Жидкое стекло цемент свойства

В каких пропорциях смешиваются жидкое стекло и цемент

Использование жидкого стекла при приготовлении строительных смесей на цементной основе является распространенной практикой. Оно представляет собой водный силикатный раствор, способный ускорить затвердевание бетона и усилить его водонепроницаемость. Как следствие, жидкое силикатное стекло используется при гидроизоляции бассейнов и колодцев, приготовлении штукатурных смесей с высокой адгезией, грунтовочных составов. Но его включение в обычный бетон оправдано не всегда, а лишь в условиях ограниченных сроков строительных работ, причем каждый случай требует отдельного рассмотрения. Также важно выдерживать определенное соотношение жидкого стекла для добавления в цемент, так как при превышении своей доли, силикатные клеи способны как улучшить, так и ухудшить его свойства.

Влияние на раствор

Для получения жидкого силиката необходимо развести натром сплав соды с песком и молотым кремнеземом. Полученный состав существенно влияет на сроки затвердевания цемента, которые напрямую зависят от используемых пропорций. Для сравнения:

Процентная доля жидкого силиката	Начало схватывания, мин	Время полного высыхания, ч
0	60	Не менее 7 суток
2	40	24
5	30	16
8	15	8
10	5–7	4

На практике — не рекомендуется вводить более 5 % жидкого силикатного стекла. Превышение пропорции делает бетон трудноукладываемым, существует риск его застывания прямо в емкости. Эта добавка в большом количестве приводит к ухудшению прочностных характеристик цементного раствора. Для часто используемой цементно-песчаной смеси в пропорции 1:3 и с соотношением В/Ц = 0,58 падение прочности, в сравнении с бездобавочными, составляет:

Прочность бетона в % отношении от бездобавочного	Доля растворимого стекла, %
	0	4	8	12	16
На 7 сутки затвердевания	100	108		157,6	137,5
На 28		76,6		74,4	72,5

То есть, в течение первой недели искусственный камень становится более твердым, чем обычно, но через месяц он теряет до 25 % своих полезных свойств. Именно по этой причине силикаты не вводят в бетон для заливки фундаментов и несущих конструкций. Возникает вопрос: сколько добавлять жидкого стекла в цементный раствор, чтобы оно стало полезным? Специалисты советуют придерживаться пропорций в пределах 3 % от общей массы, в крайнем случае — 5. Причем смешивать бетон с силикатами рекомендуют лишь при ограниченных сроках проведения работ и для небольших конструкций.

Повышение водонепроницаемости и жаропрочности

Ощутимый положительный эффект при соединении жидкого стекла и цемента проявляется в усилении гидроизоляционных свойств. Добавление силикатов устраняет пористость бетона и снижает его водопроницаемость, поверхность становится устойчивой к грибку и плесени. Но все это актуально при условии ввода небольшой доли примесей в крупнофракционные составы (в пределах 3 %). Это связано с тем, что жидкое силикатное стекло со временем вымывается водой и при нарушении рекомендуемых пропорций бетон подвергается разрушению от влаги.

Еще одно полезное свойство добавки используется для получения жаропрочного искусственного камня. Структура обычного бетона разрушается при превышении температуры в 200 °C. Ввод жидкого стекла в количестве 29–34 % увеличивает жаропрочность с 1000 до 1400 °C. Такие смеси используются для изготовления и кладки блоков промышленных объектов. В частном строительстве добавка вводится в обмазочные растворы для печей, каминов, дымоходов.

Силикат натрия незаменим при проведении аварийных или срочных работ на объектах с частым взаимодействием с водой: бассейнах, гидросооружениях, канализационных сетях (за исключением пластиковых труб). Он вводится в цементный раствор в соотношении не меньше чем 1:10, в особо тяжелых случаях его доля достигает 50 %. Качество заделанного отверстия или шва временное, но зато состав схватывается за считанные минуты и в условиях неосушенного участка. Во всех других (неаварийных) случаях доля стекла зависит от функционального назначения смеси. В частной практике жидкое стекло рекомендуют развести с цементом для:

• Приготовления смесей для отделки стен снаружи.
• Создания кладочного раствора для подвалов, погребов, смотровых канав или других объектов, нуждающихся в защите от влаги.
• Гидроизоляции бассейнов и колодцев, стен, потолочных перекрытий.
• Грунтовки поверхности бетонной стяжки.

Во многих рецептах доля силикатных добавок рассчитывается исходя из объема цемента. При замесе водостойких штукатурок лучше использовать цементно-песчаную смесь в соотношении 1:2,5 и развести ее водой с уже растворенными 15 % жидкого стекла. Для гидроизоляции бассейнов, стен и потолочных перекрытий необходимо смешивать одну часть силикатов с десятью простого раствора. Защитные материалы для колодцев готовятся в пропорциях 1:1:1 (цемент: песок: стекло), вода добавляется до достижения консистенции густой сметаны. На практике для замеса составов для гидроизоляции используется такая мера, как литр. Пример: 1 л стекла на 8–10 л (1 ведро) цементного состава.

При приготовлении обычного бетона для заливки строительных конструкций долю силикатов не рекомендуется превышать более, чем на 3 %, особенно при возведении фундаментов. Другое дело — грунтование, в этом случае цемент смешивается с растворимым стеклом в равных пропорциях, песок не используется вообще. Вода берется из расчета 25 % от веса силиката натрия. В данном рецепте вначале необходимо развести цемент и уже полученную смесь порциями, при непрерывном перемешивании ввести в емкость со стеклом.

При приготовлении огнеупорных обмазочных растворов цемент, жидкое стекло и песок смешиваются в пропорциях 1,5:1,5:4. Вода берется в объеме, не более 25 % от общей массы добавки, способ схож с вышеуказанным. Вначале песок и цемент тщательно смешиваются и разбавляются, и лишь потом — вводятся в стекло.

Обязательным условием является непрерывное перемешивание. Этот рецепт подходит также для защиты конструкций из бетона от контакта с кислотными средами.

Как смешивать с цементом?

Важно помнить, что время застывания смесей с силикатными добавками обратно пропорционально их общей доли. Составы с 50 % содержанием последних твердеют за 5–7 минут, поэтому их замешивают малыми порциями и очень быстро используют. Добавлять жидкое стекло в уже готовый раствор не рекомендуется (за исключением специальных рецептов). В случае использования этой примеси в малых пропорциях, для ускорения времени застывания лучше всего сначала развести ее с водой и уже потом смешивать с цементно-песочной смесью. Работы проводятся в перчатках, также берегут глаза, несмотря на нетоксичность материал опасен для слизистых оболочек.

Важным нюансом является использование чистой питьевой воды без кислотных и щелочных примесей. При приготовлении составов с большой долей жидкого стекла последнее не всегда удается развести. В этом случае вначале делают смесь из цемента и песка, которая малыми порциями добавляется непосредственно в строительный клей (или наоборот). Главное — обеспечить как можно более тщательное перемешивание в течение минимального промежутка времени, для этих целей хорошо подходит дрель.

Источник

Зачем нужно жидкое стекло: секреты использования и область применения?

Современный рынок строительных материалов изобилует всевозможными смесями, содержащими сложные активные добавки. Однако среди всего этого есть материалы, которые остаются популярными веками например жидкое стекло – один из них. Его в строительстве применяют повсеместно, а иногда его и вовсе нечем заменить. Одно из достоинств – низкая себестоимость, что также является фактором выбора миллионов строителей по всему миру. Каждый, кто хочет стать профессионалом в строительстве, должен уметь им пользоваться.

Жидкое стекло: история возникновения и состав

Что такое жидкое стекло вы можете не знать, но пользовался им каждый. Хотя бы раз вам приходилось пользоваться силикатным клеем. Он продается в любом магазине канцелярских товаров. А ведь это и оно и есть. Удивительно то, что более двухсот лет тому назад люди разработали состав, который по сей день не менялся. А родиной изобретения является Германия. Там жил химик Ян Непомук фон Фукс, который занимался изучением силикатов и их свойств. Именно он смешал щелочной силикат с кремниевой кислотой.

В результате реакции наблюдалось схватывания смеси. Итог – формирование вязкой субстанции. Но если ее оставить на открытом воздухе, образуется твердое вещество, похожее на стекло, так как остается прозрачным. Однако производственный процесс выглядит сложнее, ведь составляющие приходится получать дополнительно. В чистом виде в природе они не встречаются. Требовалось разогреть кварцевый песок до полного расплавления. Применялись стеклоплавильные печи. Но после добавляли уголь и соду (сульфат натрия).

Состав жидкого стекла до сих пор неизменен. Однако печи стали усовершенствованные. Сейчас это автоклав, где точка кипения субстанции выше, что позволяет добиться лучших характеристик готового продукта. Но главное, что спустя два века эта технология до сих пор работает, и заменять ее другой, более дорогостоящей нет смысла. Жидкое стекло – это материал, используемый не только в строительстве. Есть масса производств, где требуется улучшить качество производимой продукции, и оно прекрасно дает это сделать практически без удорожания.

Характеристики жидкого стекла

Есть целый перечень достоинств данного материала. В список входит:

• Гидрофобность. После застывания не боится воды. Поэтому обработанные поверхности не поддаются воздействию влаги, коррозии, гниению.
• Антистатичность . Будучи твердым не электризуется. Если нанести смесь на поверхность детали, она обреете антистатические свойства.
• Термоизоляция. Малая тепловодность – причина уникального свойства сохранят тепло. Поэтому часто добавляют жидкое стекло в раствор (кладочный, для стяжки).
• Огнеупорность. Это способность нейтрализовать действие высоких температур. Сам материал не горит, не токсичен, химически нейтрален, экологически безопасен.
• Антисептичность. Это действительно антисептик. В жидком состоянии смесь убивает паразитов, и не дает им появиться в течение срока эксплуатации конструкции.

Среди сфер использования жидкого стекла применение в строительстве и промышленности определяется способностью заполнять нежелательные пустоты. Раковины, трещины, пазухи, заполненные силикатом, не увеличиваются со временем, не аккумулируют воду, и как следствие сохраняет морозостойкость монолита, если речь идет о бетонной поверхности.

Виды жидкого стекла

Принципиально состав может отличаться только вводимой добавкой, которую изготавливают на основе натрия, калия или лития. Соответственно различают и три различных типа продукции. Свойства жидкого стекла (калиевого K2O(SiO2)n, натриевого Na2O(SiO2)n, литиевого Li2O(SiO2)n) отличаются. Литий используется редко.

Основными являются два первых вида. Именно их можно встретить на прилавках строймаркетов. Именно они используются в строительстве и даже в быту. Поэтому необходимо рассмотреть данные типы более детально, и научиться распознавать, в каких случаях требуется то или иное соединение.

Жидкое натриевое стекло

При таком составе субстанция отличается повышенной вязкостью. Визуально он отличается неярко выраженным сероватым оттенком без видимых включений. Благодаря вяжущим свойствам одной из сфер применения является производство различных клеев, которые используют для организации гидроизоляционного покрытия. Как работать с жидким стеклом знает каждый профессиональный строитель. И, если нужно дополнительно защитить конструктив от влаги и воды, этот материал незаменим. Более того, железобетонная конструкция становится огнеупорной, и ее прочность повышается.

Жидкое калиевое стекло

Этот вид стал бы прекрасной альтернативой, если бы не более высокая стоимость производства. Смесь также тягучая, вязкая, клейкая. Только теперь она имеет едва заметный зеленоватый оттенок. Себестоимость повышается из-за сложности работы с калиевыми соединениями. С другой стороны этот состав обладает отличными бактерицидными свойствами. Материал не является благоприятной средой для поселения грибков, плесени, бактерий. Кроме того, благодаря химической нейтральности применение жидкого стекла в строительстве обусловлено необходимостью защитить сооружения от дождя, воздействию агрессивных сред, тумана, росы и т.д. Лакокрасочная продукция с этим компонентом отличается особым глянцем и блеском.

Область применения

Абсолютно естественно, что такой широкий спектр достоинства нашел применение в различных сферах деятельности человека. Сейчас обширное использование жидкое стекло нашло в таких областях:

• Черная металлургия. Изготавливают, например, керамические флюсы и литейные формы. Электроды для электросварки обрабатывают именно силикатом. А при производстве сплавов жидкое стекло – связующий компонент.
• Машиностроение. Часто требуется антипригарное лакокрасочное покрытие. Деликатные соединения также обеспечиваются с помощью этого клейкого вещества. Краска на жидком стекле формирует на поверхности антинагарный слой.
• Строительная сфера. Производят жароупорные материалы (бетоны и растворы), цеолиты и катализаторы.
• Химическое производство. Лаки и краски – только вершина айсберга. Даже в стиральном порошке есть этот компонент, как и в большинстве чистящих и моющих средств. А конструкции, работающие в кислой среде, нуждаются в дополнительной защите, что также обеспечивается силикатами.
• Циллюлозно-бумажное производство. В данном случае применение силиката необходимо для склеивания, а также выпуска глянцевой гладкой бумаги.

Применение жидкого стекла в быту заключается не только в использовании силикатного клея для бумажных листов. Делая ремонт, каждый, кто желает придать конструкциям дополнительную прочность, влагозащитность, бактериальную безопасность, жаростойкость, обязательно покупает этот компонент.

Применения в строительстве

Если говорить о конкретных этапах возведения конструкций, применяется жидкое стекло для следующих видов работ:

• Устройство гидроизоляции подземных коммуникаций (тоннелей, колодцев). Вы сможете уберечь подвал и цокольный этаж от воздействия влаги.
• Защита фундамента от грунтовых вод в случае их неглубокого залегания.
• Организация гидроизоляции перекрытий и наружных стен.
• Укладка декоративного покрытия – керамической, кафельной плитки.
• Устройство бассейна, искусственного водоема, резервуара.
• Затирка шва между кирпичом, камнем, керамогранитом, облицовочной плиткой.

• Изоляция колодцев с питьевой водой. Не появляется грибок, плесень.

Даже отмостка вокруг дома или дорожки на приусадебном участке прослужат на 8-10 лет дольше, так как раствор обретет гидрозащиту, что послужит причиной увеличения морозостойкости.

Когда для кладки используется жидкое стекло, способ применения заключается в том, что при условии сохранения правильных пропорций оно вводится в состав кладочного цементно-песчаного раствора. Тогда даже при сильном нагреве, как в случае с каминной кладкой, швы не растрескаются.

Если же требуется покрыть деревянные конструкции, его смешивают с окисью хрома, охрой или суриком. Такое покрытие не выцветает под действием влаги и не выгорает на солнце. Когда же требуется покрыть поверхность пленкой, делают водный раствор.

Применение в строительных смесях

Большой популярностью пользуются бетоны и растворы, в состав которых входит данный компонент. Цементно-песчаная смесь может использоваться для следующих видов общестроительных работ:

• Обработка несущих конструкция, перегородок, пола и потолка на этажах, расположенных на минусовой отметке.
• Устройство фундамента, цокольного этажа зданий, находящихся на участке вблизи водоемов или там, где на небольшой глубине залегают грунтовые воды.
• Строительство сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности: бани, сауны, бассейны, искусственные водоемы.

Также благодаря характеристикам жидкого стекла его успешно применяют при выкладке и облицовке дымоходов. Высоких температур оно не боится. Раствор не трескается, труба не сыпется, не трескается.

Как приготовить раствор с жидким стеклом

Решив использовать жидкое стекло как обязательный компонент строительной смеси, необходимо придерживаться технологии приготовления раствора. При этом главным фактором является его целевое назначение:

• Гидроизоляция. На одну меру песка берут столько же цемента, и столько же силикатного клея. При этом важно сразу же добавить воды и вымесить раствор до однородной консистенции. Застывает он быстро, и выработать придется всего за 10-15 минут. Потом он схватится. Поэтому большой объем не делают.
• Грунтовка. Цемент с силикатом смешивают 1:1. Тут же добавляют воду, постоянно перемешивая смесь. При этом она должна быть достаточно жидкой, чтобы можно было работать кисточкой или валиком. В итоге на поверхности образуется водонепроницаемая пленка, препятствующая действию воды.
• Антисептик. Просто добавьте в стекло воды в пропорции один к одному. Сразу после вымешивания смесь можно наносить на деревянные, бетонные, кирпичные конструкции, что позволит защитить их от действия вредоносных микроорганизмов, плесени, грибка.
• Огнеупорный раствор. На одну долю портландцемента М500 Д0 необходимо израсходовать три доли речного промытого песка. Туда же вводят две доли силикатного клея. После затворения водой раствор готов к применению. Некоторые печники заменяют часть кварцевого песка динасовым или шамотным.
• Смесь для укрепления конструкций. На 1 литр чистой воды приходится 0,4 кг жидкого стекла. После полного растворения полученное вещество наносят кистью или валиком на бетонную конструкцию послойно. Количество слоев – от 3 до 5. Перед нанесением следующего основе дают полностью просохнуть.

Чтобы субстанция была однородной, используйте строительный миксер или как минимум дрель со специальной насадкой для перемешивания. Руками это можно не успеть сделать, так как ввод жидкого стекла приводит к сокращению времени схватывания.

Применение в быту

При производстве сантехнических работ важно, чтобы все соединения были герметичны. Жидкое стекло – отличный герметик. Просто нанесите его на резьбу или фланец, соедините элементы, закрутите резьбу, удерживайте их в одном положении в течение нескольких минут. Так можно сделать герметичным водопровод и канализацию. Ограничение – газовые трубы. Здесь лучше пользоваться специализированными методами.

Также можно на силикат клеить, например, линолеум. Многие пользуются ПВА или Бустилатом, но они не в состоянии защитить от бактерий, грибка, плесени. В больших залах для торжеств, в театрах и других местах, где есть массивные шторы, текстиль обрабатывают стеклом, что не только защищает ткань от пыли, сохраняя привлекательный внешний вид. Силикат не горит, и в случае возгорания не даст шторам вспыхнуть.

В некоторых случаях лучше именно этим клеем соединять изделия из глины или керамики, деревянных брусков, кожи, резины, картона, фанеры, листов ДВП или ДСП. Даже посуду можно чистить стеклом (жидким, естественно). Для этого разведите его водой в пропорциях 25:1, опустите пригоревшую сковороду, кипятите 2 часа. Затем счистите отставший нагар обычной губкой. Если нужно очистить фарфор или стекло, время кипения уменьшают до 10 минут.

Преимущества и недостатки

К числу достоинств относится:

1. Способность проникать в микроскопические щели, трещины и раковины обрабатываемой поверхности.
2. Стоимость минимальна. Если даже использоваться силикат в качестве добавки, это незначительно увеличивает себестоимость.
3. Срок, в течение которого сохраняются защитные свойства – 5 лет. Если же нанесено несколько слоев, этот период увеличивается до 8-10 лет.
4. Высокая адгезия позволят применять данный материал в условиях повышенной влажности.
5. Обеспечивает дополнительную прочность, не позволяя ей снижаться под действием агрессивных сред.
6. Кроме того, этот материал является одним из самых безопасных с экологической точки зрения.

Однако есть и ряд недостатков:

1. Слой покрытия хрупкий, подвержен излому при деформации.
2. Запрещается обработка предметов изготовленных из органического сырья.
3. Поверх силиката не получится качественно нанести краску.Быстрое схватывание – не всегда хороший фактор, а работать приходится быстро, что требует определенного навыка и сноровки.

Инструкция по обработке поверхностей жидким стеклом

Обрабатываемый объект необходимо подготовить. Счищается грязь и пыль. Если пришлось мыть, поверхности дают просохнуть. Разводят грунтовку, как сказано ранее и наносят состав кистью или валиком. Повторяют процедуру. Второй слой укладывается после полного высыхания первого. Приготавливают гидрозащитный раствор и нанося его на всю поверхность. Затем вымывают руки с мылом. До этого все нужно делать в перчатках.

Можно ли изготовить жидкое стекло самостоятельно

Более того, что это можно сделать, так еще и способ не один:

• Измельчите селикогель, разведите порошок водой. Результат будет очень похож на готовое жидкое стекло из магазина.
• Смешайте промытый кварцевый песок и соду в соотношении 1:4 соответственно. Доведите температуру до предела плавления.

Источник