Жидкое стекло свойства и характеристики: Жидкое стекло: характеристики и сферы применения

Содержание

Жидкое стекло: применение, использование, характеристики

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Что такое жидкое стекло, какие есть виды жидкого стекла?

Для ответа на данный вопрос мы не будем углубляться в теорию химии полимеров или историю. Мы хотим внести максимальную ясность в наш ответ, чтобы он был понятен большинству наших постоянных читателей и гостей сайта. Начнем с определения и основных характеристик рассматриваемого материала.

Жидкое стекло с цементным растворомЖидкое стекло с цементным раствором

Определение и технические характеристики жидкого стекла

Жидкое стекло – это особый материал, изобретенный немецкими химиками еще в XIX веке. Если говорить простым языком, это продукт химической реакции, возникающей между кремниевой кислотой и различными силикатами щелочных металлов – натрия, калия и лития. Со временем стало понятно, что наиболее распространенным станет именно натриевый состав, так как его свойства и стоимость удовлетворяют большинство потребителей. Калиевое жидкое стекло стоит дороже, так как технология его производства более затратная, однако и эффект от применения лучше. Вариант производства жидкого стекла из лития практически не получил распространения.

Итак, после реакции взаимодействия кремниевой кислоты с силикатом натрия или калия получается вязкая, прозрачная, иногда с белесым или зеленоватым оттенком масса. На открытом воздухе эта масса быстро застывает с образованием стеклоподобного полимера, формулу которого вы легко сможете найти в Википедии. К характеристикам данного полимера можно отнести:

  • гидрофобность – застывший материал не пропускает влагу;
  • растворимость – незастывшая масса легко растворяется в чистой воде;
  • клейкость – масса обладает высокой адгезией к самым разным поверхностям;
  • защита от грибка и плесени – силикаты отличаются отличными дезинфицирующими качествами;
  • термостойкость – застывшая субстанция не боится высоких температур и открытого пламени;
  • прочность – масса достаточно прочна на сжатие;
  • антистатичность – получающаяся пленка не накапливает статическое электричество;
  • термоизоляционные качества – полимер плохо передает тепло.

Выяснив все перечисленные особенности и характеристики, люди быстро поняли, что данный материал имеет большое будущее в строительстве, производстве и других областях человеческой деятельности. С тех пор приступили к массовому производству жидкого стекла и изучению путей его практического применения. Сначала для этого использовали стеклоплавильные печи, однако со временем производство переместилось в автоклавные камеры, где под высоким давлением удается добиться более высокого класса и качеств получаемого продукта.

Добавление жидкого стекла в цементный растворДобавление жидкого стекла в цементный раствор

Важно! В сети гуляет множество рецептов производства жидкого стекла в домашних условиях. Мы рассмотрели некоторые из них и пришли к выводу, что сделать что-то сравнимое по качеству и затратам с заводским материалом, изготовленным в соответствие с ГОСТ, у вас все равно не получится.

Виды жидкого стекла

Как мы упоминали выше, существует несколько видов жидкого стекла:

  1. Натриевое. Это наиболее дешевая и распространённая разновидность, известная под торговым названием «канцелярский клей».
  2. Калиевое. Менее распространённая разновидность, обладающая более высокой стойкостью к кислотам и воде после застывания, но и более высокой ценой.
  3. Литиевое. Наиболее редкий вид, используется в электродном напылении для электродуговой сварки.
  4. Нано-керамика. Это разновидность с добавлением частиц оксидов алюминия или титана, которые образуют труднорастворимые силикаты. Используется для обработки кузова автомобиля.

Важно! Жидкое стекло часто используют как замену эпоксидной смоле, однако следует помнить, что это разные материалы с различными характеристиками. Соответственно, области применения и эффекты у них чаще всего также сильно различаются, хотя, в некоторых областях взаимозамена возможна, например, в рукоделии.

Плюсы и минусы жидкого стекла

 В этой главе мы поговорим о достоинствах и недостатках рассматриваемого материала. Начнем, пожалуй, с достоинств.

Обработка жидким стеклом цементного полаОбработка жидким стеклом цементного пола

Плюсы растворимого силикатного стекла:

  1. Растворяется в обычной воде и может служить добавкой к самым разным строительным смесям, которые затворяются водой.
  2. Проникает глубоко в бетон и древесину, заполняет трещины и поры, являясь, в результате, хорошей гидроизоляцией.
  3. Имеет оптимальную плотность, застывший материал имеет малый вес и не нагружает строительные конструкции.
  4. Отличается выгодной ценой по сравнению с другими клеями и добавками в бетон.
  5. Повышает прочность пористых оснований, таких как штукатурка, бетонные полы, потолки из плит, отмостки.
  6. Является прекрасным клеем за счет высокой адгезии и клейкости к различным материалам, в том числе к металлу, бетону, древесине и бумаге.
  7. Обладает свойствами антисептика, хорошо борется с грибковыми, плесневыми и бактериальными заражениями.
  8. Материалу свойственны огнеупорные качества, что нашло широкое применение в некоторых областях, таких как изготовление антипиренов и различных пропиток, черной металлургии и т.д.
Важно! Здесь перечислены достоинства и недостатки материала, сделанного в соответствие с ГОСТ 13078-81. Возможно существование других разновидностей растворимых силикатов, характеристики которых улучшены с помощью оксидов металлов и других добавок.

Минусы жидкого стекла:

  1. Образуемая на поверхности пленка не отличается высокой прочностью и со временем может растрескиваться.
  2. Плохо совместима с кирпичом. Пористая поверхность кирпича впитывает вещество и начинает разрушаться.
  3. Значительно ускоряет время застывания строительных смесей, что требует определенной сноровки при их последующем монтаже.
  4. Образуемая на поверхности пленка не позволяет наносить лаки, краски и прочие подобные покрытия.
  5. Плохо сочетается с большинством органических соединений, покрытие ставится матовое или вовсе не держится.

Внимание! Интересно знать, что одним из неочевидных достоинств силикатов является их экологическая чистота. Так, жидким стеклом обрабатывают срезы на древесных ветках и колодцы, что является следствием этой особенности.

Где применяют жидкое стекло?

Мы уже коснулись некоторых аспектов применения силикатных растворов, но, чтобы ответить на поставленный вопрос в полной мере, мы расскажем отдельно о том, где используют жидкое стекло. Начнем с того, что перечислим все существующие способы применения этого материала, а потом раскроем некоторые из приведенных способов более подробно.

Обработанный жидким стеклом цементный пол
Обработанный жидким стеклом цементный пол

Многообразие применения силикатов

Учитывая приведенное нами выше разнообразие свойств жидкого стекла, не трудно догадаться, что областей его применения существует также не мало. Кроме того, длительный опыт применения и долгая история существования материала также повлияли на многообразие его практических применений.

Обработанный жидким стеклом цементный полОбработанный жидким стеклом цементный пол

Итак, жидкое стекло применяется в таких отраслях:

  • В строительстве. Используется как добавка в цементный раствор, для гидроизоляции поверхностей, для дерева, для стяжки пола и т.д.
  • В черной металлургии. Учитывая жаропроупорные качества материала, его широко применяют для производства литейных форм и создания керамических флюсов.
  • В химической промышленности. Широко используется для изготовления лакокрасочной продукции, огнеупорных красок и покрытий, производстве клеев, моющих средств, противокислотной защиты для различных деталей.
  • В машиностроении. Помогает соединять мелкие детали, требующие деликатности. Кроме того, используется в качестве антипригарного агента для некоторых поверхностей.
  • В бумажной промышленности. При изготовлении бумаги растворимые силикаты помогают добиваться твердости и глянцевого блеска конечного продукта.
  • При изготовлении книг. Здесь жидкое стекло используют как клей, который прекрасно соединяет бумагу, картон, кожу, древесину.
  • В производстве средств для ухода за авто. Защита кузова автомобиля с помощью модифицированного оксидами металлов и ПАВ жидкого стекла – распространенная практика.
  • В рукоделии и дизайне. Хорошо подходит для декора в качестве клея, соединяющего такие материалы, как стекло, керамика, металлы, полимеры.
  • В домашнем хозяйстве. Материал порой незаменим в ванной, используется также для кухни, в гараже, в подвалах, влажных помещениях. Добавление силикатов в воду для кипячения помогает снять нагар с кастрюль и сковородок.
  • Строительное жидкое стекло можно смело использовать в других областях. Например, в квартире или для авто.

Применение жидкого стекла в строительстве

В строительной отрасли многообразие применения жидких растворимых силикатов поистине бескрайне. Его используют как добавку для бетона, которая повышает его влагостойкость, для гидроизоляции фундамента, наносят на бетонный пол для обеспыливания, при монтаже в ванной и на кухне в качестве герметика и клея, для стен и потолков, для обработки древесины.

Обработанный жидким стекломОбработанный жидким стеклом

Жидкое стекло добавляют в цемент при изготовлении растворов для штукатурки или кладки плитки, его наносят на древесину для беседок, которые предполагается устанавливать на улице, для обработки досок стропильной системы и многого другого. Обработанная жидким стеклом древесина не только перестает бояться влаги и плесени, она также перестает гнить и приобретает лучшие противопожарные качества. Пористая структура дерева хорошо впитывает разведенный водой клей, а на поверхности остается защитная пленка.

Обработка жидким стеклом цементного пола
Обработка жидким стеклом цементного пола

Применение для обработки кузова машины

Растворимые силикаты можно наносить на машину в качестве защиты кузова от коррозии, влаги и прочих неблагоприятных факторов окружающей среды. Обычно для этого используют так называемую нано-керамику, или, говоря проще, модифицированное жидкое стекло с добавками оксида алюминия и титана, всевозможных ПАВ и других компонентов. В результате на кузове образуется несмываемая пленка, которая защищает краску и придает кузову приятный блеск.

Обработка жидким стеклом цементного полаОбработка жидким стеклом цементного пола

Для обработки дерева

 Жидкое стекло можно использовать как средство для обработки древесины, например, при изготовлении мебели. Пропитка силикатами делает мебель гидрофобной, и больше можно не боятся пролить воду на стол или оставить скамейку в саду.

Жидкое стекло и деревянные поверхностиЖидкое стекло и деревянные поверхности

Это свойство широко используют при изготовлении садовой мебели, беседок, наносят на круглый стол или скамейки, которые вкопаны на дачном участке. Кроме того, с помощью такой пропитки можно частично обезопасить изделия от огня.

Жидкое стекло и деревянные поверхностиЖидкое стекло и деревянные поверхности

Жидким стеклом часто пропитывают доски стропильных систем кровель. Это избавляет их от гниения и поражения плесенью, которая особенно любит подобные конструкции из-за подходящих влажностно-климатических условий.

Жидкое стекло в рукоделии и хозяйстве

 Наконец, не стоит забывать, что жидкое стекло – это прекрасный клей. В былые времена этот клей назывался канцелярским, так как он хорошо клеит бумагу. С помощью силикатов можно приклеивать практически все ко всему: стекло к стеклу и керамике, керамику к керамике, бумагу, дерево, картон, металлы, кожу и многое другое.

Заливка жидким стеклом деревянного столаЗаливка жидким стеклом деревянного стола

Этим материалом можно заполнять швы и трещины, герметизировать сантехнику, затирать межплиточные швы, обеспыливать бетонные полы, добавлять в штукатурку для прочности, гидрофобности и жаростойкости.

Как правильно использовать жидкое стекло?

Это очень важный вопрос, для ответа на который недостаточно банальной инструкции по применению средства, нанесенной на этикетку. Учитывая разнообразность свойств и способов использования жидкого стекла, его нанесение своими руками требует знания пропорций, времени высыхания и прочих подробностей. Именно об этом мы хотим рассказать в данной главе.

Заливка жидким стеклом деревянного столаЗаливка жидким стеклом деревянного стола

Наиболее популярные растворы жидкого стекла

 Рассмотрим 5 наиболее популярных смесей с жидким стеклом:

Название Назначение Состав и рецепт приготовления
Смесь для гидроизоляции Обработка поверхностей защитным слоем от проникновения влаги Портландцемент М400 – 1 часть, просеянный речной песок – 1 часть, натриевый или калиевый силикат – 1 часть. Жидкое стекло предварительно растворить в воде, затем залить в цементно-песчаную смесь до получения необходимой консистенции. Готовый раствор сохнет очень быстро, срок жизни – 15 – 20 минут
Грунтовочный раствор Пропитка для пористых оснований перед выполнением основных работ Смешать жидкое стекло и цемент в соотношении 1:1. Сколько жидкого стекла и воды использовать, вы можете решать сами в зависимости от того, насколько глубоко необходимо проникать в поры. Чем больше воды – тем лучше проникает средство. Перемешивать лучше строительным миксером
Раствор с огнеупорными качествами Кладка каминов и печей, отделка дымоходов и прочих оснований, нагревающихся до высокой температуры Смешать портландцемент с песком в соотношении 1:3, затем добавить 2 части клея и перемешать. Перед тем как наносить, не забывайте о том, сколько сохнет такой раствор – не более 20 минут
Антисептик для дерева Пропитка и покрытие деревянных деталей для защиты от плесени и бактерий Растворить силикат в воде. Сколько добавлять воды решайте сами в зависимости от нужной консистенции. Средство не должно быть слишком вязким
Укрепляющая пропитка Заливка для придания бетонным стенам прочности. Используют на цоколях, фундаментах, подвалах и т.д. Расход клея – примерно 0.4 по отношению к воде. Тщательно перемешать до полного растворения. Наносить слоями с перерывом 2 – 3 часа

 

Важно! Жидкое стекло, в отличие от эпоксидной смолы, не требует отвердителя. Имейте в виду, средство начинает застывать сразу после того, как вы его извлекли из заводской тары. Жидкое стекло до и после извлечения из тары ведет себя очень по-разному.

Помните, что важно соблюдать правильные пропорции и не переусердствовать с количеством клея, иначе ваш раствор растрескается и будет нежизнеспособным. Также не стоит забывать о том, что время для применения таких растворов весьма ограничено, редко превышает 30 минут. В соответствии с этим готовить необходимо такое количество, которое вы успеете нанести за это время.

Заливка жидким стеклом деревянного столаЗаливка жидким стеклом деревянного стола

Какие есть бренды жидкого стекла на российском рынке?

Для удобства наших читателей мы попробуем составить рейтинг представленных на нашем рынке марок производителей жидкого стекла. Мы не пытаемся найти лучшее жидкое стекло, мы делимся информацией для размышления, а выводы каждый делает сам.

Заливка жидким стеклом деревянного столаЗаливка жидким стеклом деревянного стола

Популярные бренды

 Итак, на российском рынке можно без труда найти как отечественные, так и зарубежные бренды, среди которых выделяются такие: Goodhim, Body Glass, Ceramic Pro, Glass Guard, H9, Hi Tech, Krytex, Liquid, Nano-Tech, Sappolab, Silane, Silane Guard, Soft-99 и Willson Guard. Этого набора брендов вам будет вполне достаточно, чтобы выбрать необходимый вам материал, способный удовлетворит именно ваши потребности.

В России производство жидкого стекла контролируется ГОСТ 13078-81 Стекло натриевое жидкое. Технические условия.  Вилсон Гуард, он же Бади Гласс или Силан Гард – это японский полироль для автомобилей, который имеет оригинальный состав, прочитать о котором можно при условии знания японской письменности на упаковке.

Что выбрать для стройки?

 Нано Хай Текс – это покрытие для смартфона, которое защищает экран. Собственно, Силан и Нано Текс не имеют отношения к строительству, также, как и Керамик Про Н9, Критекс, Сапполаб и т.д. – это все полироли для авто, автокосметика, покрытия для экранов смартфонов и т.п. В лучшем случае с их помощью можно практиковать папертоль, но добавлять в бетон такие материалы слишком дорого и нецелесообразно.

GOODHIM – это российская марка, которая производит высококачественное строительное жидкое стекло на собственном заводе по наиболее современным разработкам, в том числе – собственным. Здесь соотношение цены и качества будет оптимальным.

Где купить жидкое стекло?

Купить силикаты в розницу можно как в Москве, так и в любых других городах России. Также их можно заказать оптом или поштучно через интернет на сайте производителя, так цена будет ниже. Это особенно важно, если вы живете в небольшом населенном пункте и не знаете, где купить хороший материал недорого.

Обработка жидким стеклом цементного полаОбработка жидким стеклом цементного пола

Сколько стоит жидкое стекло?

 Стоимость растворимых силикатов зависит от производителя, страны-поставщика, характеристик и состава материала, качества продукции, упаковки и размеров закупки.

Для удобства мы составили таблицу с ценами в Москве:

Название Характеристики Цена

 

GOODHIM Натриевое жидкое стекло PROF-F для бетона, дерева, штукатурки, камня, кирпича и обоев Канистра 15 литров – 800 р.

Доступна фасовка 1.5, 2.8 и 6 кг.

Диола Материал для обработки фундаментов, годится в качестве добавки в строительные смеси и бетоны Банка 700 г – 65 р.
AKRIMAX-ЭКО

 

Натриевый состав для строительства Ведро 3 кг – 150 р.
Оптимист Универсальный материал для всех видов работ Ведро 3 кг – 170 р.
Елабуга Универсальный материал для строительства Бутыль 7 л – 300 р.

 

Важно! Покупать жидкое стекло лучше всего напрямую у производителя, если такая возможность имеется. Некоторые компании, например, GOODHIM, предоставляет возможность заказа онлайн не только для оптовиков, но и для розничных покупателей. Вы будете точно уверены, что купили не подделку, сэкономите деньги и время на поездки по магазинам.

Заключение

Жидкое стекло, как мы могли убедиться – это проверенный временем и опытом поколений строительный материал. Наиболее широкое применение он нашел в строительстве, где используется как эффективная добавка в бетон и строительные смеси, а также как грунтовка и пропитка для дерева. Жидкое стекло отличается гидрофобными качествами, антисептической активностью и способностью проникать в поры материалов, кроме того, это отличный герметик и клей.

Обработка жидким стеклом цементного полаОбработка жидким стеклом цементного пола

Ответы на вопросы

Вопрос: Как правильно применять жидкое стекло в работе с бетоном?

Ответ: Для того, чтобы приготовить бетонный раствор для заливки в опалубку с добавлением жидкого стекла, необходимо выполнить следующую инструкцию:

  • Взять чистое ведро с питьевой водой, важно использовать воду без примесей.
  • Отмерить один стакан растворимого силиката и размешать его в приготовленной воде до полного растворения.
  • Полученную жидкость перелить в тару для замешивания бетона: корыто или таз.
  • Добавить в воду цемент, просеянный песок и щебень, постоянно помешивая. Пропорция зависит от марки бетона, которую вы стремитесь получить.
  • Размешать массу с помощью строительного миксера до однородной консистенции.
  • Залить бетон в подготовленную опалубку в течение ближайших 15 минут, иначе смесь схватится.
  • Помыть весь инструмент и тару.

Важно помнить, что перемешивать подобные смеси в бетономешалке нельзя, так как смесь схватится прямо в ней еще до конца замеса. Кроме того, необходимо учитывать, что время жизни подобного раствора ограничено 15 – 20 минутами.

Растворимые силикатные массы не считаются токсичными, однако попадание в глаза и на слизистые оболочки недопустимо. Попадание на открытые участки кожи также нежелательно, поэтому работать следует в робе с рукавами, перчатках и очках.

Не забивайте о том, что жидкое стекло в незастывшем состоянии хорошо горит, поэтому позаботьтесь об отсутствии вблизи работ источников открытого пламени и не курите рядом со смесью. После застывания масса становится негорючей и проявляет огнеупорные качества.

Рассчитывайте количество приготавливаемого раствора таким образом, чтобы успеть его выработать в течение 15 – 20 минут. Далее смесь станет непригодной для укладки в опалубку и будет нуждаться в утилизации. Желаем вам удачи в работе, будьте внимательны и не пренебрегайте инструкцией.

Жидкое стекло: виды, свойства и области применения

В ассортименте нестандартных материалов особое место занимает жидкое стекло. Многие слышали это название, но как он выглядит, знают единицы. Однако его история началась в далеком 1818 году в Германии, а его более привычное для слуха название – силикатный клей.

Состав материала

Полимерный материал представляет собой водный раствор стекловидных силикатов. Натриевое жидкое стекло обладает высокими огнезащитными показателями. Калиевое – отличается рыхлостью и повышенной гигроскопичностью. Высокая степень клейкости в сочетании с минеральными добавками способствует образованию прочной структуры вещества. Благодаря этому обеспечивается надежная защита от ультрафиолета и влаги обработанных поверхностей.

Однако формула жидкого стекла может меняться: встречаются варианты с силикатами лития. Такой материал чаще используется в качестве терморегулятора. Изменение дозировки компонентов меняет физико-химические свойства материала и его эксплуатационные характеристики. Такая особенность значительно расширяет сферу применения жидкого стекла.

Основные сферы применения полимера

Материал широко применяется в различных сферах деятельности. В производстве он может применяться в следующих вариантах:

  • Для организации производства замазок. Они применяются для обработки швов и различных стыков составляющих водопроводных либо канализационных систем.
  • Для изменения свойств лакокрасочных покрытий. Жидкое стекло делает его долговечным и устойчивым к различным атмосферным воздействиям.
  • Для изготовления моющих средств.
  • Согласно Госту 13078 81 стекло натриевое жидкое применяется в бумажной, мыловаренной и химической промышленности.

Существует несколько основных сфер применения жидкого стекла в строительстве:

  1. Для гидроизоляции фундаментов, бассейнов либо подвалов. При соединении полимера с бетоном вещество становится незаменимой грунтовкой для защиты поверхностей от чрезмерной влаги, губительно влияющей на большинство строительных материалов. Важно! При такой обработке дальнейшие этапы обработки (покраска) не проводятся.
  2. В качестве силикатного клея для улучшения качества бетона. Добавление его в цемент (как основной компонент бетона) усиливает защитные свойства производимого бетона к воздействию влаги.

В быту раствор используется:

  • Как декоративное покрытие для создания необычных текстур мебели. Наиболее распространено нанесение жидкого стекла на стол для кухни. В результате появляется глянцевые фактуры либо красочное оформление интерьера.
  • Применение жидкого стекла для пола позволяет декоративно оформить любое жилое помещение. Это может быть локальное нанесение на декоративные элементы либо полная заливка комнаты с использованием оригинальной подложки.
  • Как мощный антисептик для обработки различных поверхностей. Такая операция позволит забыть о проблемах с грибковыми поражениями и размножением болезнетворных микроорганизмов.
  • Для обработки ветвей и стволов деревьев. Покрытие жидким стеклом защитит насаждения от вредителей.
  • Для реставрации фарфоровых и керамических изделий.
  • Вместо клейстера для наклеивания обоев. Благодаря высокой степени адгезии он позволяет соединять разнородные поверхности и надежно их скреплять.
  • При монтаже ПВХ плитки либо линолеума во время ремонта.
  • Широко применяется скатерть «жидкое стекло» для кухонных поверхностей.
  • Для защиты тканей от огня. Ним пропитываются материалы.

Силикатный клей – доступный материал, который преобразит жилье и добавит уюта. Не так давно появилось и так называемое «жидкое стекло для телефона». Это специальная жидкость, которую следует нанести на очищенную поверхность стекла. Она защищает от мелких царапин и оберегает от воздействия влаги. Жидкость может использоват

характеристики материала, правила применения и рекомендации специалистов

Несмотря на появление на строительном рынке все новых и новых материалов, некоторые смеси продолжают использоваться в течение столетий. Один из таких материалов — жидкое стекло (иногда используют сокращение — ЖС). Причиной такого долголетия стало выгодное сочетание впечатляющих характеристик, простоты использования и приемлемой стоимости. Познакомимся с этим материалом поближе и выясним, что советуют профессиональные строители по его применению.

Жидкое стекло натриевоеЖидкое стекло натриевое

Общая характеристика материала

Жидкое стекло (другое название состава – силикатный клей) получил в 1818 году немецкий химик Я. Н. фон Фукс. Материал представляет собой раствор силиката натрия (или калия) в водно-щелочном растворителе. Этот прозрачный быстро кристаллизующийся клей знаком многим людям со школьных уроков труда. А вот о том, что жидкое стекло имеет широкое применение в строительстве и быту, осведомлены не все.

Силикатный клей хорошо прилипает ко многим поверхностям и после высыхания образует пленку, непроницаемую для воды. Материал дешев, поскольку массово выпускается промышленностью. В то же время, чтобы полностью раскрыть положительные свойства материала, важно правильно выбрать марку ЖС и наносить состав с соблюдением технологии.

Жидкое стекло на основе калия и натрияЖидкое стекло на основе калия и натрия

Разновидности жидкого стекла

Технология изготовления клея на основе солей кремниевой кислоты практически не изменилась за два столетия. Раньше жидкое стекло получали, растворяя чистый кремний в растворах щелочей. Сегодня в концентрированные растворы едкого натра (или гидроксидов калия, лития) помещают кремнезем и смесь нагревают при повышенном давлении.

От того, какая щелочь (натриевая, калиевая, литиевая) использовалась при растворении, зависят свойства полученного ЖС:

  • Главное преимущество натриевого ЖС – отличные показатели адгезии (способности прилипать) ко многим минералам и строительным материалам. Полученная после кристаллизации масса не плавится от нагрева, не горит и практически не боится деформации при механических нагрузках. Эти свойства обусловили большую популярность натриевого ЖС у строителей.
  • Силикатный клей на основе солей калия образует более рыхлую массу, которая отличается высокой гигроскопичностью. Состав также не боится огня, стоек к деформациям. Еще одна положительная особенность калиевого жидкого стекла в том, что обработанная им поверхность приобретает матовую текстуру и не дает световых бликов.

Встречаются также составы на основе силиката лития. Это более редкая разновидность, которая создает хорошую защиту обработанной поверхности от теплового воздействия.

Отечественная силикатная промышленность выпускает разновидности жидкого стекла на основе только одного вида щелочи. Но встречаются и многокомпонентные составы зарубежного производства. Они дороже отечественных, но в некоторых ситуациях показывают лучшие результаты.

Обработка шва бетонной конструкции жидким стекломОбработка шва бетонной конструкции жидким стеклом

Основные преимущества материала

Жидкое стекло – это прозрачная масса, которая немного напоминает по свойствам резину (она тягучая, пластичная и практически непроницаемая для воды). После нанесения на поверхность состав кристаллизуется. Образовавшееся покрытие обладает целым рядом положительных свойств:

  • Благодаря хорошей пластичности силикатный клей при нанесении заполняет любые трещины и поры на обрабатываемой поверхности. После засыхания и кристаллизации покрытие демонстрирует хорошую механическую прочность и адгезию к основанию.
  • Покрытие стойко к износу. При правильном нанесении слой жидкого стекла не потребует обновления в течение 5 лет.
  • Сквозь пленку жидкого стекла не может проникнуть влага. Материал допускается применять даже в помещениях с повышенной влажностью.
  • Пленка не растворяется в кислотах, не плавится и не пузырится при нагревании, не горит. Кроме того, на этом материале не могут развиваться плесневые грибки и бактерии.
  • Составы на основе силикатных солей стоят недорого. В сочетании с небольшим расходом (при правильном нанесении) это отличный вариант обработки материалов, не наносящий ущерба бюджету.
  • Жидкое стекло безопасно для человека. Состав не выделяет летучих соединений, не растворяется в воде. Такую отделку можно использовать в больницах, детских учреждениях и т. д.

Эти преимущества сделали ЖС популярным строительным материалом. Он применяется уже два столетия и вряд ли будет вытеснен со своих позиций в ближайшем будущем.

Загустевшее жидкое стеклоЗагустевшее жидкое стекло

Пара слов о недостатках

Как и у любого материала, у жидкого стекла есть некоторые недостатки. Главный из них связан с быстрым началом кристаллизации. Из-за этого при нанесении силикатного клея нельзя медлить. Кроме того, определить, сколько клея нужно наносить в каждом случае, как и куда именно накладывать следующую порцию, довольно непросто. Чтобы правильно выполнить покрытие этим материалом, нужен определенный опыт.

Составляя смету ремонта, обдумайте, будете ли вы работать с жидким стеклом самостоятельно или наймете специалиста. Первый вариант дешевле, но чреват напрасной тратой материала и низким качеством покрытия. Второй вариант требует дополнительных затрат на оплату работы профессионала.

Эти особенности необходимо учитывать, принимая решение о необходимости применения жидкого стекла при строительстве или в быту.

Сфера использования

Множество положительных свойств жидкого стекла позволили ему завоевать признание специалистов в самых разных отраслях строительства. Его применение в быту также многообразно.

Деревянная терраса, покрытая жидким стекломДеревянная терраса, покрытая жидким стеклом

Применение в строительстве

Жидкое стекло широко применяется при возведении конструкций жилых и промышленных зданий, а также при работе с внутренней отделкой:

  • ЖС не боится высоких температур, поэтому материал нашел применение при сооружении каминов и печей. Состав смешивается с огнестойким цементом и песком, полученный раствор используется для создания кладки. Получившиеся в итоге швы не боятся перепадов температур, что обеспечивает долгую службу печи.
  • Гидроизоляционные свойства силикатного клея нашли применение при строительстве сборных фундаментов, стен, заливке бетонных полов.
  • Разбавленным раствором ЖС грунтуют бетонные полы перед окрашиванием.
  • Используются различные разновидности жидкого стекла и при создании составов для герметизации стыков труб, отделки чердаков, подвалов и т. д.
  • Еще одно направление – изготовление разнообразных смесей, красок и паст. К примеру, ЖС входит в краску, которая защищает дерево от влаги и жара.
  • Силикатный клей – непременный компонент антисептиков для бетона и дерева. Входит он также в различные замазки, гидрофобизаторы, клей для плитки и т. д.

Покрытие для дерева на основе жидкого стеклаПокрытие для дерева на основе жидкого стекла

Использование в быту

Бытовое применение жидкого стекла не менее разнообразно. Вот основные направления использования этого материала:

  • При ремонте силикатный клей используется для крепления плиток ламината, листов линолеума, кафельной плитки. ЖС может применяться в чистом виде или входить в качестве компонента в клеевые смеси.
  • Востребовано жидкое стекло и в садоводстве. К примеру, слоем этого клея покрывают трещины и повреждения на древесных стволах. Силикатная пленка препятствует развитию болезнетворных бактерий и плесени.
  • С помощью составов на базе жидкого стекла склеивают разбитые изделия из фарфора, стекла, пластика, дерева.
  • В декоративной отделке помещений силикатный клей создает гладкие поверхности со стеклянным блеском.
  • В столярном деле силикатным клеем обрабатывают дерево, чтобы защитить его от влаги, плесени и перепадов температур.

Жидкая керамикаЖидкая керамика

Что лучше – жидкое стекло или керамика?

Однозначно сказать, какой из видов стеклоподобного покрытия лучше, трудно. Выигрывая у керамики по одним параметрам, жидкое стекло уступает по другим. Сравнивая эти два материала, можно получить следующие результаты:

  • По сроку службы оба материала практически не отличаются. Срок службы в зависимости от сферы применения – около 5 лет. Автомобильное покрытие придется обновлять каждый год, независимо от того, сделано оно на керамической или силикатной основе.
  • По степени защиты поверхностей от механического повреждения керамика надежнее, чем жидкое стекло. Однако прочности пленки силикатного клея также достаточно для решения большинства задач.
  • По декоративным качествам материалы также довольно близки. Оба вида покрытия обеспечивают блеск, напоминающий блеск стекла. При этом керамика несколько более плотна и хуже отражает световой поток.
  • По цене жидкое стекло выигрывает у керамики.

Таким образом, получается, что выбор материала зависит от имеющегося бюджета, поставленных задач и личных предпочтений.

Грунтовка бетонного пола жидким стекломГрунтовка бетонного пола жидким стеклом

Алгоритм нанесения жидкого стекла

Перед началом работы внимательно ознакомьтесь с инструкцией, приведенной на упаковке. Описываемый нами алгоритм представляет собой общий порядок действий и в некоторых случаях нуждается в небольшой корректировке.

Процесс создания покрытия на основе силикатного клея выглядит так:

  1. С основания удаляются все загрязнения: пыль, остатки старого покрытия, отколовшиеся кусочки. Задача этого этапа – убрать все, что может отвалиться вместе с силикатным клеем.
  2. Поверхность покрывается слоем грунтовки.
  3. После нанесения грунтовочной смеси делается перерыв на 30–60 минут, чтобы грунт хорошо просох. Затем наносится второй слой грунтовки и тщательно просушивается.
  4. Когда грунтовка высохла, можно приступать к нанесению жидкого стекла. Важно помнить, что масса за 20–25 минут кристаллизуется до такой степени, что нанесение станет невозможным. Поэтому лучше использовать за один раз небольшое количество состава и работать быстро.
  5. Силикатный клей наносят на поверхность и распределяют шпателем так, чтобы получить тонкий слой постоянной толщины.
  6. После нанесения важно дать жидкому стеклу полностью кристаллизоваться. Процесс может занимать от 24 часов до нескольких суток – в зависимости от разновидности клея, условий, в которых он сохнет, и толщины слоя.

Пока покрытие не высохло, крайне нежелательно подвергать его механическим воздействиям.

Советы опытных строителей

В работе с жидким стеклом есть несколько нюансов, которые постигаются только с опытом практического применения этого материала.

Полезные рекомендации от опытных строителей:

  • При нанесении жидкого стекла на бетонную плиту работу начинают только после того, как цементная масса полностью отвердеет и сформирует окончательную структуру. Если поторопиться с нанесением, ЖС ускорит высыхание бетона, но качество поверхности будет низким из-за расслаивания покрытия.
  • Чтобы состав глубже проник в поверхность, его наносят в несколько слоев (до 3). Нанеся первый слой, делают перерыв на полчаса. За это время произойдет первичное схватывание силиката, и новый слой не повредит предыдущий. Перед нанесением третьего слоя также делают перерыв на полчаса.
  • Покупая жидкое стекло, выбирайте сравнительно небольшие упаковки из прозрачного или полупрозрачного материала. Это позволит убедиться, что в смеси нет комьев, осадка, посторонних примесей. Такие включения указывают на низкое качество состава.
  • Обращайте внимание, указан ли на упаковке адрес производителя и торговое название. Отсутствие этой информации подозрительно.

Не стоит гнаться за дешевизной, выбирая клей. Как правило, наиболее дешевые смеси содержат небольшой процент силикатов, поэтому их свойства оставляют желать лучшего.

С помощью жидкого стекла можно решить множество задач. Чтобы материал в полной мере проявил свои положительные свойства, внимательно изучите порядок работы, тщательно выполняйте каждую операцию и не забывайте проверять промежуточные результаты своего труда на соответствие технологии. Тогда созданное покрытие прослужит долго и отлично защитит основу от влаги, температуры и механических повреждений.

что это такое, как пользоваться, характеристики и применение в строительстве и быту

Строительный рынок представлен огромным количеством практичных и эффективных материалов, которые применяются при проведении строительно-ремонтных работ. Одним из них является жидкое стекло, которое благодаря уникальной вязкой структуре и высоким эксплуатационным характеристикам используется для обустройства надежной гидроизоляции различных типов поверхностей.

Что такое жидкое стекло? Оно представляет собой водный щелочной продукт, созданный на основе силикатов натрия и калия. Существует другое название стекла – силикатный клей. Технология изготовления материала предусматривает плавление натриевых и калиевых солей при воздействии высокой температуры.

Содержание статьи

Разновидности жидкого стекла

Впервые жидкое стекло было изобретено немецким минерологом в начале 19-го века, с тех пор его первоначальный состав остается практически неизменным.

С использованием современных технологий производятся следующие типы стекла:

  • Натриевое стекло. Вязкий раствор на основе натриевых солей, обладает повышенной прочностью и адгезией с минералами различной структуры. Он устойчив к возгоранию, перегреву и деформациям.
  • Калиевое стекло. Продукт, разработанный на основе калиевых солей, обладает рыхлой структурой и высокой гигроскопичностью. Подобная поверхность исключает появление бликов, устойчива к перегреву и повреждениям.
  • Литиевое стекло. Раствор, который производится в ограниченных количествах, благодаря своей структуре обеспечивает термическую защиту любому основанию.

Все разновидности стекла относятся к категории монощелочных продуктов. Кроме того, существуют растворы комбинированного и комплексного типа импортного производства.

Свойства и преимущества материала

Внешне жидкое стекло напоминает тягучую резиновую массу, которая после затвердения создает прочную водонепроницаемую основу.

Выделяют основные свойства жидкого стекла:

  • водоотталкивающее – предотвращает проникновение воды;
  • антисептическое – защищает от образования опасных микроорганизмов и грибка;
  • антистатическое – препятствует образованию электростатического разряда;
  • огнеупорное – защищает от возгорания и негативного воздействия кислотосодержащих компонентов;
  • отвердевающее – обеспечивает повышенную прочность и износостойкость обработанного основания.

Подобные характеристики выявляют ряд существенных преимуществ материала:

  • быстрое заполнение мелких щелей и пор, защита деревянных и бетонных оснований;
  • создание прочной влагозащитной пленки;
  • невысокая стоимость и экономный расход материала;
  • длительный срок службы;
  • возможность проведения работ в помещениях с высоким уровнем влажности.

Использование жидкого стекла предусматривает соблюдение специальных правил:

  • Стекло не применяется для гидрозащиты оснований из кирпича.
  • Для повышения прочности стеклянной пленки необходимо использовать дополнительные варианты гидроизоляции.
  • Быстрое затвердевание материала требует опыта и навыков работы с ним.
  • До начала работ поверхность тщательно очищается от мусора и пыли. После чего обрабатывается грунтовкой глубокого проникновения. Далее выполняется грунтовка жидким стеклом с равномерным распределением по всей рабочей зоне.

Области использования жидкого стекла

Материал нашел свое применение во многих сферах человеческой деятельности – в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и быту.

Использование ЖС в строительстве

Благодаря высокой адгезии стекло все чаще используется в строительной сфере:

  • Для гидроизоляции подвалов, чердаков и фундаментов. Оно защищает бетон от повышенной влажности, ультрафиолетового излучения и возгорания.
  • Для гидроизоляции колодцев, скважин и бассейнов. В местах прямого контакта бетонной поверхности с водой материал обеспечивает надежную защиту от разрушения и деформации. Раствор наносится тонким слоем в несколько этапов на внутреннюю часть стен гидросооружений.
  • Для кладки отопительного оборудования – каминов и печей. Раствор готовится с добавлением огнеупорного цемента и песка.
  • Для производства декоративных материалов – замазок, гидрофобизаторов, красящих и клеевых составов.
  • Для изготовления антисептических составов, применяемых при обработке бетонных и деревянных оснований.
  • Для изготовления защитных растворов, используемых при обработке соединительных стыков в канализационных и водопроводных трубах.
  • Для производства прочных красок для дерева, устойчивых к воздействию влаги и высоких температур.

Гидроизоляционное стекло используется и как самостоятельный материал, и в качестве добавок при изготовлении пропиток и смесей.

Применение жидкого стекла в быту

Для чего нужно использовать ЖС в бытовой сфере? Универсальный материал, который применяется для следующего:

  • выполнение ремонтных работ – монтаж ПВХ-плитки, пластиковых панелей, линолеума;
  • производство герметизирующих составов для труб из металла;
  • повышение огнеупорных характеристик различных тканей;
  • сельскохозяйственные и садоводческие работы – обработка поврежденных стволов деревьев;
  • реставрационные работы – восстановление стеклянных, пластиковых, деревянных и фарфоровых поверхностей;
  • производство наливных трехмерных полов;
  • реставрация автомобильных кузовов;
  • декоративная отделка помещений при использовании потолков подвесного типа, зеркальной и керамической плитки, витражей и панно;
  • очистка кухонной посуды и утвари.

Приготовление растворов на основе жидкого стекла

Определившись с тем, что такое стекло в жидкой форме, можно рассмотреть варианты приготовления наиболее востребованных растворов на его основе.

Грунтовочный раствор

Из жидкого стекла можно приготовить грунтовочную смесь для обработки оснований различного типа. Для этого соблюдаются следующие пропорции:

  • 2 части цемента;
  • 2 части стекла.

В цемент добавляется требуемое количество воды, затем вводится стекло. Ингредиенты перемешиваются строительным миксером до получения тягучей смеси. Сколько сохнет готовая смесь? Продолжительность отвердения – 35 минут, поэтому обработка поверхностей начинается после приготовления смеси. Для нанесения используется мягкая кисть или валик.

Гидроизоляционное средство

Чтобы защитить поверхность от повышенной влаги, образования плесени и грибка, рекомендуется приготовить гидроизоляционную смесь. Для этого используется равное количество ингредиентов:

  • 3 части песка;
  • 3 части портландцемента;
  • 3 части стекла.

Ингредиенты необходимо разбавить с водой для получения густой смеси. Готовый раствор подходит для изоляции гидросооружений.

Огнеупорное средство

Этот раствор обеспечит защиту поверхностей от возгорания. Готовится в следующих пропорциях:

  • 1 часть цемента;
  • 3 части песка;
  • 20 % стекла от общего объема раствора;
  • вода.

Вначале замешивается цементно-песчаная смесь на воде, затем вводится стекло. Готовый раствор применяется для каминной и печной кладки.

Антисептический раствор

Антисептики на основе стекла предотвращают образование бактерий, грибка и плесени на бетонных, каменных и деревянных основаниях. Раствор готовится следующим образом:

  • 1 часть стекла;
  • 1 часть воды.

Для нанесения готового средства на поверхность используется мягкий валик.

Пропитывающее средство

Пропитка для обработки стеновых, потолочных и напольных поверхностей готовится следующим образом:

  • 450 г стекла;
  • 1 литр воды.

Как использовать готовый раствор? Обработка поверхностей осуществляется в несколько слоев, при этом каждый последующий наносится после полного высыхания предыдущего.

Важно! Для приготовления растворов вначале соединяются сухие ингредиенты, затем вводятся жидкие.

Рекомендации по использованию жидкого стекла

Как пользоваться жидким стеклом при гидроизоляции поверхностей? Пошаговая инструкция предусматривает соблюдение следующих этапов:

  1. Поверхность тщательно очищается от имеющихся загрязнений.
  2. При помощи кисти или валика наносится грунтовочная смесь.
  3. Спустя полчаса добавляется второй слой грунтовки. При этом важно соблюдать равномерное распределение смеси на поверхности.
  4. Готовится защитный раствор на основе цементно-песчаной смеси и жидкого стекла.
  5. При помощи шпателя раствор наносится на поверхность тонким слоем.

Важно! При выполнении работ рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты – спецовку, очки и резиновые перчатки.

Материал имеет продолжительный срок эксплуатации в условиях низких температур, поэтому допускается хранение в зимний период на открытом воздухе.

Благодаря высокой эффективности подобный материал имеет широкий диапазон использования. Так растворимое стекло на калиевой основе применяется для изоляции фундаментов, тогда как на натриевой – для защиты бетонных строений, гидросооружений, в садоводстве и бытовой сфере.

Имея представление о том, как сделать жидкое стекло и защитные составы на его основе, можно решить вопросы с гидроизоляцией поверхностей различных типов.

Жидкое стекло. Состав и свойства. Применение и особенности

Жидкое стекло – название водного раствора силиката калия или натрия, который широко используется в строительной сфере в качестве гидроизоляции или клеящего состава. Свое название материал получил благодаря внешнему сходству после высыхания со стеклом. Он также прозрачный, но при разбивании не распадается на режущие осколки.

Состав материала

Получение жидкого стекла осуществляется методом переплавки кварцевого песка с добавлением соды, сульфата натрия и угля. Данная технология очень напоминает производство обычного стекла. Существует две разновидности жидкого стекла в зависимости от химического состава: силикат натрия и силикат калия. Оба материала до момента застывания имеют прозрачную пастообразную консистенцию. Иногда они имеют зеленый или желтый оттенок.

Материал продается в различной таре. Это может быть банка на 200-400 мл, пластиковое ведро или большая бочка, объемом 200 л. Это позволяет его покупать как для промышленного применения, так и бытовых целей.

Стекло полученное на калиевой основе нашло применение в направлении производства лакокрасочных материалов, в частности силикатных красок. Оно увеличивает их химическую устойчивость, обеспечивает гладкость, высокую адгезию к поверхности, долговечность.

Жидкое стекло на натриевой основе в основном добавляется в строительные растворы, в частности бетон. Оно способствует увеличению их прочности. Стекло наделяет растворы антисептическими качествами. В них не развиваются микроорганизмы. Это очень важно во влажных помещениях.

Свойства жидкого стекла
Материал имеет широкий перечень важных качеств, позволяющих его использовать в строительной и других сферах. В первую очередь к ним относится:
  • Влагонепроницаемость.
  • Глубокое заполнение пор.
  • Антисептичность.
  • Электростатичность.
  • Термоизоляционность.

Материал может применяться в качестве влагозащитной пропитки для строительных материалов, что увеличивает срок их службы. При этом важно отметить несовместимость жидкого стекла с кирпичом. Стекло обладает антисептическими свойствами. Оно позволяет уничтожить бактерии, грибки, плесень. Стекло убивает их при нанесении сверху, и в дальнейшем препятствует повторному появлению. В связи с этим его часто изначально добавляют прямо в состав строительного раствора.

Материал является огнестойким. Обработанная им поверхность меньше склонна к воспламенению. Жидким стеклом пропитывают гаражные шторы. Это исключает их возгорания от попадания искр и окалины, к примеру, образуемых при работе электросварки. Обработанная им поверхность становится электростатичной.

Срок службы покрытия из жидкого стекла составляет не менее 5 лет. Уровень эффективности материала напрямую зависит от количества слоев его нанесения.  Жидкое стекло отличается от большинства аналогов более низкой стоимостью, поэтому существенно превосходит их по популярности. Однозначно оно не превосходит другие узкоспециализированные материалы, но обладает достаточными качествами для успешного применения в том или ином направлении.

Наличие запаса жидкого стекла позволяет его израсходовать в самых разных ситуациях, начиная от гидроизоляции, и заканчивая склеиванием древесины, керамики или даже изготовление предметов декора. Это один из самых универсальных строительных материалов.

Где применяется жидкое стекло

Материал выпускается в емкостях различного объема, в разной концентрации, что определяет сферы его применения. Стекло способно вступать в химическую реакцию с жидкими, твердыми и газообразными веществами. Оно увеличивает их клейкость и вязкость.

Примером универсальности материала может послужить обычный силикатный канцелярский клей. Он является слабой концентрацией жидкого стекла. Материал используется в самых разнообразных сферах, поэтому производится промышленностью в огромном количестве.

В основном его применяют в направлениях:
  • Строительства.
  • Производства красок.
  • Изготовления клеев.
  • Декорировании.
Использование в строительстве

Данная сфера применения жидкого стекла наиболее широкая. В основном материал ценится за качественную гидроизоляцию. Для этого его разбавляют водой в пропорции минимум 1:2. При такой консистенции он получается достаточно жидким для качественного проникновения в поры минеральной или древесной поверхности. Раствор глубоко впитывается внутрь, создавая поверхностную пленку, связанную с верхними слоями покрытого объекта. Раствором жидкого стекла обрабатывают фундаменты, чаши бассейнов, подвалы и прочие сооружения.

Жидкое стекло в огромном количестве используется промышленностью для производства стройматериалов. К примеру, он добавляется в затирку для заделки межплиточных швов. На его основе делают клей для линолеума и инженерной доски. Жидким стеклом восстанавливают старые ржавые коммуникации, в частности водонапорные башни. В этом случае он просто наливается изнутри резервуара. Состав растекается по ржавым стенкам, которые используются им в качестве формы. После застывания получается емкость с двумя стенками, внутренняя из которых является устойчивой к коррозии и чистой.

Применение жидкого стекла для гидроизоляции должно осуществляться с точным следованием концентрации растворения. К примеру, его разбавление 1:4 позволит получить на поверхность гладкую оболочку. Она эффективно отталкивает влагу, но является плохим основанием для окрашивания. Если же покраска необходима, то гидроизоляция проводится раствором 1:8. В таком случае он проникает глубоко в поры. В результате основание получается шероховатым, поскольку слегка проступает. Малая концентрация раствора исключает образование застывших наплывов материала, которые достаточно сложно убираются.

Для улучшения защитных качеств при обработке стен, полов, потолков и фасадов лучше наносить слабую концентрацию жидкого стекла, но большое количество раз. Это позволит связать поверхность изнутри, полностью перекрыв проникновение влаги в поры. При этом она укрепляется, становится более устойчивой к разрушению. Способ нанесения раствора значения не имеет. Можно использовать кисть, валик, пульверизатор.

В случае же использования материала для гидроизоляции бассейна, его лучше наносить толстым слоем, а не множеством тонких. В таком случае создается более износостойкое покрытие, адаптированное до постоянного нахождения в водной среде. Кроме этого чаша бассейна, пропитанная жидким стеклом, в покраске не нуждается.

Добавление жидкого стекла в строительные растворы обеспечивает их лучшую устойчивость к влажной среде. Его включают в состав бетона, особенно при заливке фундаментов в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Жидкое стекло нередко добавляют в цементные штукатурки, особенно используемые для отделки влажных помещений. Также оно увеличивает устойчивость фасадных штукатурок.

Бетон или штукатурка с жидким стеклом в составе, при условии его достаточной концентрации, не могут поражаться грибком и плесенью. Попадая на такую поверхность, их споры просто погибают.

Использование в качестве клея

Жидкое стекло обладает мощными склеивающими качествами. Его можно применять для соединения ДСП, ДВП, керамики, фанеры. Однако нужно отметить, что для этих целей лучше подходят узкоспециализированные клеящие составы. Зачастую они держат крепче и сохнут быстрее. Но любой специализированный клей под конкретный материал стоит дороже жидкого стекла. В связи с этим если требуется соединение среднего качества, то силикатный клей вполне приемлем.

Клеящие качества позволяют использовать пропитку жидким стеклом не только для гидроизоляции, но и укрепления верхнего рыхлого слоя поверхности. Им можно пропитывать бетонную стяжку для предотвращения образования на ее поверхности пыли по мере истирания. Частицы стяжки, пропитанные клеем, держатся между собой крепче, поэтому пыль образовывается в меньших количествах.

Жидкое стекло применяется для заклеивания сучков на живой древесине. Оно более эффективно, чем садовый вар. После спила ветки силикатный клей наносится на срез. Застыв, он препятствует проникновению влаги, воздуха. Он исключается испарение сока из ствола. Кроме этого пленка образованная жидким стеклом исключает развитие гнили. Она является надежной защитой от проникновения насекомых.

Бытовое применение

Свойства, которыми обладает материал, позволяют его использовать в быту. К примеру, им пропитывают ткани, для обеспечения их огнеупорности. Конечно, речь не идет об одежде, а о чехлах, театральных шторах и т.д. Вещество может даже использоваться для чистки посуды. К примеру, рекомендуют кипятить старые сковородки в растворе жидкого стекла приготовленного в пропорции 1:25. Правда длительность такого кипячения составляет 2 часа. Подобная обработка позволяет убрать копоть и жир, вернув сковороде абсолютную чистоту. От кипячения нагар размягчается и в дальнейшем просто стирается губкой.

Жидкое стекло используется в дизайне для изготовления наливных декоративных полов. Его применение обходится в разы дешевле, чем использование эпоксидных составов. Хотя нужно отметить, что последние в этом качестве более стойкие. Из жидкого стекла делают самодельные витражи. После застывания оно напоминает обычное стекло. Добавляя в состав колоранты можно менять его оттенок. Застыв, оно останется прозрачным.

Похожие темы:

Жидкое стекло – применение, отзывы, характеристики и правила использования

Жидкое стекло по праву признано уникальным материалом, который применяется в различных сферах. Широкое применение жидкое стекло нашло и в строительстве.

Характеристики материала

Что такое жидкое стекло? Если говорить научным языком, то это раствор силиката натрия и силиката калия, то есть в состав рассматриваемого строительного материала входят те же компоненты, что и в обычное стекло. Другое название этого материала – силикатный клей, что делает сразу понятным его применение.

Жидкое стекло обладает очень высокими клейкими свойствами и отличается теплопроводностью – этот материал часто используется при проведении теплоизоляционных работ. Изоляция, в процессе изготовления которой было использовано жидкое стекло, может выдерживать температуру до 1200 градусов по Цельсию!

Применение жидкого стекла

Жидкое стекло нашло применение в различных сферах деятельности человека, поэтому быстро и компактно перечислить все моменты его применения невозможно. Но есть те сферы, которые обязательно нужно упомянуть:

  1. Жидкое стекло используется для гидроизоляции. Этим материалом пропитывают и стены, и фундамент – жидкое стекло превращает такие поверхности в неподвластные воздействию влаги и перепадам температуры воздуха. Целесообразно применять данный материал при утеплении стен дома изнутри.
  2. Жидкое стекло – отличное антисептическое средство. На стенах и потолке жилых помещений, да и вообще разных поверхностей, часто можно увидеть грибок и плесень – это последствия воздействия влаги. Чтобы избавиться от этого неприятного и вредного для здоровья человека явления, нужно использовать различные средства по уничтожению грибковых колоний. Если же обработать жидким стеклом поверхность уже поврежденную плесенью/грибком, то они просто исчезнут. С этой целью жидкое стекло применяется при подготовке стен к поклейке обоев.
  3. Жидкое стекло отличается отменной адгезией. Это означает, что оно отлично склеивается с любой поверхностью. С помощью этого материала можно склеить абсолютно разные материалы – от картона до фарфора.
  4. Жидкое стекло в разы повышает влагоустойчивость и пожаробезопасность дерева, бумаги и керамики – их специально покрывают этим средством.

Если рассматривать жидкое стекло исключительно со стороны строительных работ, то с этим материалом можно изготовить многие смеси. Материал нашел применение в следующих процессах:

  1. Грунтовка с жидким стеклом. Используется для обработки поверхности перед покраской, нанесением обоев. Естественно, в чистом виде рассматриваемый вариант использовать нельзя – его просто смешивают с цементом в следующей пропорции: на 10 кг цемента берется такое же количество жидкого стекла. Сначала нужно смешать цемент с водой, а затем полученный раствор вливается в жидкое стекло.
  2. Раствор для гидроизоляционных работ. Нужно смешать в равных пропорциях цемент, песок и рассматриваемый материал. Полученную смесь можно использовать для гидроизоляционных работ любой сложности.
  3. Огнеупорный раствор. Сначала готовится цементно-песчаная смесь – на 1 часть цемента берут 3 части песка просеянного. Затем в полученную смесь добавляют немного жидкого стекла (примерно 20% от общего объема сухой смеси). Используют огнеупорный раствор с жидким стеклом для кладки каминов и печей.
  4. Защитное средство от грибка и плесени. Необходимо развести рассматриваемый материал в воде (пропорции 1:1). Используется полученный раствор в качестве антисептика для обработки деревянных, каменных, оштукатуренных и других поверхностей.
  5. Пропитка для обработки материалов в ходе подготовительных работ. Нужно будет 400 г жидкого стекла разбавить в литре воды и смазать поверхность два-три раза. Но учтите: каждый слой должен полноценно высохнуть и только после этого можно приступать к нанесению следующего слоя.

Жидкое стекло и бетон

Жидкое стекло для бетона – это улучшение качественных характеристик последнего материала. Рекомендуется добавлять рассматриваемый вариант в бетон для тех конструкций, которые будут подвергаться постоянному воздействию влаги – такой прием продлит срок эксплуатации бетонного изделия, предотвратит его разрушение. Не забывайте, что жидкое стекло обладает антисептическими свойствами и при добавке в бетон оно делает последний устойчивым к вредному воздействию грибка и плесени.

Важно: жидкое стекло очень быстро застывает (практически моментально), поэтому опытные строители предлагают не добавлять его в бетонный раствор, а пропитывать уже готовые конструкции.

Если бетонная конструкция предназначена для покраски, то использовать жидкое стекло для улучшения качеств основного материала нельзя. При высыхании рассматриваемый материал образует на поверхности любого предмета/изделия тонкую защитную пленку – нанести отделочный материал будет невозможно.

Применение жидкого стекла вне строительства

Используется жидкое стекло для гидроизоляции, повышения качественных характеристик сложных/тяжелых материалов и считается незаменимым в строительной сфере. Но этот уникальный материал нашел свое применение в других направлениях:

  • для укладки линолеума, плиток ПВХ;
  • для изготовления замазок, предназначенных для металлических труб;
  • для пропитки тканей и других материалов в целях понижение пожароопасности;
  • для проведения прививок деревьям – жидким стеклом обрабатывают раневую поверхность на стволе дерева;
  • для полировки – жидкое стекло делает практически любую поверхность абсолютно ровной и блестящей.


Использование жидкого стекла – это повышение качественных характеристик многих материалов, обеспечение гидроизоляции, теплоизоляции, автоматическое проведение антисептических работ.

Загрузка…

применение, виды, достоинства и недостатки

Если надо повысить герметичность фундамента, предотвратить разрушения бассейна или почистить посуду, на помощь придёт жидкое стекло. Применение данного состава весьма разнообразно. Чтобы добиться положительного результата, надо знать, каким образом его надо использовать в конкретной ситуации. Предлагаем разобраться в этом более подробно.

ФОТО: profundamenti.ru Жидкое стекло: широкие возможности для примененияФОТО: profundamenti.ru
Жидкое стекло: широкие возможности для применения

Читайте в статье

Состав и технические характеристики жидкого стекла в зависимости от вида

Жидкое стекло является щелочным водным раствором силикатов натрия, калия либо лития. Состав во многом определяет его технические характеристики. Выбирая подходящий вариант, стоит познакомиться с основными разновидностями жидкого стекла. Это позволит не ошибиться и обеспечить достаточный уровень защиты основания.

ФОТО: i.ebayimg.com Характеристики зависят от основыФОТО: i.ebayimg.com
Характеристики зависят от основы

Натриевое и калиевое

Жидкое натриевое стекло является бесцветной густой жидкостью с характерным желтоватым, иногда сероватым оттенком. Вязкость раствора может отличаться. На данную характеристику влияет процентное содержание основного вещества. Для получения желаемой консистенции используется вода. Позволяет сформировать покрытие, устойчивое к воздействию кислот, перегреву и деформации.

ФОТО: prorab-kraski.ru Натриевые стёкла обладают хорошими эксплуатационными характеристикамиФОТО: prorab-kraski.ru
Натриевые стёкла обладают хорошими эксплуатационными характеристиками

Раствор на основе калия демонстрирует высокие адгезионные и антисептические свойства. Его часто вводят в состав бетона в качестве добавки, предотвращающей появление грибка, плесени и других нежелательных образований в условиях повышенной влажности. Представляет собой густую прозрачную жидкость с желтоватым либо зеленоватым оттенком. Имеет вязкую, тягучую структуру без механических примесей. Отличается высокой гигроскопичностью. На формируемом покрытии отсутствуют блики.

ФОТО: ukrcommerce.com Калиевое жидкое стекло обладает хорошими антисептическими свойствамиФОТО: ukrcommerce.com
Калиевое жидкое стекло обладает хорошими антисептическими свойствами

Литиевое

Данный вид жидкого стекла получил ограниченное распространение. Его основу составляет гидроксид лития. Позволяет сформировать качественное сплошное покрытие на основаниях разного вида. Обладает хорошими адгезионными характеристиками. Отличается стойкостью к образованию трещин. Хорошо противостоит атмосферному воздействию.

Используется для получения качественного покрытия, обеспечивающего термическую защиту основания, в том числе в космосе. Разрабатывался для космических аппаратов нового поколения. Позволяет сформировать защитное покрытие терморегулируемой поверхности. Часто вводится в состав композиционных материалов в качестве антибликовой добавки.

ФОТО: dekoriko.ru Применение литиевых стёкол ограниченоФОТО: dekoriko.ru
Применение литиевых стёкол ограничено

Достоинства и недостатки жидкого стекла

У жидкого стекла достаточно широкая сфера применения. Этому способствует ряд неоспоримых преимуществ, к которым стоит отнести:

  • простоту приготовления раствора;
  • лёгкость нанесения;
  • возможность формирования прочной плёнки на основаниях практически всех видов для защиты от воздействия воды;
  • использование в качестве ремонтного материала для устранения трещин небольшого размера, появившихся на поверхности изделий из бетона, железобетона, дерева;
  • экономичность. Имеет невысокую стоимость при минимальном расходе;
  • возможность использования в помещениях с повышенной влажностью;
  • устойчивость к низкой температуре. Зимой состав может храниться вне помещения без потери свойств;
  • высокую проникающую способность. Возможно использование в качестве элемента, повышающего прочность рыхлого основания;
  • формирование покрытия, сохраняющего целостность при деформации основания;
  • удобство ухода. На поверхности не скапливается пыль. Масло и другие устойчивые загрязнения легко смываются;
  • создание термической защиты основания.
ФОТО: shop.uzex.uz Доступная стоимость – важное преимуществоФОТО: shop.uzex.uz
Доступная стоимость – важное преимущество

Из недостатков стоит отметить:

  • невозможность использования для защиты кирпичных оснований;
  • высокие требования к квалификации человека, формирующего покрытия. Жидкое стекло быстро сохнет и твердеет, что не всегда позволяет сформировать качественную плёнку;
  • непродолжительный срок службы сформированного покрытия. Через пять лет плёнка может потерять свои защитные свойства.
ФОТО: cedar-stuff.com Сформировать качественное покрытие сможет не каждыйФОТО: cedar-stuff.com
Сформировать качественное покрытие сможет не каждый

Жидкое стекло: применение в строительной отрасли

Сфера применения достаточно разнообразна. Это объясняет востребованность жидкого стекла в строительстве. Однако надо знать, особенности и порядок использования данного состава. В противном случае, добиться желаемого эффекта от его применения не получится.

ФОТО: rubankom.com В строительной отрасли материал находит широкое применениеФОТО: rubankom.com
В строительной отрасли материал находит широкое применение

Добавки для бетона

Применение жидкого стекла в качестве добавки для бетона требует особого внимания. Количество вводимого силикатного состава зависит от желаемой скорости твердения бетонного раствора и его характеристик. Чаще всего его смешивают с цементом марок М300 и М400. При этом, если количество жидкого стекла, добавляемого в цементно-песчаный раствор, составит от общего объёма:

  • 2%, его срок жизни 40 минут, после чего смесь начнет твердеть. Для полного высыхания бетона потребуются сутки;
  • 10%, скорость отвердевания значительно увеличится. Смесь начнет схватываться уже через 5 минут. Для полного высыхания будет достаточно 4 часов;
  • 50%, то бетонный раствор затвердеет через 1 – 2 минуты после замешивания. Благодаря данному свойству, стало возможным применение бетонного раствора для заделки трещин и ликвидации протечек.
Михаил Старостин

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

Задать вопрос

«Быстрое затвердевание оказывает негативное влияние на прочность бетонных конструкций и усложняет выполнение строительных работ. С учётом этого, количество вводимой присадки не должна превышать 5%.

«ФОТО: madebybaurley.files.wordpress.com Процент введённого жидкого стекла влияет на множество параметровФОТО: madebybaurley.files.wordpress.com
Процент введённого жидкого стекла влияет на множество параметров

Гидроизоляция различных оснований

Высокая стойкость к воздействию влаги даёт возможность использовать жидкое стекло для выполнения гидроизоляционных работ. Процентное количество добавки зависит от вида основания и условий эксплуатации.

Подвалы, чердаки, фундаменты

Чтобы защитить стены подвалов, чердаков и фундамент от негативного воздействия влаги, используется состав, при приготовлении которого жидкое стекло и вода смешиваются в соотношении 1 к 2. На поверхности основания формируется сплошной однородный слой. Для обеспечения достаточных эксплуатационных характеристик, основание покрывается двумя слоями.

ФОТО: megabud.com.ua Наносить жидкое стекло можно разными способамиФОТО: megabud.com.ua
Наносить жидкое стекло можно разными способами Михаил Старостин

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

Задать вопрос

«Жидкое стекло может наноситься и внутри, и снаружи здания.

«

При выполнении внутренних работ жидкое стекло вводят в цементный раствор из расчёта 1 л состава на 8–10 л смеси. Если работы будут выполняться снаружи, соотношение меняется: цемент, песок и добавка должны соотноситься 1,5×4×1,5. Количество добавляемой воды не должно превышать четверть от всего объёма.

ФОТО: stroyfora.ru Процент добавки стоит обязательно контролироватьФОТО: stroyfora.ru
Процент добавки стоит обязательно контролировать
Колодцы, бассейны, стыки труб

Состав для гидроизоляции колодца готовится путём смешивания в равных пропорциях цемента, песка и жидкого стекла. Количество добавляемой воды должно быть таким, чтобы приготовленный раствор по своей консистенции был сопоставим с жидкой сметаной.

ФОТО: vsevoda.ru Заделка швов выполняется бетонным раствором с определённым содержанием жидкого стеклаФОТО: vsevoda.ru
Заделка швов выполняется бетонным раствором с определённым содержанием жидкого стекла

Чтобы получить состав для гидроизоляции чаши бассейна, готовится раствор бетона, к которому добавляют 0,5 л жидкого стекла на каждый куб смеси. Чашу бассейна аккуратно обрабатывают, добиваясь формирования цельного покрытия. Проникнув внутрь материала, раствор полимеризуется, надёжно закупоривая поры. Для получения хорошего результата формируется два слоя.

Чтобы устранить трещины и замаскировать стыковочные швы, при приготовлении ремонтного состава между собой смешиваются: 1 кг цемента, 0,75 л воды и 50 г жидкого стекла.

ФОТО: bau-prom.ru Защищённая чаша бассейна прослужит дольшеФОТО: bau-prom.ru
Защищённая чаша бассейна прослужит дольше

Кладка отопительного оборудования

К растворам, используемым при кладке печей и каминов, предъявляются повышенные требования по жаропрочности. Чтобы добиться желаемого результата, следует смешать:

  • Цемент: 1 часть;
  • Песок: 3 часть;
  • Жидкое стекло 0,2 части.

После тщательного вымешивания получится тестообразная пластичная смесь с высокими эксплуатационными характеристиками. Она сможет надёжно зафиксировать кирпич.

Внимание! Чтобы получить огнеупорный раствор, приведенные компоненты следует смешать в соотношении 4×1,5×1,5.

ФОТО: ustanovka-pecheykaminov.ru Состав должен быть огнеупорнымФОТО: ustanovka-pecheykaminov.ru
Состав должен быть огнеупорным

Краски и замазки

Для повышения прочности и огнеупорности краски в их состав вводится небольшое количество жидкого стекла. Из-за особенности взаимодействия силикатных составов с красящими пигментами их использование существенно ограничено. Вместо силиката натрия обычно используется силикат калия, так как он позволяет получить более однородную смесь.

ФОТО: i.ebayimg.com Результат может отличаться от ожидаемогоФОТО: i.ebayimg.com
Результат может отличаться от ожидаемого

Жидкое стекло нередко используется как замазка для восстановления герметичности водопроводных конструкций. Вода и силикатный клей в этом случае смешиваются в соотношении 1 к 1.

ФОТО: static.tildacdn.com Для восстановления герметичности требуется минимум времениФОТО: static.tildacdn.com
Для восстановления герметичности требуется минимум времени

Клеевые составы

Жидкое стекло – универсальный клеевой состав, хорошо знакомый всем под названием «силикатный клей». Благодаря высоким адгезионным характеристикам, может использоваться для соединения самых разнообразных материалов. С его помощью можно скреплять картон, древесину, фанеру, ДВП, фарфор.

Михаил Старостин

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

Задать вопрос

«Для формирования качественного соединения следует использовать густой водный раствор.

«

Калиевое жидкое стекло используется в качестве клея для ковролина, линолеума и других рулонных материалов. Его основным преимуществом перед рядом других клеевых составов, например, ПВА, является невозможность появления плесени на поверхности покрытия после некоторого периода эксплуатации.

ФОТО: artc-alisa.ru Состав поможет защитить от плесениФОТО: artc-alisa.ru
Состав поможет защитить от плесени

Антисептические средства

Нередко жидкое стекло позволяет приготовить антисептическое средство. Для достижения желаемого эффекта процентное содержание воды и жидкого стекла должно быть равно. Возможна обработка деревянного, бетонного либо железобетонного основания.

ФОТО: treadsafesolutions.com Антисептические средства с жидким стеклом могут наноситься на разные основанияФОТО: treadsafesolutions.com
Антисептические средства с жидким стеклом могут наноситься на разные основания

Основные направления применения жидкого стекла в быту

Жидкое стекло в быту может использоваться для различных целей. В этом случае к составу и порядку его нанесения предъявляются определённые требования. Предлагаем познакомиться с основными направлениями применения.

ФОТО: orenburg-upakovka.ru Канцелярский клей используется для разных целейФОТО: orenburg-upakovka.ru
Канцелярский клей используется для разных целей

Ремонтные работы

Жидкое стекло просто незаменимо при выполнении ряда ремонтных работ. Благодаря своему составу и свойствам, оно позволяет надёжно соединять между собой фанеру, керамику, ДСП, картон, ДВП. Качество соединения останется неизменным даже через много лет. Однако для этого стоит сделать выбор в пользу концентрированного состава.

ФОТО: img.alicdn.com Возможно склеивание разных поверхностейФОТО: img.alicdn.com
Возможно склеивание разных поверхностей

Реставрация поверхностей

Жидкое стекло востребовано и при выполнении реставрационных работ. С его помощью восстанавливается целостность изделий и поверхностей из фарфора, стекла и керамики. Создаются красивые витражи и оригинальные мозаичные панно.

Внимание! С помощью жидкого стекла можно реставрировать только те поверхности, которые не будут контактировать с пищевыми продуктами.

ФОТО: 3.bp.blogspot.com Возможна реставрация различных основанийФОТО: 3.bp.blogspot.com
Возможна реставрация различных оснований

Пропитка тканей: надёжный способ повышения огнеупорных свойств

Предотвратить возгорание театральных занавесов, костюмов, портьер в общественных помещениях помогает обработка материи жидким стеклом. Для этого готовится раствор: к 1 литру воды добавляют 400 г стекла. Материя тщательно обрабатывается подготовленным раствором с помощью кисти. Делается это несколько раз для формирования прочной и надёжной плёнки. Все последующие слои наносятся после полного высыхания предыдущих.

ФОТО: rosy-blues.ru Специальная обработка повышает огнеупорные свойстваФОТО: rosy-blues.ru
Специальная обработка повышает огнеупорные свойства

Чистка посуды и утвари

С помощью жидкого стекла можно вернуть первозданный вид самой старой сковородке. Для этого потребуется ёмкость, объём которой большой этой самой сковородки. Готовится раствор, состоящий из 1 части жидкого стекла и 25 частей воды. Для этого силикатный клей растворяют в кипящей воде.

ФОТО: posudaguide.ru Сода усилит эффектФОТО: posudaguide.ru
Сода усилит эффект

Внимание! Для достижения оптимального эффекта кипятить сковородку надо около 2 часов.

Часть нагара при такой обработке уйдёт ещё в процессе кипячения. Остальное можно будет удалить с помощью металлической губки. Для усиления эффекта в приготовленный раствор можно добавить хозяйственное мыло и кальцинированную соду.

Аналогичным образом чистится любая другая посуда, изготовленная из металла, стекла или фарфора. Для удаления загрязнений в этом случае достаточно будет провести термическую обработку в течение 10 минут.

Более подробно процесс описан в следующем видео:

Защита стволов повреждённых деревьев

Чтобы после подрезки садового дерева в месте удаления ветвей не начались гнилостные процессы, срез следует обязательно обработать жидким стеклом. Благодаря формированию достаточно плотной воздухонепроницаемой корке, можно предотвратить гибель яблони, груши либо другого насаждения. Жидкое стекло также позволит восстановить целостность повреждённого ствола дерева.

ФОТО: proogorody.ru Срез надо защититьФОТО: proogorody.ru
Срез надо защитить

Жидкое стекло для повышения коррозионной стойкости автомобильных кузовов

Уникальные свойства материала значительно расширили его возможную сферу применения. Жидкое стекло предотвращает коррозионные процессы и увеличивает срок службы элементов кузова.

ФОТО: a.d-cd.net Кузов автомобиля надёжно защищёнФОТО: a.d-cd.net
Кузов автомобиля надёжно защищён

Делитесь в комментариях, приходилось ли вам использовать жидкое стекло. Довольны ли вы результатом применения?

Жидкое стекло поможет сказать «нет» сырости: где применение силикатного клея просто необходимо

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Свойства вещества: жидкости | Живая наука

Жидкое состояние вещества является промежуточной фазой между твердым телом и газом. Подобно частицам твердого тела, частицы в жидкости подвержены межмолекулярному притяжению; однако между частицами жидкости больше места, поэтому они не фиксируются на месте. Притяжение между частицами в жидкости поддерживает постоянный объем жидкости.

Движение частиц приводит к изменению формы жидкости.Жидкости будут течь и заполнять нижнюю часть емкости, принимая форму емкости, но не меняя ее объема. Ограниченное пространство между частицами означает, что жидкости имеют очень ограниченную сжимаемость.

Когезия и адгезия

Когезия — это склонность частиц одного типа притягиваться друг к другу. Эта когезионная «липкость» составляет поверхностное натяжение жидкости. Поверхностное натяжение можно рассматривать как очень тонкую «оболочку» частиц, которые сильнее притягиваются друг к другу, чем к окружающим их частицам.Пока эти силы притяжения не нарушены, они могут быть удивительно сильными. Например, поверхностное натяжение воды достаточно велико, чтобы выдержать вес насекомого, такого как шкипер. По данным Геологической службы США, вода — самая связная неметаллическая жидкость.

Силы сцепления максимальны под поверхностью жидкости, где частицы притягиваются друг к другу со всех сторон. Частицы на поверхности более сильно притягиваются к идентичным частицам внутри жидкости, чем к окружающему воздуху.Это объясняет тенденцию жидкостей образовывать сферы с наименьшей площадью поверхности. Когда эти жидкие сферы деформируются под действием силы тяжести, они образуют классическую форму капли дождя.

Адгезия — это когда между различными типами частиц существуют силы притяжения. Частицы жидкости не только притягиваются друг к другу, но и обычно притягиваются к частицам, составляющим емкость, в которой находится жидкость. Частицы жидкости вытягиваются над поверхностью жидкости по краям, где они контактируют со сторонами контейнера.

Комбинация сил когезии и адгезии означает, что на поверхности большинства жидкостей существует небольшая вогнутая кривая, известная как мениск. Наиболее точное измерение объема жидкости в градуированном цилиндре будет наблюдаться по меткам объема, ближайшим к нижней части этого мениска.

Адгезия также учитывает капиллярное действие, когда жидкость втягивается в очень узкую трубку. Один из примеров капиллярного действия — это когда кто-то берет образец крови, прикасаясь крошечной стеклянной трубкой к капле крови на кончике уколотого пальца.

Вязкость

Вязкость — это мера того, насколько жидкость сопротивляется свободному течению. О жидкости, которая течет очень медленно, говорят, что она более вязкая, чем жидкость, которая течет легко и быстро. Вещество с низкой вязкостью считается тоньше, чем вещество с более высокой вязкостью, которое обычно считается более густым. Например, мед более вязкий, чем вода. Мед гуще воды и течет медленнее. Вязкость обычно можно уменьшить, нагревая жидкость.При нагревании частицы жидкости движутся быстрее, позволяя жидкости течь легче.

Испарение

Поскольку частицы жидкости находятся в постоянном движении, они будут сталкиваться друг с другом и со стенками контейнера. Такие столкновения передают энергию от одной частицы к другой. Когда частице на поверхности жидкости передается достаточно энергии, она в конечном итоге преодолевает поверхностное натяжение, удерживающее ее по отношению к остальной части жидкости. Испарение происходит, когда поверхностные частицы получают достаточно кинетической энергии, чтобы покинуть систему.По мере выхода более быстрых частиц оставшиеся частицы имеют более низкую среднюю кинетическую энергию, и температура жидкости понижается. Это явление известно как испарительное охлаждение.

Летучесть

Летучесть можно представить как степень вероятности испарения вещества при нормальной температуре. Летучесть чаще является свойством жидкостей, но некоторые легколетучие твердые вещества могут возгоняться при нормальной комнатной температуре. Сублимация происходит, когда вещество переходит непосредственно из твердого состояния в газ, не проходя через жидкое состояние.

Когда жидкость испаряется внутри закрытого контейнера, частицы не могут покинуть систему. Некоторые из испарившихся частиц в конечном итоге вступят в контакт с оставшейся жидкостью и потеряют достаточно энергии, чтобы снова конденсироваться в жидкость. Когда скорость испарения и скорость конденсации одинаковы, чистого уменьшения количества жидкости не будет.

Давление, создаваемое равновесием пар / жидкость в закрытом контейнере, называется давлением пара .По данным химического факультета Университета Пердью, повышение температуры закрытой системы приведет к увеличению давления пара. Вещества с высоким давлением пара могут образовывать высокую концентрацию частиц газа над жидкостью в замкнутой системе. Это может стать причиной возгорания, если пар воспламеняется. Любой небольшой искры, даже если она возникает в результате трения между частицами газа, может быть достаточно, чтобы вызвать катастрофический пожар или даже взрыв. Администрация США по охране труда (OSHA) требует, чтобы паспорта безопасности материалов и данных содержали информацию о летучести и воспламеняемости жидкостей, чтобы предотвратить несчастные случаи.

Дополнительная литература

,

Промышленное стекло | Британника

Промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно является блестящим и прозрачным на вид и демонстрирует большую прочность при воздействии природных элементов. Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла.Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H. Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.

Обычно стекло образуется при охлаждении жидкого расплава таким образом, чтобы предотвратить упорядочение атомов в кристаллическое образование.Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное повышение жесткости жидкости до тех пор, пока атомы практически не замораживаются. более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в жидком состоянии. И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно изменяющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать стеклянные изделия непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, подается в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.

В этой статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов. В нем также описываются промышленные процессы производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история стекловарения с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную массу товарного стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термической плавки или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.

Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело». Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Стеклянные композиции и аппликации

Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках.Стекло, изготовленное исключительно из диоксида кремния, известно как кварцевое стекло или стекловидный диоксид кремния. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность в ультрафиолетовом свете. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная.Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».

Состав типичных оксидных стекол
оксидный ингредиент (массовые проценты)
стеклянная семья стеклянная аппликация кремнезем
(SiO 2 )
сода
(Na 2 O)
известь
(CaO)
глинозем
(Al 2 O 3 )
магнезия
(MgO)
кварцевый стекловидный Трубки печные, тигли плавильные кремниевые 100.0
силикат натриево-кальциевый окно 72,0 14,2 10,0 0,6 2,5
контейнер 74,0 15,3 5,4 1,0 3,7
колба и трубка 73,3 16,0 5,2 1,3 3.5
посуда 74,0 18,0 7,5 0,5
боросиликат натрия химическая посуда 81,0 4,5 2,0
силикат свинца-щелочного металла свинец «кристалл» 59,0 2,0 0,4
телевизионная воронка 54.0 6,0 3,0 2,0 2,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 57,0 0,01 10,0 16,0 7,0
стеклопластик «Е» 52,9 17,4 14,5 4,4
оптический «корона» 68,9 8,8
оксидный ингредиент (массовые проценты)
стеклянная семья стеклянная аппликация оксид бора
(B 2 O 3 )
оксид бария
(BaO)
оксид свинца
(PbO)
оксид калия
(K 2 O)
оксид цинка
(ZnO)
кварцевый стекловидный Трубки печные, тигли плавильные кремниевые
силикат натриево-кальциевый окно
контейнер след 0.6
колба и трубка 0,6
посуда
боросиликат натрия химическая посуда 12,0
силикат свинца-щелочного металла свинец «кристалл» 25.0 12,0 1,5
телевизионная воронка 23,0 8,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 4,0 6,0 след
стеклопластик «Е» 9,2 1,0
оптический «корона» 10.1 2,8 8,4 1,0

После кремнезема многие «натронно-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды) и известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка). К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло.Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. Раньше «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда и блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), А также большой рабочий диапазон температур. Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.

К другим стеклам на основе диоксида кремния относятся алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по термическим свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.

Без кремния

Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения. Как правило, это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.

Стаканы безоксидные

Фторидные стекла тяжелых металлов

Из неоксидных стекол фторидные стекла из тяжелых металлов (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако их также чрезвычайно трудно формировать и они обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.

Стеклянные металлы

Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов.Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно как Metglas (торговая марка). Применяется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.

Последним классом неоксидных некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются путем плавления вместе халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами из группы V (, например, мышьяк, сурьма) и группы IV (, например, германий) периодической таблицы.Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются истинными стеклами, поскольку они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.

В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно случайной атомной структуре. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).

Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных продуктов являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.

В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Из-за своей чрезвычайно высокой химической стойкости в море микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.

,

Промышленное стекло | Британника

Промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно является блестящим и прозрачным на вид и демонстрирует большую прочность при воздействии природных элементов. Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла.Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H. Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.

Обычно стекло образуется при охлаждении жидкого расплава таким образом, чтобы предотвратить упорядочение атомов в кристаллическое образование.Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное повышение жесткости жидкости до тех пор, пока атомы практически не замораживаются. более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в жидком состоянии. И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно изменяющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать стеклянные изделия непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, подается в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.

В этой статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов. В нем также описываются промышленные процессы производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история стекловарения с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную массу товарного стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термической плавки или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.

Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело». Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Стеклянные композиции и аппликации

Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках.Стекло, изготовленное исключительно из диоксида кремния, известно как кварцевое стекло или стекловидный диоксид кремния. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность в ультрафиолетовом свете. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная.Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».

Состав типичных оксидных стекол
оксидный ингредиент (массовые проценты)
стеклянная семья стеклянная аппликация кремнезем
(SiO 2 )
сода
(Na 2 O)
известь
(CaO)
глинозем
(Al 2 O 3 )
магнезия
(MgO)
кварцевый стекловидный Трубки печные, тигли плавильные кремниевые 100.0
силикат натриево-кальциевый окно 72,0 14,2 10,0 0,6 2,5
контейнер 74,0 15,3 5,4 1,0 3,7
колба и трубка 73,3 16,0 5,2 1,3 3.5
посуда 74,0 18,0 7,5 0,5
боросиликат натрия химическая посуда 81,0 4,5 2,0
силикат свинца-щелочного металла свинец «кристалл» 59,0 2,0 0,4
телевизионная воронка 54.0 6,0 3,0 2,0 2,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 57,0 0,01 10,0 16,0 7,0
стеклопластик «Е» 52,9 17,4 14,5 4,4
оптический «корона» 68,9 8,8
оксидный ингредиент (массовые проценты)
стеклянная семья стеклянная аппликация оксид бора
(B 2 O 3 )
оксид бария
(BaO)
оксид свинца
(PbO)
оксид калия
(K 2 O)
оксид цинка
(ZnO)
кварцевый стекловидный Трубки печные, тигли плавильные кремниевые
силикат натриево-кальциевый окно
контейнер след 0.6
колба и трубка 0,6
посуда
боросиликат натрия химическая посуда 12,0
силикат свинца-щелочного металла свинец «кристалл» 25.0 12,0 1,5
телевизионная воронка 23,0 8,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 4,0 6,0 след
стеклопластик «Е» 9,2 1,0
оптический «корона» 10.1 2,8 8,4 1,0

После кремнезема многие «натронно-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды) и известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка). К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло.Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. Раньше «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда и блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), А также большой рабочий диапазон температур. Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.

К другим стеклам на основе диоксида кремния относятся алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по термическим свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.

Без кремния

Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения. Как правило, это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.

Стаканы безоксидные

Фторидные стекла тяжелых металлов

Из неоксидных стекол фторидные стекла из тяжелых металлов (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако их также чрезвычайно трудно формировать и они обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.

Стеклянные металлы

Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов.Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно как Metglas (торговая марка). Применяется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.

Последним классом неоксидных некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются путем плавления вместе халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами из группы V (, например, мышьяк, сурьма) и группы IV (, например, германий) периодической таблицы.Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются истинными стеклами, поскольку они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.

В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно случайной атомной структуре. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).

Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных продуктов являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.

В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Из-за своей чрезвычайно высокой химической стойкости в море микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.

,

Промышленное стекло | Британника

Промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно является блестящим и прозрачным на вид и демонстрирует большую прочность при воздействии природных элементов. Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла.Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H. Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.

Обычно стекло образуется при охлаждении жидкого расплава таким образом, чтобы предотвратить упорядочение атомов в кристаллическое образование.Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное повышение жесткости жидкости до тех пор, пока атомы практически не замораживаются. более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в жидком состоянии. И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно изменяющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать стеклянные изделия непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, подается в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.

В этой статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов. В нем также описываются промышленные процессы производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история стекловарения с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную массу товарного стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термической плавки или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.

Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело». Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Стеклянные композиции и аппликации

Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках.Стекло, изготовленное исключительно из диоксида кремния, известно как кварцевое стекло или стекловидный диоксид кремния. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность в ультрафиолетовом свете. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная.Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».

Состав типичных оксидных стекол
оксидный ингредиент (массовые проценты)
стеклянная семья стеклянная аппликация кремнезем
(SiO 2 )
сода
(Na 2 O)
известь
(CaO)
глинозем
(Al 2 O 3 )
магнезия
(MgO)
кварцевый стекловидный Трубки печные, тигли плавильные кремниевые 100.0
силикат натриево-кальциевый окно 72,0 14,2 10,0 0,6 2,5
контейнер 74,0 15,3 5,4 1,0 3,7
колба и трубка 73,3 16,0 5,2 1,3 3.5
посуда 74,0 18,0 7,5 0,5
боросиликат натрия химическая посуда 81,0 4,5 2,0
силикат свинца-щелочного металла свинец «кристалл» 59,0 2,0 0,4
телевизионная воронка 54.0 6,0 3,0 2,0 2,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 57,0 0,01 10,0 16,0 7,0
стеклопластик «Е» 52,9 17,4 14,5 4,4
оптический «корона» 68,9 8,8
оксидный ингредиент (массовые проценты)
стеклянная семья стеклянная аппликация оксид бора
(B 2 O 3 )
оксид бария
(BaO)
оксид свинца
(PbO)
оксид калия
(K 2 O)
оксид цинка
(ZnO)
кварцевый стекловидный Трубки печные, тигли плавильные кремниевые
силикат натриево-кальциевый окно
контейнер след 0.6
колба и трубка 0,6
посуда
боросиликат натрия химическая посуда 12,0
силикат свинца-щелочного металла свинец «кристалл» 25.0 12,0 1,5
телевизионная воронка 23,0 8,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 4,0 6,0 след
стеклопластик «Е» 9,2 1,0
оптический «корона» 10.1 2,8 8,4 1,0

После кремнезема многие «натронно-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды) и известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка). К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло.Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. Раньше «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда и блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), А также большой рабочий диапазон температур. Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.

К другим стеклам на основе диоксида кремния относятся алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по термическим свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.

Без кремния

Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения. Как правило, это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.

Стаканы безоксидные

Фторидные стекла тяжелых металлов

Из неоксидных стекол фторидные стекла из тяжелых металлов (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако их также чрезвычайно трудно формировать и они обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.

Стеклянные металлы

Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов.Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно как Metglas (торговая марка). Применяется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.

Последним классом неоксидных некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются путем плавления вместе халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами из группы V (, например, мышьяк, сурьма) и группы IV (, например, германий) периодической таблицы.Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются истинными стеклами, поскольку они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.

В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно случайной атомной структуре. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).

Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных продуктов являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.

В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Из-за своей чрезвычайно высокой химической стойкости в море микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *