Жидкое стекло

Растворимое стекло - силикаты натрия (Na₂O • mSiO₂) или калия (К₂О • mSiO₂), где m - модуль стекла, находящийся в пределах для натриевого стекла 2,0-3,5, а для калиевого 3,5-4,5.

Жидкого стекло - водный раствор, полученный из растворимого стекла, в быту такой раствор называют силикатный клей.

Жидкое стекло является минеральным воздушным вяжущим веществом и активно используется как в промышленном строительстве, так и в частном.

Качество жидкого стекла оценивают по плотности, вязкости раствора и модулю стекла (2,6-4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида натрия или калия. С увеличением модуля повышаются клеящие свойства жидкого стекла и стойкость изделий к кислотам.

Не совместим с органическими соединениями кроме мочевины, спирта, сахара.

Применение

• Изготовление кислотоупорных и жаростойких замазок и бетонов.
• В силикатных красках (только калиевое стекло) как связующее. Не использовать на кирпичных стенах, приводит к разрушению кирпича.
• Жидкое стекло используют при изготовлении кислотоупорного цемента из тонкоизмельченной смеси кислотоупорного наполнителя (кварца, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения - кремнефтористого натрия Na₂SiF₆.
• Антисептик.
• Пожаробезопасные покрытия (краски).
• Отвердитель для заливки в формы.
• Клей, хорошая адгезия к большинству материалов.
• Добавка к бетону на основе портландцемента для гидроизоляции не подходит.

  Под действием воды происходит выщелачивание, жидкое стекло разрушается, оставляя после себя поры, нарушающие герметичность (водостойкость) и прочность бетона.

• Ускоряет схватывание цемента при добавлении к воде затворения, актуально при зимних бетонных работах. Скорость твердения цементных растворов зависит от состава жидкого стекла и от содержания его кремнеземистого модуля (чем больше, тем лучше взаимодействие с цементом). Добавление к цементному раствору 2% жидкого стекла ускоряет начало схватывания в 3 раза, а конец схватывания больше чем в 4 раза. Но прочность затвердевшего раствора в этом случае несколько снижается. Дальнейшее прибавление жидкого стекла в количествах до 10 % совершенно не ускоряет начала схватывания, конец же схватывания ускоряется в 6 раз.

Сравнение натриевого и калиевого жидкого стекла

Общие свойства:

• растворимость в воде;
• при высыхании на воздухе образуется тонкая пленка на поверхности.

Разница:

• натриевое значительно дешевле;
• калиевое имеет лучшие свойства, модуль стекла для натриевого 2,0-3,5, а для калиевого 3,5-4,5.

Твердение

Твердеет растворимое стекло довольно медленно и только на воздухе вследствие выделения и высыхания аморфного кремнезема под действием углекислоты воздуха по реакции:

Na₂SiO₃ + СO₂ + 2Н₂O => Si(ОН)₄ + Na₂CO₃

Раствор теряет стабильность и переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так, растворимое стекло проявляет вяжущие свойства.

Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.

Образованная после высыхания пленка, не пропускает углекислый воздух и останавливает процесс твердения.

Ускоряет твердение растворимого стекла добавка катализатора - кремнефтористого натрия Na₂SiF₆. Последний вступает во взаимодействие с растворимым стеклом, в результате чего быстро образует гель кремнекислоты - клеящее вещество, что приводит к быстрому твердению системы.

Производство

Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na₂СО₃ (или сульфатом натрия Na₂SO₄) и поташем К₂СО₃ в стекловаренных печах при 1300-1400°С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеленые куски, называемые силикат-глыбой.

Раствор приготовляется автоклавным и безавтоклавным растворением силикат-глыб. Растворение производится в автоклаве насыщенным паром. Плотность раствора 1,5-1,3г/см³, что соответствует концентрации раствора 70-50%. При растворении в воде силикаты натрия и калия гидролизуются с образованием коллоидного раствора кремневой кислоты Si(OH)₄ и соответствующих щелочных гидроксидов. В этих условиях (рН=12-13) раствор кремневой кислоты относительно стабилен.

Норма для жидкого стекла (ГОСТ 13078-81)

Внешний вид: Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом.

Гарантийный срок хранения жидкого стекла - 1 год со дня изготовления. По истечении гарантийного срока хранения продукт перед использованием должен быть проверен на соответствие требованиям настоящего стандарта.