Жидкое стекло для бетона. Свойства, виды, применение и цена

Раствор силиката натрия или калия в воде, который называют жидким или растворимым стеклом, был известен еще средневековым алхимикам, хотя первый завод по его производству построили только в XIX веке. Это вещество обладает очень интересными свойствами и широко применяется в строительной индустрии.

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.
Виды жидкого стекла

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.

Литиевые и аммониевые жидкие стёкла не имеют большого распространения из-за их ничтожно малого производства и высокой себестоимости.

Виды жидкого стекла

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.

Виды жидкого стекла

Хорошее взаимодействие с различными минералами позволяет добавлять натриевое жидкое стекло в бетон, для улучшения его качества.

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:

Виды жидкого стекла
  • 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.

А еще с помощью жидкого стекла можно создавать удивительно красивые столешницы

Калийный раствор

Виды жидкого стекла

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.

Виды жидкого стекла

Изменение свойств цементных растворов и бетона при добавлении жидкого стекла

Цементные растворы получают, смешивая песок с цементом и водой в отношениях, которые могут меняться в зависимости от назначения. Если к полученной смеси добавить щебень, получается бетон. Чтобы изменить свойства этих смесей, в раствор вносят добавки. Одна из таких добавок – жидкое стекло – существенно влияет на свойства цементных растворов и бетона.

Раствор, приготовленный на основе цемента М400, схватывается при температуре 20°С примерно через 2–3 часа, а полностью затвердевает через 24 часа. В дальнейшем уже затвердевший монолит продолжает набирать прочность, которая достигает максимума через 28 дней.

Читайте также:  Все про цокольные панели: виды и способы монтажа

Если в раствор добавлено жидкое стекло, время схватывания сокращается пропорционально количеству этой модифицирующей добавки. Так, при содержании силиката натрия 2% бетон начинает схватываться примерно через час, а если жидкого стекла 5% – через 38 минут. Эта добавка влияет не только на скорость схватывания, но и на процесс затвердевания. Если содержание силиката натрия в смеси 4 и более процентов, то прочность бетона с добавкой после полного затвердевания (28 дней) оказывается примерно на 25% ниже, чем бетона без добавки. Однако при содержании силиката не более 3% прочность монолита возрастает.

Изменение свойств цементных растворов и бетона при добавлении жидкого стекла

Влияние добавки растворимого стекла на сроки схватывания цемента

Влияет добавление растворимого стекла и на поглощение воды бетоном. Бетон без добавки имеет мелкие поры, поэтому при контакте с влажным грунтом отсыревает, постепенно теряет прочность и разрушается. Это разрушение может быть ускорено ростом грибка и наличием кислот в воде. Если в смесь был добавлен силикат натрия, пористость и водопроницаемость готового бетона резко снижается, устойчивость к разрушению кислотами возрастает, а развитие грибка исключается.

Однако не надо думать, что жидкое стекло – идеальная гидроизоляционная добавка для бетона. Силикат натрия – водорастворимое вещество, поэтому при большом количестве воды он вымывается из монолита, после чего бетон разрушается. По этой причине в бетон для фундамента нужно добавлять силикат натрия в количестве не более 3% и тщательно изолировать фундамент другими гидроизоляционными материалами.

Добавление жидкого стекла к раствору влияет также и на жаропрочность получаемого бетона. Обычный бетон без добавок устойчив к нагреванию до температуры 200°С. Если температура выше, вещества, входящие в его состав, теряют кристаллизационную воду, и бетон рассыпается. При добавлении в состав смеси 29–34% жидкого стекла, устойчивость к нагреванию готового изделия возрастает до 1000–1400°С. Из таких смесей с добавкой других жаростойких компонентов отливают блоки для промышленных печей. Смесь с таким высоким содержанием силиката натрия без дополнительных добавок после застывания выдерживает 900–1000°С. Такой цементный раствор используют для кладки жаростойкого кирпича в топках печей.

Жидкое стекло добавляют в раствор при кладке камина или печи

Изменение свойств цементных растворов и бетона при добавлении жидкого стекла

Особенности применения

Как уже говорилось, цементные смеси с высоким содержанием силиката натрия быстро схватываются и после затвердевания плохо пропускают влагу, но прочность монолита значительно снижается. Такие смеси находят применение для срочного ремонта бетонных фундаментов, которые разрушаются просачивающейся водой. В этом случае цементный раствор, в который добавляют до 50% жидкого стекла, замешивают в небольшом количестве и сразу же заполняют им трещины. Смесь схватывается в течение нескольких минут и устраняет дефект на длительное время. Таким образом можно ремонтировать бетонные, асбоцементные, керамические конструкции и даже чугунные трубы. Эти же смеси применяют для улучшения гидроизоляции бетонных и кирпичных стен, перекрытий и швов между ними.

Жидкое стекло активно используется для улучшения гидроизоляции

Добавление силиката натрия в бетонный раствор имеет смысл при заливке фундамента в местности с высоким уровнем кислых грунтовых вод. Устойчивость бетона к разрушению при этом значительно возрастает. Заливать фундамент в этом случае нужно с соблюдением двух условий:

  •     содержание жидкого стекла в растворе не должно превышать 3%;
  •     фундамент тщательно изолируют другими гидроизоляционными материалами.
Изменение свойств цементных растворов и бетона при добавлении жидкого стекла

Технология применения

Рассчитанное количество жидкого стекла смешивают с водой, которой затем затворяют раствор. Поскольку раствор силиката имеет высокую вязкость, для быстрого перемешивания пользуются дрелью с миксерной насадкой.

Перемешивание раствора дрелью

Растворы с высоким содержанием растворимого силиката (10–50%) готовят в небольшом количестве непосредственно перед использованием. Сначала готовят сухую строительную смесь, а затем струйкой вливают раствор жидкого стекла при постоянном перемешивании. После приготовления смесь сразу используют. Готовить такие смеси в бетономешалке смысла не имеет, а при высокой концентрации силиката натрия это вообще невозможно – смесь схватится еще до окончания перемешивания.

Видео — применение жидкого стекла

Изменение свойств цементных растворов и бетона при добавлении жидкого стекла

Сохранить и поделиться:

Жидкое стекло для бетона: инструкция по применению и изготовлению смеси

Приготовить смесь цемента и жидкого стекла можно даже в домашних условиях, соблюдая при этом ряд требований. Нарушение технологии изготовления раствора может повлечь за собой образование трещин на бетоне.

Читайте также:  Как выбрать строительные материалы для ремонта

Жидкое стекло следует добавлять в сухую смесь. Для этого сначала в нужных пропорциях соединяют все сухие компоненты и тщательно их перемешивают, не используя при этом воду. Затем постепенно вливают в состав жидкое стекло, предварительно разбавленное водой.

Необходимо строго соблюдать соотношение всех ингредиентов при приготовлении раствора в соответствии с рецептом, применяемым для конкретного вида работ. Например, если речь идет о количестве стекла в бетоне, то оно не должно превышать 25% от общего веса смеси. Для приготовления грунтовки с использованием цементного состава и силикатного клея соотношение может составлять 1:1.

Следует учесть, что на ускорение скорости и плотности затвердевания раствора влияет именно жидкое стекло для бетона. Инструкция по применению рекомендует готовить смесь в небольшом количестве и быстро ее использовать.

Жидкое стекло для бетона: инструкция по применению и изготовлению смеси

Для гидроизоляции поверхности бетона наносят жидкое стекло в несколько слоев

Время схватывания зависит от количества жидкого стекла, добавленного в бетон. Если смесь содержит 2% данного вещества, то она начинает схватываться через час, если 5% – то уже через 40 минут. От пропорции зависит и процесс затвердевания. Если в раствор добавлено более 4% силикатного клея, то прочность бетона после полного затвердевания снизится примерно на 25%. Однако если бетон будет содержать всего 3% жидкого стекла, то прочность конструкции возрастет.

Полезный совет! Силикат натрия, кроме гидроизоляционной функции, обладает антибактерицидными и антигрибковыми свойствами. Химический состав материала – неподходящая среда для развития любой жизни.

Технологические особенности смеси и виды пропитки бетона жидким стеклом

Жидкое стекло в растворе, замешанном в цементе М400 при температуре 20 °C, начинает схватываться уже через 2-3 часа, а полностью твердеет через сутки. Со временем монолитная основа только прочнеет. Максимальный эффект твердости достигается максимум через 4 недели. Жидкое стекло применяется также в качестве пропитки разных поверхностей, обеспечивая их гладкость, ровность и гидроизоляцию. Обработка бетона жидким стеклом проводится для таких конструкций:

  • бетонного пола;
  • плоской кровли;
  • колодцев;
  • бассейнов;
  • подвалов;
  • цоколей;
  • бетонных стен и потолков.

После высыхания жидкого стекла происходит закупорка всех пор в бетоне

Жидкое стекло для бетона: инструкция по применению и изготовлению смеси

Процесс пропитки включает несколько этапов. Прежде всего, требуется подготовка основы. Для этого поверхность тщательно очищают от старого покрытия, краски, мусора, пыли и грязи. Далее проводят зачистку металлической щеткой, основание покрывают битумной эмульсией слоем в 2 мм. Основе дают время просохнуть.

Затем осуществляется пропитка поверхности раствором с жидким стеклом. Пропорции жидкого стекла в бетоне зависят от типа поверхности (в соответствии с инструкцией применения). Если поверхность горизонтальная, то на нее наносят слой в 2-3 мм и разглаживают смесь шпателем. Заливку пола и перекрытий производят в несколько слоев, делая перерыв на определенное количество часов. Использовать поверхность можно спустя пару суток.

Во время работ нужно придерживаться ряда рекомендаций. В частности, раствор необходимо распределять равномерно. Покрытие следует производить максимально быстро, не допуская затвердевания состава. Надежную пропитку обеспечивает нанесение смеси в два или даже в три слоя. Для изоляции стен и потолка используют специальный пульверизатор, который способствует равномерному распределению раствора. Покрывают поверхность в два-три слоя.

Виды жидкого стекла

Классификация жидкого стекла связана с его составом. В любом варианте есть двуокись кремния, а попросту кремнезем. Вторая часть формулы – оксид металла. Вот в этом металле и заключается «соль» стекла. Итак, бывают:

Виды жидкого стекла
  • Натриевое жидкое стекло. Оно плотнее остальных. На каждый кубический сантиметр материала могут приходиться 1,6 граммов массы. Силикатный модуль вещества не превышает 3,5 единиц. Под модулем понимается соотношение двуокиси кремния к оксиду натрия. Когда их смесь застывает, стекло бликует. Это отличительное свойство натриевого материала. Из-за бликов его забраковывают при лакокрасочном покрытии поверхностей. Зато, у натриевого стекла исключительная клейкость. В быту им скрепляют треснувшие аквариумы и залечивают повреждения на деревьях. Натриевым клеем замазывают соединения труб, сантехнические узлы.
  • Калиевое жидкое стекло. Его плотность не превышает 1,4 грамма на кубический сантиметр, может составлять и 1,25 грамма. Силикатный модуль калиевого клея тоже ниже, чем у натриевого. Застывший состав не бликует. Отсюда широкое применение в силикатных красках. Однако, если скреплять калиевым составом шов, прослойка получается рыхлой. Это снижает долю материала на рынке. Дополнительно сокращает ее дороговизна калийного клея. Натриевый выгоднее.
Виды жидкого стекла
  • Стекло смешанного типа. В нем два металла встречаются. Пытаясь достичь идеала, производители смешивают в разных пропорциях калийный и натриевый клеи. Характеристики итогового вещества плавающие.
Читайте также:  Напольное пвх покрытие: советы эксперта по укладке

Натриевое и калийное жидкие стекла регламентированы нормативно-технической базой. Для прочих видов клея выпускаются временные техусловия, как правило, в рамках одного или нескольких предприятий. Они создают опытные партии стекла, экспериментируя с собственной продукцией. Итак, кроме натриевого и калиевого составов бывают:

Виды жидкого стекла
  • Литиевый. Силикатный модуль клея равен 2,8. Состав отличается способностью к терморегуляции. Поэтому, литиевое стекло используют в качестве покрытия авто. За счет напыления устанавливается баланс меж энергией, выделяемой внутренними источниками машины и поглощаемыми ей извне.
  • Аммониевый. В них содержится четвертичный аммоний. Он относится к углеводородным радикалам и отличается способностью многократного растворения в воде после высушивания геля. Для гидроизоляции бетона такое жидкое стекло не пойдет. Схватившийся в порах фундамента силикат раствориться в первом же дожде. Однако, для высокомодульных порошков составы с аммонием – самое то. Стекло получается высокопрочным. Правда, кроме воды материал чувствителен к перепадам температур. Отпугивает и стоимость стекла.

Аммоний относится к органике. Ее удельный вес в жидком стекле невысок. Такие соединения именуют полисиликатами. За пределами России аммониевые и литиевые смеси выпускаются в промышленных масштабах, регламентируясь государственной документацией, как и натриево-калиевые.

Виды жидкого стекла

Поэтому, приобретая зарубежную продукцию, сталкиваешься с широтой выбора. Один лишь силикатный модуль гелей «скачет» в пределах от 2,4 до 3,7 единиц. Для отечественных клеев рамки сужены до 2,6-3,5.

Кроме основного состава в жидких стеклах могут быть примеси:

Виды жидкого стекла

-оксид магния

-оксид алюминия

Виды жидкого стекла

-оксид железа

Виды жидкого стекла

-оксид кальция

-оксид серы

Эти примеси – загрязнения, попадающие в клей на стадиях производства. Чаще всего, оксиды присутствуют в исходном сырье, не отсортировываются от него. Именно примеси дают стеклу легкие оттенки зеленого, желтого. Последний тон, к примеру, связан с оксидом железа.

На качественные параметры силикатного геля примеси почти не влияют, поскольку содержатся в клее в долях процента. Поэтому, на упаковках с жидким стеклом сторонние соединения либо не прописаны вовсе, либо указываются, как «возможные следы». Знаете, на колбасах подобное пишут: — «Возможны следы сои».

Популярные производители

Качественные варианты полиролей для авто изготавливают лучшие мировые производители:

  • японская компания Willson. Жидкое стекло Willson представлено в широком ассортименте и комплектации;
  • японская корпорация SOFT99 предлагает различные варианты полиролей;
  • корейский производитель Gyeon разработал специальные комплекты для нанесения средств за более короткое время;
  • тайваньская компания Nanoshine LTD.

Все они предлагают интересную продукцию, которая разнится по стоимости и назначению.

В завершение

Рынок жидкого стекла достаточно насыщенный. Из производителей можно порекомендовать Willson, АМК-Групп, Bitumast, Aqua Well, «Профилюкс», «Брозегс» и «Оптимст». Если после проведения всех работ по гидроизоляции жидкое стекло остается, не выбрасывайте. Его можно будет использовать для обработки древесины. Также сгодится оно для добавки в затирку, чтобы она не плесневела (часть жидкого стекла должна составлять до ¼). При помощи силикатного клея можно приготовить быстросохнущий клей, если его добавить в цемент вместо воды. Более того, народные умельцы используют его при укладке рулонной напольной отделки и даже для обработки срезов деревьев. Нередко средство используют в качестве санитарного герметика.

Метки:гидроизоляция

Техника безопасности

Жидкое стекло не относится к веществам, обладающим высоким уровнем токсичности. Но если материал попадает на кожу или слизистую, он вызывает раздражение. Чтобы избежать травмирования, во время работы следует использовать спец. одежду, на руки надевать специальные перчатки, а глаза защищать защитными очками. Помещения, где проводятся строительные работы с использованием жидкого стекла, должны постоянно проветриваться. Если случилось так, что готовый раствор попал на кожные покровы, необходимо обработать поврежденный участок слабым раствором уксуса, разведенным в чистой воде.