до 1400°C. В результате этого выделяется углекислый газ и образуется силикат натрия (Na₂SiO₃).

Возможные формы и виды силиката натрия

Конечному потребителю это силикатное соединение может реализовываться как в первоначальной форме крупных стеклянных кристаллов, так и в виде измельченного порошка. Для получения жидкого натриевого стекла применяют реакторы, где твердые силикатные частицы под давлением растворяют в горячей воде. После остывания готовый продукт, имеющий вид вязкой жидкости, фасуют в тару различного объема. Жидкий силикат натрия также может быть получен путем непосредственного растворения кварцевого песка под давлением в нагретом водном составе каустической соды.

При любой технологии производства готовый раствор будет тем более вязким, чем выше концентрация составляющих его элементов. Высоковязкое жидкое стекло применяют для формирования стеклянных гранул, получаемых путем распыления и высушивания горячего раствора. Полученные бусины фасуют и отгружают так же, как и твердую форму силиката натрия, но (в отличие от безводных составов) они в несколько раз быстрее растворяются, значительно упрощая процесс применения материала.

Огонь, вода и водопроводные трубы

Давайте разберемся с тем, что же делает это продукт таким особенным. Высокая щелочность, коррозионная стойкость, превосходная связывающая способность в сочетании с натуральными (читай: безопасными) составляющими являются основными свойствами жидкого стекла, его применение в полной мере основывается именно на использовании этих уникальных качеств. Изделия и поверхности, обработанные силикатом натрия, приобретают влагостойкость, жаропрочность, защиту от грибка и бактерий, а составы на его основе используют для герметизации и защиты от коррозии металлических водопроводных соединений.

Жидкая броня

Применение жидкого стекла при ремонте и проведении строительных работ весьма эффективно и целесообразно по целому ряду причин. Бетон как основной строительный материал наиболее подвержен всевозможным агрессивным воздействиям как эксплуатационного, так и природного характера, потому его защита и усиление – это едва ли не основная «головная боль» любого домовладельца. Именно для решения этой непростой задачи может служить натриевое жидкое стекло. Применение его в качестве добавки в бетонном растворе или штукатурной смеси комплексно воздействует на потребительские характеристики строительного материала:

1. За счет высокой адгезии повышается поверхностная прочность бетона, снижая риск появления микротрещин.
2. Тугоплавкость силиката натрия придает конструкции высокую жаропрочность, что позволяет успешно применять материалы и растворы на его основе для строительства печей и каминов.
3. В результате снижения пористости бетонного раствора многократно повышается коррозионная стойкость всех содержащих жидкое стекло элементов от воздействия влаги, перепадов температур и иных природных воздействий.
4. Бетон приобретает бактерицидные свойства.

При выборе улучшающих добавок перечисленные факторы в сочетании с невысокой стоимостью материала делают привлекательным именно жидкое стекло.

Для бетона инструкция по применению от классического состава (3 части песка, 1 – цемент) отличается лишь тем, что в готовый песочно-цементный раствор добавляют определенное количество жидкого сульфата натрия (примерно 20% от объема сухой смеси).

Ложка дегтя в бочке тягучего коричневатого вещества

Единственным серьезным недостатком применения подобной добавки является значительное сокращение времени застывания бетона. Потому используют эту технологию на небольших площадях (например, для укладки огнеупорных кирпичей при возведении печей и каминов) либо рассчитывают объем замеса так, чтобы бетон не успел схватиться. По этой причине многие строители чаще применяют другой вариант использования жидкого силиката натрия.

"Дождевик" для бетона

Этот способ основан на особенности материала формировать после высыхания монолитную пленку. Это свойство (вместе с гидрофобностью и высокой адгезией состава) определило его активное применение при защите зданий и элементов конструкций от воздействия влаги путем прямого нанесения на обрабатываемую поверхность, то есть грунтования.

Почему же среди множества способов и видов гидроизоляций стоит обратить внимание именно на жидкое стекло? Применение по бетону выгодно отличает его от своих конкурентов по целому ряду показателей:

1. Простота и скорость нанесения. Для работы достаточно иметь широкую малярную кисть, шпатель или краскопульт.
2. Высокая адгезия. После нанесения материал не отслаивается, прочно скрепляясь с основанием.
3. Высокая текучесть. Качественно перекрывает все впадины и микротрещины.
4. Антисептическая обработка. Поверхность становится неуязвимой для грибка и плесени.
5. Высокая экологичность связующего материала. Позволяет применять жидкое стекло внутри жилых помещений. Будучи нетоксичным и одним из самых распространенных химических соединений в природе, силикат натрия не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. В конечном итоге он возвращается в свое природное состояние в виде кремнезема (SiO₂) и растворимых соединений натрия.
6. Кроме улучшения влагозащитных свойств, в результате обработки происходит укрепление поверхностного слоя, что повышает износостойкость основания и служит защитой для декоративного покрытия.
7. Экономный расход материала.
8. Доступность и экономичная стоимость.

Цепляясь ко всем, не позволяет приставать к себе

Перед обработкой необходимо хорошо очистить поверхность от мусора и пыли, а большие трещины и сколы заштукатурить. При однократном нанесении бетонная стяжка надежно пропитывается жидким стеклом на глубину до двух-трех миллиметров. Повторное покрытие составом осуществляется только после застывания предыдущего слоя. После нескольких обработок можно добиться пропитки материала основания до двадцати миллиметров.

К недостатку (или особенности данного покрытия) относится невозможность ее покраски или оклейки после нанесения. Гладкость поверхности, а также высокая температурная и химическая устойчивость силиката натрия препятствуют диффузии сторонних растворителей в его внутреннюю структуру.

Идеальные пропорции зависят от желаемого результата

Для строительных работ существует несколько способов использования жидкого стекла. Инструкция по применению для каждого из них имеет свои особенности:

1. Раствор для осуществления гидроизоляции состоит из одной части жидкого стекла и двух частей воды. При такой пропорции на покрытие 1м² уходит около 300 мл полученного состава.
2. Грунтовка применяется для предварительной подготовки перед оклейкой обоями или покраской. В этом случае цемент, заранее затворенный водой, смешивают с жидким стеклом в равных долях.
3. При изготовлении гидроизоляционной штукатурки готовят песочно-цементную смесь с силикатной добавкой в равных пропорциях всех ингредиентов (1 x 1 x 1).
4. Антисептический раствор создается в результате смешивания воды и жидкого стекла в равной пропорции.

Необычные возможности непривычного стекла

Щелочные свойства силиката натрия, способствующие удалению жиров и масел, нейтрализации кислот и разложению крахмалов и белков, делают его идеальным для использования в одном из наиболее распространенных потребительских продуктов: моющих средствах для стиральных и посудомоечных машин.

Небольшие количества жидкого стекла используются для обработки сточных вод, где он адсорбирует металлические ионы и помогает в образовании рыхлых частиц, фильтруя воду от нежелательных взвешенных материалов.

Твердая версия силиката натрия широко используется для производства силикагеля – повсеместно применяемого сушильного агента.

Это отличный клей для стекла или фарфора.

Традиционным использованием жидкого стекла является его применение в качестве консерванта для яиц, которые в прохладных условиях могут несколько месяцев храниться в вязком силикатном растворе.

Жидкий силикат натрия добавляют в автомобильный радиатор для герметизации головки двигателя.

Существует множество вариантов силикатных соединений, в которых натрий заменяется другими щелочными металлами, например калием или литием. Каждый из них подходит для своих нужд, но все они имеют одинаковое свойство быть стекловидным твердым веществом, которое растворяется в воде для образования щелочного раствора.