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:

производство, состав и формула, характеристики по госту

Жидкое стекло хоть и известно стало не так давно, но уже сейчас его применение в быту настолько широко, что сложно найти ту среду производства, где оно не используется. Жидкое стекло может включаться в состав грунтовок, клея, красок, в качестве уплотнителя грунта или гидроизоляции различных водных сооружений.

Общая информация

Жидкое стекло бывает на основе калия, натрия и иногда лития, хотя последний компонент используется весьма редко. Калийный вид материала используется во множестве сфер и имеет прекрасные технические свойства. По сравнению с натриевым каустическим, обладает более рыхлой структурой, из-за чего швы бывают менее стабильны.

Обладая высокой пожаро- и взрывоустойчивостью, он придает им необходимую прочность.

Оба этих материала применяются едва ли не везде, но все же калийное в качестве одного из составляющих встречается реже. Это объясняется его дороговизной. Поэтому нередко калийное жидкое стекло заменяется каустическим натриевым.

Фото жидкого стекла

Состав

Основными составляющими жидкого стекла обычно являются:

• Серный ангидрит;
• Двуокись кремния;
• Окиси железа и алюминия;
• Силикатный модуль;
• Окись натрия;
• Окись кальция.

В обоих типах стекла две последних окиси будут встречаться, но в несколько меньших количествах. Так, в жидком натриевом стекле одноименной окиси содержится 9%, а кальция — лишь 0,2%.

При работе с жидким стеклом лучше всего использовать готовые смеси, предназначенные для выполнения конкретной задачи.

Технические параметры жидкого стекла

Стекло этого вида отвечает ГОСТ 13078-81. Сертификат соответствия является добровольной формой подтверждения качества и каждой компании, которая занимается производством этого материала, выдается после исследования этой продукции.

Некоторые строители задаются вопросом, вредно ли жидкое стекло и каким образом оно способно воздействовать на организм. Этот материал не излучает каких-либо вредных волн, поэтому его можно считать безопасным. Однако попадания его на участки тела, а уж тем более внутрь, следует избегать.

Скорость высыхания жидкого стекла будет зависеть от того, в составе какой смеси он используется. Так, в чистом виде он может подсохнуть за 10 минут. Если он добавляется в какую-либо смесь, то время его застывания составит несколько часов.

Основные характеристики жидкого калийного стекла:

1. Плотность — до 1,45 г/см3;
2. Срок (годности) хранения — 2 года;
3. Формула — Na2O3Si;
4. Вес удельный — 1,45;
5. Температура плавления — 1088С.

Химические эксперименты с жидким стеклом, показывающие его основные свойства:

Технология производства

Производство этого материала чрезвычайно сложное, поэтому этим могут заниматься лишь химические заводы. Так, изначально кварц потребуется искрошить в песок, после чего нужно смешать его с содой, поташом и сульфатом калия или же натрия.

После этого требуется сплавить весь материал в монолитную глыбу, для чего понадобится температура не меньше 1400С. Далее ее понадобиться растворить в автоклаве. На этот раз температура будет несколько ниже, порядка 170С, но длительность этой процедуры составить может около 6-7 часов. В данном случае важно так же поддерживать оптимальное давление на уровне 0,8 МПа.

Самостоятельно изготовить жидкое стекло в домашних условиях невозможно, поскольку обеспечить все условия, оптимальное давление и температуру самостоятельно невозможно. Для этого потребуется специальное оборудование и, конечно, профессиональные навыки.

Поскольку при большом объеме иногда могут возникнуть трудности с застыванием жидкого стекла в формах, рекомендуется использовать различные виды отвердителей. Сколько будет сохнуть жидкое стекло зависит от нескольких факторов. Так, хорошо воздействуют с ним калийные соли, борная кислота, диоксид титана, а так же некоторые другие типы.

На видео, как делают жидкое стекло (компьютерная симуляция):

Отзывы и оценки материала

Жидкое стекло имеет очень хорошие свойства, что подтверждено многочисленными отзывами тех, кто использовал материал. Его применяют для различных покрытий, дабы защитить поверхность от воздействия влаги. Обычно проблем с использованием его не возникает, если все было сделано по правилам.

Так, всегда рекомендуется использовать затвердитель, если объем материала, из которого предполагается производить, например, кирпичи, достаточно большой. Средняя стоимость тонны жидкого стекла составит порядка 14 тысяч.

Исходя из всей массы отзывов, представленных в интернете, можно выставить этому материалу следующие оценки:

• Цена — 5 баллов. Хотя калийный тип стекла и будет достаточно дорогим, однако его натриевый аналог обладает весьма хорошими свойствами в совокупности с доступной стоимостью;
• Внешний вид — 5 баллов. При покрытии им поверхностей не создает обычно никаких посторонних оттенков;
• Экологичность — 5 баллов. Никаких вредных посторонних примесей при создании его не используется;
• Простота изготовления — 3 балла.
  Самостоятельно сделать жидкое стекло невозможно, поскольку его изготавливают только на химических заводах;
• Практичность — 5 баллов. Применимо в широчайшем круге сфер;
• Трудоемкость при использовании — 5 баллов. Сложностей обычно при использовании не возникает вообще, либо они достаточно быстро устраняются.

Жидкое стекло хоть и известно стало не так давно, но уже сейчас его применение в быту настолько широко, что сложно найти ту среду производства, где оно не используется.

характеристики и сферы применения (+26 фото)

Жидкое стекло используют с целью защиты поверхности, то есть это отделочный материал. Применение жидкого стекла затрагивает также и строительную сферу. Силикатный клей, как его еще называют, имеет положительные характеристики, которые присущи только этому виду строительного материала.

Основные характеристики

Для чего конкретно применяется жидкое стекло и какими характеристиками обладает? В первую очередь нужно отметить, что материал представляет собой водный раствор силикатных солей. Разносторонние сферы действия позволяют его применять для разной степени обработки.

Перечислим несколько положительных характеристик жидкого стекла:

• Применяется во многих сферах строительных и отделочных работ. Обрабатывать можно любые поверхности с любыми характеристиками.
• Гидрофобное преимущество, которое позволяет защищать поверхность от воздействия влаги и воды. Именно грунтовка из жидкого стекла предотвращает пропитывание материала водой.
• Минимальное время застывания независимо от условий и способов нанесения.
• Антисептический эффект. В результате нанесения, покрытие жидким стеклом защищает поверхность от появления грибка и плесени.
• Затвердевание производится в короткое время. Если производить равномерное нанесение и делать это в несколько тонких слоев, то эффект будет потрясающим.
• Жидкое стекло для пола и стен используется во многих случаях, как средство, которое формирует огнеупорный слой.
• Используется с целью защиты поверхностей от внешних воздействий, в частности, от действия химических средств и веществ, которыми могут обрабатываться поверхности.
• Натриевое жидкое стекло является экологически чистым строительным материалом, который не действует на организм человека.

Свойства жидкого стекла имеют настолько широкие положительные масштабы, что материал используется в любой сфере строительных работ. При этом, цена не превышает допустимых норм.

Полная гидроизоляция

Использование жидкого стекла для гидроизоляции пористых материалов имеет некоторые особенности. Однако сам способ выполнения работы прост и не требует особых навыков и умений. Для гидроизоляции осуществляется обработка дерева жидким стеклом, пропитывание бетона, штукатурки и кирпича.

Как пользоваться жидким стеклом с целью гидроизоляции поверхности:

1. Изначально нужно приготовить раствор, которым будет грунтоваться поверхность. В равной пропорции смешиваются силикат, вода и цемент.
2. Пропитка бетона начинается только после того, как основание поверхности будет полностью очищено от старого строительного материала.
3. Обрабатывать силикатом дерево немного сложнее. Поверхность деревянных предметов декора нужно зачистить до природного основания, чтобы произошло качественное сцепление материалов.
4. Не стоит наносить гидрофобное покрытие на мокрую поверхность – в дальнейшем произойдет полное или частичное отслоение.
5. Слой силикатного раствора не должен превышать 3 мм. При этом время высыхания будет минимальным, а сцепление лучше держаться.

Нередко материал используют в качестве стяжки. Особенно это актуально для напольных покрытий из бетона. Обработка стен жидким стеклом осуществляется по принципу шпатлевания или окрашивания. Стены и пол требуют особого ухода, если отсутствует вспомогательное покрытие, а с жидким стеклом эти проблемы полностью исчезают.

Как производится стяжка для пола

У многих часто возникает проблема именно с тем, как производится обработка пола жидким стеклом, если речь идет именно о стяжке. Способ выполнения работы для дерева и бетона является различным по своей концепции до определенного этапа. Так, например, для обработки пола из древесины используются специфические методы обработки: сначала делают бетонную заливку и ожидают полного твердения, только потом выполняется гидрофобная стяжка на основе жидкого стекла.

Если стяжка планируется на бетоне, то технология заливки следующая:

1. На бетонный пол стяжка наносится сразу же после очистки и обработки поверхности.
2. Выкладывается раствор равными порциями, при этом выравнивание производится посредством распределения массы с помощью широкого металлического шпателя.
3. Необходимо дать смеси засохнуть, потом произвести окончательное выравнивание поверхности.
4. Последний этап – полы покрываются специальным лаком.

В случае покрытия бетонного пола жидким стеклом полностью отсутствуют возможности дальнейшей отделки. Даже минимальный декор осуществить не получится. Обрабатываемую основу невозможно покрасить, накрыть линолеумом. Выглядит такой пол для жилых помещений не эстетично, поэтому стяжка выполняется в помещениях промышленного назначения.

На видео: быстрый способ нанесения жидкого стекла.

Другие сферы применения

Что такое силикатное покрытие для пола и стен мы уже выяснили. В зависимости от особенностей применения материала, определяется время, сколько сохнет слой. Но есть и сферы нестандартного применения жидкого стекла:

• Покраска силикатным клеем осуществляется для обработки стен и пола с целью антибактериального воздействия.
• С помощью силикатного клея можно сделать укладку плитки, кафеля и мозаики в ванной комнате, кухне, бассейне, бане, душе.
• Способ заделки трещин и стыков в процессе строительных работ – еще одна сфера применения материала.
• Натриевый клей может использоваться и для обработки древесины, и в производстве мебели, например, вместо гвоздей и строительного степлера.
• В садоводстве раствор из жидкого стекла используют как антибактериальное средство. Обработанное место среза веток или обломленной коры тщательно замазывают веществом.
• Хозяйки часто пользуются жидкостью на основе силикатного клея для чистки наиболее загрязненных поверхностей. Это основной и практически единственный способ очистки кастрюль и сковородок от нагара.
• Сделанные смеси из жидкого стекла активно применяют в процессе очистки стен от старых отделочных материалов. Замечательно оттирается старая краска, штукатурка, шпатлевка.
• Мебельные поломки и неполадки легко, а главное, незаметно устраняются благодаря замазкам из жидкого стекла.
• На стеклянном основании практически не производится дополнительная декоративная отделка, так как поверхность отталкивает воздействие любого постороннего средства.

Характеристики силикатного клея и его применение настолько просты в подтексте строительных и ремонтных работ, что не требуют специальных навыков и умений, которыми обладает мастер. Достаточно ознакомиться с инструкцией на упаковке или просмотреть обучающее видео.

Сферы и способ использования клея на основе натрия, то есть жидкого стекла, разнообразны. Кроме производственного использования нашлись меры использования и в домашнем быту. Отделка уже украшенных поверхностей на данном этапе обработки вполне уместна. Многие профессионалы строительного дела рекомендует применение силикатного раствора практически на всех этапах отделки и обработки.

Применение жидкого стекла на бетоне (2 видео)

Продукция разных производителей (26 фото)

Гидроизоляция жидким стеклом.

Миф и реальность. — Техинформатор

Нередко для гидроизоляции различных объектов – колодцы, резервуары, очистные сооружения используют так называемое «жидкое стекло». 

Работа по покрытию «жидким стеклом» подвальных и чердачных помещений похожа на силикатизацию бетонных конструкций. В этой статье мы попробуем разобраться, хороша ли подобная гидроизоляция, какие у нее плюсы и минусы.
Для начала разберемся с терминологией.  

• В строительстве «жидким стеклом» называют гидроизоляционный материал, полученный путем смешивания истинного жидкого стекла с цементным или бетонным раствором.  
• Промышленностью выпускаются жидкое натриевое стекло, жидкое калиевое стекло, а также их смеси в различных пропорциях. Натриевое и калиевое жидкие стекла абсолютно одинаковы по своему воздействию на цементные композиции.
  

 Основная доля производства приходится на натриевые жидкие стекла, поэтому в данной статье мы рассмотрим только их.  

Жидкое (растворимое) натриевое стекло — это коллоидный раствор силиката натрия в воде. Силикат натрия получают путем обжига смеси, состоящей из кварцевого песка и соды. Химический состав натриевого растворимого стекла может быть выражен формулой:
Na2O x nSiO2 + mh3O
Формула жидкого стекла не имеет постоянного состава, и соотношение между отдельными составными частями может меняться. 

Силикатным модулем стекла, (М) называют отношение SiO2: Na2 O. Он показывает, сколько кремнекислоты приходится на единицу окиси натрия. Величина его обычно колеблется в пределах от 2.2 до 3.5. Количество воды может быть различным. В зависимости от этого в коллоидном растворе растворимого стекла меняется его консистенция. 

Плотность жидкого стекла измеряется градусами шкалы Боме, (°Ве) или показаниями удельного веса. Заводы обычно отпускают растворимое стекло плотностью 40 – 50°Be (плотностью 1. 38 –1.50). Главным качеством жидкого стекла, из-за которого его применяют в строительстве, является его способность ускорять процессы твердения цементов. 

Какие процессы происходят при введении жидкого стекла в цементный раствор?

В результате химической реакции между щелочным силикатом (жидкое стекло) и составными частями цементного клинкера (гидроалюминат кальция) образуются коллоидные гидросиликат кальция и алюминат натрия.
3Na2O x SiO2 + 3CaO x Al2O3 x nh3O = 3CaSiO3 x nh3O + 3Na2O x Al2O3
Алюминат натрия (Na2O x Al2O3) является очень сильным ускорителем схватывания цементного раствора.  

Между жидким стеклом и известью, находящейся в цементе, проходит еще одна химическая реакция, c образованием силиката кальция:
Na2O x 2SiO2 + CaO = Na2O x SiO2 + CaSiO3
Силикат кальция (CaSiO3) очень прочный и плотный материал. Отлагаясь в порах твердеющего цементного камня, силикат кальция, придает ему повышенную плотность и водонепроницаемость.  

Однако стоит отметить, что при нанесении смеси цементного раствора с жидким стеклом в качестве гидроизоляционного обмазочного материала толщина проникновения силиката кальция в бетон конструкции не превышает нескольких миллиметров.

В совокупности эти свойства (ускорение схватывания бетона и «зарастание» пор в цементном камне) обусловило применение жидкого стекла в качестве добавки для получения водонепроницаемого бетона для аварийных работ.

Подчеркнем, именно аварийных, так как скорость твердения цементных растворов с добавлением жидкого стекла предсказать сложно.

Ниже приведем плюсы и минусы применения «жидкого стекла» (по строительной терминологии) для гидроизоляции.

Плюсы:

• хорошее сцепление с подготовленными минеральными основаниями;
• образование водонепроницаемого барьера;
• простота использования;
• низкий расход материала;
• сравнительно небольшая стоимость растворов.

Минусы:

• необходима особо качественная подготовка поверхности, без которой слой гидроизоляции просто «отщелкнет»;
• жидкое стекло нуждается в защите от механических повреждений;
• жидкое стекло быстро кристаллизуется;
• жидкое стекло обладает достаточно сильной щелочной реакцией, поэтому работы с ним следует проводить с соблюдением мер безопасности;
• При добавлении жидкого стекла в цементные растворы и бетоны их прочность уменьшается.

Работая с жидким стеклом, надо придерживаться мер безопасности (силикаты имеют сильную щелочную реакцию). Вот важные рекомендации по гидроизоляции с использованием жидкого стекла:

Материал наносят кистью, распылителем или заливают небольшими порциями, в 3-4 слоя по 3-5 мм.При заливке следует обязательно обработать нанесенную массу игольчатым валиком чтобы удалить образовавшиеся пузыри.
Все работы проводятся исключительно в защитной одежде, в том числе обязательно в резиновых перчатках и сапогах. Под руками надо иметь нейтрализующий слабый раствор уксуса и чистую воду на случай попадания силикатов на кожу или в глаза.
Жидкое стекло очень быстро твердеет и повторно не разбавляется, поэтому готовитьраствор необходимо в количестве, достаточном для небольшой площади поверхности.
Работать следует быстро, особенно в больших помещениях. Каждый слой средства должен быть залит полностью, на всю площадь пола, до того как начнет затвердевать. Иначе образуются «швы», которые будут пропускать влагу.

В заключение хочется коснуться темы ремонтопригодности гидроизоляционных и иных покрытий, содержащих жидкое стекло. Дело в том, что после застывания, жидкое стекло превращается в стеклоподобную твердую субстанцию, с которой отделочные и ремонтные материалы имеют слабую степень адгезии. То есть для ремонта или отделки поверхности с нее следует удалить покрытие из жидкого стекла, вплоть до восстановления структуры бетона, а это — достаточно трудоемкий процесс.

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 использоваться для повышения пожаробезопасности и влагостойкости материалов. С его использованием производятся: огнеупорный цемент, огнеупорные замазки, а также гидрофобизаторы.

Применение для автомобилей

Наиболее распространенный вариант использования клея «Жидкое стекло» — в автомобильных услугах. Так как транспорт довольно дорогое приобретение, его владельцы стараются минимизировать риски повреждения кузова травой, ветвями, песком либо мелкими камешками, которые встречаются на дорогах. С этой целью проводится покрытие автомобиля жидким стеклом. Эта суспензия создает водоотталкивающий слой и помогает сохранить яркость цвета в течение нескольких лет.

Есть и другие услуги, для чего применяется жидкое стекло. Многие автомобилисты ценят глянцевый блеск. Благодаря текстуре полимера можно добиться неожиданного эффекта.
Несмотря на высокую стоимость в сравнении с другими полировочными материалами, владельцы авто смогут сэкономить: стоимость покраски авто в несколько раз выше. При выборе: жидкое стекло или керамика, большинство автовладельцев отдают предпочтение первому варианту за счет его доступности.

Основные преимущества и недостатки клеящего раствора

При использовании жидкого стекла для автомобиля он выполняет сразу несколько функций:

• защищает от мелких царапин и грязи;
• добавляет насыщенности и блеска цвету авто;
• упрощает мойку. Достаточно легкого ополаскивания;
• полироль прослужит гораздо дольше обычной – до 1 года;
• обладает антистатическими свойствами;
• предотвращает появление разводов и пятен от атмосферных явлений.

Наряду с положительными моментами использование жидкого стекла для авто имеет и свои негативные нюансы:

• Его нанесение требует некоторой подготовки, поэтому делать эту операцию самостоятельно не стоит во избежание появления трудновыводимых пятен.
• При наличии мелких царапин и сколов полимерное покрытие жидким стеклом не сможет улучшить внешний вид. Перед обработкой потребуется удаление мелких дефектов. Важно! После обработки автомобиля жидким стеклом ее нельзя мыть в течение нескольких дней.
• При изношенном лакокрасочном покрытии полировка жидким стеклом не даст эффекта.
• Высокая стоимость.

Поэтому перед выбором средства следует учесть особенности материала.

Особенности применения компонента

Для успешного результата важно соблюдать технологию нанесения жидкого стекла. Перед тем, как приступить к обработке самим раствором, необходимо тщательно очистить поверхность от загрязнений, пятен и пыли. Раствор наносится в два этапа с интервалом для подсыхания. Наносить полимер следует равномерно без пробелов и подтеков.

Для информации: В центре защитных пленок Sappolab нанесение жидкого стекла осуществляется по определенной технологии, которая исключает неровности и дефекты.

Существует несколько рекомендаций специалистов по использованию полимера:

• Готовить его лучше небольшими порциями. А перед использованием ознакомиться с инструкцией, чтобы знать, сколько сохнет жидкое стекло определенного типа.
• Не следует нарушать пропорции компонентов. Даже незначительная ошибка может привести к обвалу либо частичному разрушению конструкции. А чрезмерное добавление жидкого стекла для бетона губительно – он быстро рассохнется.
• После окончания работ все инструменты и оборудование, соприкасающиеся с полимером, следует тщательно вымыть.
• При работе с жидким стеклом необходимо тщательно защищать кожные покровы при помощи перчаток.

Учитывая советы профессионалов, можно избежать многих ошибок.

Подготовка раствора: пропорции и основные этапы

Химическая формула жидкого стекла позволяет соединять его с различными добавками. В чистом виде оно используется крайне редко. Существует несколько основных растворов из полимера:

• Грунтовка. Для ее изготовления необходимо соединить цемент и полимер в равных пропорциях и полученную смесь смешать с водой. Такой консистенции будет достаточно для обработки поверхностей при помощи кисти либо валика. Важно! Приготовленное своими руками жидкое стекло, застывает за считанные минуты, поэтому проводить строительные работы с его использованием необходимо как можно быстрее.
• Для гидроизоляции жидкое стекло смешивается с песком и портландцементом в соотношении 1:1:1. Взятые компоненты соединяются с водой.
• Огнеупорный раствор для изготовления печей и каминов следует готовить в два этапа. Для начала готовится смесь из просеянного песка и цемента в соотношении 3:1. На втором этапе вливается жидкое стекло в состав из расчета 25% от объема жидкости.
• Антисептическую жидкость для обработки деревянных поверхностей готовят из силикатного клея и воды в равных пропорциях. Она может применяться для бетонных, оштукатуренных и каменных конструкций.
• Для фундамента основное вещество смешивается с водой в соотношении 1:3. Такую смесь следует наносить в три слоя с перерывами на высыхание.

Важно! Специалисты рекомендуют вначале смешивать сухие компоненты, а затем соединять их с водой. Для получения желаемого результата следует неукоснительно соблюдать пропорции вещества.

Популярные производители

Качественные варианты полиролей для авто изготавливают лучшие мировые производители:

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

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

Интересные факты

Существует несколько интересных фактов о современном полимерном растворе:

• При обработке полимерной жидкостью обычное стекло становится матовым.
• Силикатные краски изготавливаются на основе жидкого калиевого стекла. Это одна из самых стойких фасадных красок.
• Мало кто знает, что полимер применяется в бурении скважин. Из него готовят промывочные жидкости, необходимые для защиты от набухания глинистых пластов почвы.

Использование жидкого стекла позволяет решить многие проблемы в быту и в строительстве. Главное – строгое соблюдение технологии, пропорций и желание улучшить имеющиеся ценности.

Вам может быть интересно

Шампунь для восстановления свойств «Жидкого стекла Willson Glass Guard», 750мл, 03094

Шампунь для восстановления свойств «Жидкого стекла Willson Glass Guard», 750мл, 03094

Данный шампунь Willson Glass Guard предназначен для ухода за автомобилями, ранее обработанными полиролью на основе жидкого стекла Willson Body Glass Guard.

В процессе эксплуатации автомобиля, обработанного полиролью на основе жидкого стекла Willson Body Glass Guard, стеклянное покрытие постепенно изнашивается и свойства состава ослабевают.
Шампунь-полироль Willson «Стеклянная защита» специально разработан для восстановления всех свойств полироли на основе жидкого стекла Willson Body Glass Guard.
Шампунь Willson Glass Guard в полной мере восстанавливает все свойства полироли на основе жидкого стекла Willson Body Glass Guard: водо- и грязеотталкивающий, антистатический эффект, возвращает яркий и насыщенный блеск кузову автомобиля.

Одна упаковка средства Willson Glass Guard рассчитана на обработку 4-5 легковых автомобилей.
Шампунь для восстановления свойств «Жидкого стекла» Willson Glass Guard подходит для нанесения на автомобили всех цветов и оттенков.

 

Внимание! Неразбавленную жидкость наносят непосредственно на поверхность лакокрасочного покрытия.

• Артикул: 010842
• Базовая единица: шт
• Производитель: Willson
• Среда по PH показателю: Нейтральная, pH=7
• Объем тары, фасовка, л: 0.75
• Способ применения: шампунь для ручной мойки
• Тип автошампуня: нано шампунь
• Качество воды: для воды любого качества

Производитель оставляет за собой право на изменение внешнего вида, комплектации и технических характеристик товара Шампунь для восстановления свойств «Жидкого стекла Willson Glass Guard», 750мл, 03094 без уведомления дилеров. Указанная информация не является публичной офертой.

Применение жидкого стекла для гидроизоляции

Жидкое стекло — это недорогой и эффективный материал для гидроизоляции. Он применяется для нанесения на поверхность и для добавки в бетон и цемент. Как использовать жидкое стекло для бетона и для гидроизоляции стен, пола, колодца, бассейна?

Виды и свойства жидкого стекла

Жидкое стекло для гидроизоляции — это раствор силиката натрия или калия в воде. Оба они применяются для гидроизоляции, но имеют несколько отличающиеся свойства.

Силикат натрия применяют для гидроизоляции фундаментов. Он хорошо связывается с минеральными составами. Также он входит в антисептические пропитки. Натриевое жидкое стекло способствует затвердеванию цемента, в этом случае образуются твердые алюминат натрия и силикат кальция. Его добавляют в бетоны, используют для огнезащитных пропиток. Область применения натриевого стекла гораздо шире.

Силикат калия устойчив к внешним воздействиям, воде, осадкам, даже кислотному дождю, поэтому его используют в качестве кислотоупорного покрытия. Имеет антибликовые свойства, поэтому его используют и в качестве краски.

Оба вида жидкого стекла обладают антистатическими, антисептическими и огнезащитными свойствами.

Срок эксплуатации покрытия из силиката натрия — 5 лет. За год защитный слой теряет примерно 1 мм своей толщины, следовательно, чем он толще, тем дольше прослужит.

Плюсы и минусы

Жидкое стекло добавляют в цемент и бетон, что делает их более устойчивыми к влаге. Также с его помощью укрепляют слабый грунт с плохой несущей способностью. Жидким стеклом покрывают различные поверхности для защиты декоративного покрытия от влаги и механических воздействий. Деревянные поверхности обрабатывают с помощью кисточки, а маленькие предметы полностью погружают в силикатный клей на некоторое время.

Одно из применений жидкого стекла — гидроизоляция бетонных поверхностей. Раствор впитывается в бетон на определенную глубину, заполняя поры. Используют его

• в подвалах,
• сырых помещениях,
• на фундаментах,
• в бассейнах,
• в колодцах.

Также натриевое жидкое стекло для гидроизоляции применяют в качестве клея для укладки плит ПВХ и ламината, для напольных покрытий, в быту, в садоводстве для замазывания ранок и срезов на деревьях. Его добавляют и в штукатурку — в результате образуется прочный силикат кальция, такая штукатурка очень долговечна. Используется силикатный клей и для кладки печей и каминов, а также в качестве связующего для огнеупорного и кислотоупорного порошка.

Внимание! Этот материал не применяют для гидроизоляции кирпичных строений, так как существует опасность разрушения кирпича.

При попадании на обычное стекло силикатный клей становится непрозрачным. В то же время его можно использовать для реставрации стеклянных и фарфоровых изделий.

К достоинствам жидкого стекла (силикатного клея) относится и то, что он негорюч, нетоксичен, обладает антисептическими свойствами. Также он имеет определенные теплоизоляционные свойства, поэтому его используют для производства теплоизолирующих материалов. Использовать силикатный клей можно во влажной среде, это выгодно отличает его от большинства гидроизолирующих материалов.

Соприкосновения раствора с кожей следует избегать, так как в нем содержится щелочь. Работы необходимо проводить в защитной одежде и перчатках. Если жидкое стекло попало на кожу, его необходимо смыть слабым раствором уксуса и чистой водой. Поэтому во время работы  воду и уксусный раствор необходимо иметь рядом.

К минусам этого материала относится то, что его можно применять только на легкодоступных поверхностях. Жидкое стекло быстро кристаллизуется, поэтому работать с ним нужно быстро. Если у вас мало опыта, то расход раствора будет больше, так как определенная часть просто застынет, а восстановить ее свойства будет невозможно.

Такой защитный слой нестоек к механическим повреждениям, поэтому сверху обычно наносят какое-нибудь дополнительное покрытие. При этом большинство красок и лаков не ложится на жидкое стекло.

Очень важно соблюдать пропорции при приготовлении раствора жидкого стекла для гидроизоляции. Если добавить слишком много силикатного клея, то смесь получится твердой, жесткой, но хрупкой, на стыках и швах защитное покрытие будет ломаться и рваться.

Как купить хорошее жидкое стекло

Силикат натрия или калия выпускается в виде жидкой массы. Продукт хорошего качества должен быть однородным, без комочков и посторонних включение.

Силикатный клей стоит недорого, купить его можно на любом строительном рынке, поэтому не стоит запасать его впрок. Срок годности материала составляет 1 год.

Подготовка поверхности

Перед использованием силиката натрия для гидроизоляции поверхность необходимо очистить от грязи, краски, ржавчины, штукатурки, обеспылить (можно использовать бытовой или промышленный пылесос) и обезжирить, при необходимости выровнять, удалить гвозди и шурупы.

Для обмазочной гидроизоляции, которая применяется для полов, бассейнов, колодцев, поверхность предварительно очищают щеткой, чтобы открыть поры в бетоне. Стенки колодцев, бассейнов промывают, чтобы все дефекты стали более заметны. После этого поверхности должны просохнуть. Чтобы не завелся грибок, их обрабатывают антисептиком. Деревянные поверхности, например, пол бани или сауны, обрабатывают антипиреном, чтобы придать древесине противопожарные свойства.

Применение для гидроизоляции

Для гидроизоляции швов и стыков силикатный клей разбавляют водой в соотношении 1:10 или 1:15. Универсальный раствор для гидроизоляции делается в соотношении 1:10. Этот раствор смешивают с цементом до однородности (доля силикатного клея также не должна быть больше 5%) и полученной пастой заполняют швы и стыки при помощи шпателя.

Внимание! Нельзя добавлять в готовый раствор воду, готовое жидкое стекло или другие жидкости и сухие компоненты.

Смесь делают следующим образом:

• перемешивают до однородности все сухие составляющие;
• добавляют жидкое стекло и перемешивают 3-5 минут.

Готовый раствор должен быть однородным, гладким и подвижным. Его сразу нужно использовать.

Внимание! Нельзя перемешивать раствор несколько раз, так как в нем начинают образовываться кристаллические связи, которые при перемешивании будут разрываться. Это значительно ухудшит качества раствора.

Далее жидкое стекло наносят с помощью кисти или валика. Раствор быстро застывает, поэтому готовить нужно такое его количество, которое вы сможете использовать в течение 15-20 минут. Наносить раствор на поверхность также нужно быстро. Поверхность можно смочить водой для лучшей адгезии.

Один слой пропитывает бетон примерно на 2 мм, для более глубокой пропитки нужно несколько слоев. После нанесения первого слоя необходимо подождать полчаса, а потом наносить следующий. Для пропитки бетона можно наносить раствор и при помощи краскопульта. Но чаще для гидроизоляции бетона применяется не чистый силикатный клей, а в смеси с цементом.

Нельзя использовать силикат натрия для обработки поверхностей, на которые планируется наносить краску, штукатурку, шпатлевку, лак. Они не сцепятся с силикатным клеем.

При применении для гидроизоляции колодцев, бассейнов, искусственных водоемов работы проводят в две стадии. Сначала стенки резервуара обрабатывают чистым жидким стеклом, можно в несколько слоев, а затем наносят жидкую смесь из песка, цемента и силикатного клея в равных частях.

Улучшение свойств бетона

При строительстве дома можно добавить жидкое стекло в бетон — тогда он сразу будет с гидроизоляционными свойствами.

Внимание! Прочность бетона при добавление силикатного клея ухудшается, поэтому доля жидкого стекла в растворе не должна превышать 5%.

Цемент или бетон с добавками силикатного клея застывает гораздо быстрее, чем обычный, поэтому его необходимо замешивать сразу в нужном количестве и быстро, за один прием, заливать в опалубку. Такой бетон заливать без использования глубинного вибратора, чтобы не нарушить процесс образования кристаллов.

Полы

Для гидроизоляции пола раствор жидкого стекла наливают на стяжку одинаковыми порциями и быстро распределяют по полу с помощью шпателя. Затем поверхность прокатывают игольчатым валиком и выравнивают ракелем.

Слой силикатного клея должен быть толщиной 3-5 мм, причем залить его нужно за один прием. Важно, чтобы раствор был равномерно распределен по полу, не осталось неохваченных участков, состав должен проникнуть в поры.

Обычно делают несколько слоев, перед заливкой каждого следующего слоя предыдущий должен застыть, это происходит примерно за полчаса. Когда все слои высохнут, пол можно покрыть эпоксидным или полиуретановым лаком, это увеличит его долговечность и сделает глянцевым. Если пол теплый, то в эксплуатацию его вводят через неделю после заливки жидкого стекла.

Подвалы и чердаки

Гидроизоляцию подвальных и чердачных помещений можно выполнять снаружи или изнутри здания. Для этого применяют растворы, приготовленные в разных пропорциях. Важное свойство жидкого стекла — благодаря кристаллической структуре оно сохраняет паропроницаемость бетона, несмотря на то, что поверхность получает водоотталкивающие качества.

Для гидроизоляции изнутри используют универсальный раствор из 1 л жидкого стекла и 10 л цементного раствора. Для внешней изоляции смешивают цемент, песок и силикатный клей в соотношении 1,5:1,5:4, добавляют не более 0,25 по массе воды.

Колодцы

Гидроизоляцию колодца жидким стеклом можно проводить как на этапе его строительства, так и тогда, когда он уже заполнен водой.

Однако следует помнить, что, если кольца колодца плохо скреплены, то применение жидкого стекла не поможет. Поэтому предварительно нужно хорошо зафиксировать кольца между собой металлическими скобами.

После этого джутовую, пеньковую или льняную веревку пропитывают раствором жидкого стекла и прокладывают ей швы между кольцами. Сверху шов замазывают еще одним слоем цемента или жидкого стекла. Силикатный клей выдерживает большое давление воды и не реагирует на изменения температуры.

С помощью раствора жидкого стекла с цементом можно заделывать небольшие трещины. Этот раствор очень быстро схватывается. Но в случае большой течи такой ремонт не имеет смысла.

Бассейны

Гидроизоляцию бассейна жидким стеклом проводят с обеих сторон: и с внутренней, и с наружной. Снаружи его изолируют для защиты от грунтовых вод, которые в противном случае будут проникать в поры и постепенно размывать бетон. Изоляция изнутри не дает воде разрушать стенки бассейна.

Также жидкое стекло используют в качестве добавки в бетон при строительстве бассейнов. Его применяют и как пропитку в чистом виде, и в смеси с цементом.

Заключение

Жидкое стекло (силикат натрия или калия) широко применяется для создания защитных покрытий. Гидроизоляция с его помощью также не представляет сложности, такое покрытие можно нанести самостоятельно, но важно соблюдать некоторые правила.

Отправить комментарий

новое состояние вещества, открытое учеными

это материал, который мы используем каждый день, но знаете ли вы, что физические и химические свойства стекла долгое время сбивали ученых с толку? , благодаря группе исследователей из университета Констанца в Германии, новый свет пролил свет на истинную природу стекла, которое, несмотря на то, что вы могли подумать, не является типичным твердым телом. Исследование под руководством профессора Андреаса Цумбуша и профессора Маттиаса Фукса открыло новое состояние вещества: жидкое стекло.

Стекло является аморфным твердым телом, что означает, что атомы и молекулы имеют более случайное расположение, чем определенные узоры решетки обычных твердых тел. Стекло также не следует типичному переходу от жидкости к твердому телу, который обычно включает в себя выстраивание молекул в кристаллический узор. вместо этого молекулы стекла эффективно замораживаются на месте до того, как эта кристаллизация может произойти (через университет Констанца). это уникальный переход, который намеревались понять ученые.основное изображение johannes w на unsplash.

Для проведения своих исследований ученые использовали модельную систему коллоидных суспензий. коллоидных суспензионных смесей содержат твердые частицы больше, чем атомы или молекулы, что упрощает их изучение. в большинстве экспериментов используются сферические коллоиды, однако в этом исследовании использовались специально разработанные эллипсоидные коллоиды, чтобы команда могла видеть, изменили ли частицы ориентацию.

Используя различные концентрации частиц, исследователи наблюдали, насколько частицы перемещаются и вращаются. эксперименты показали, что состояние жидкого стекла возникает из кластеров частиц с одинаковой ориентацией, которые блокируют вращение друг друга, что вместо этого привело бы к более традиционному образованию жидких кристаллов. Это исследование знаменует собой важное открытие в мире химии, которое предсказало жидкое стекло в течение 20 лет. исследование было впервые опубликовано в трудах журнала национальной академии наук, его авторами выступили Йорг Роллер, Алина Лаганапан, Янне-Мике Мейер, Маттиас Фукс и Андреас Зумбуш.

процесс выдувания стекла

designboom принял участие в европейской инициативе «стекло будущего» на заводе sişecam в турции. см. изготовление стеклянных предметов здесь.

Физики обнаружили совершенно новое состояние вещества, получившее название «жидкое стекло»

Физики определили новое состояние материи, скрытое внутри таинственных преобразований, происходящих между жидким и твердым состояниями стекла.

Стеклование вызывает большой интерес у ученых, а новое состояние вещества, называемое «жидкое стекло», демонстрирует поведение на микроскопическом уровне, которое ранее не наблюдалось, что делает его отдельным от ранее наблюдаемых явлений.

Это новое состояние, кажется, существует между твердым телом и коллоидом (например, гелем): гомогенные смеси с микроскопическими частицами, которые все же больше, чем атомы и молекулы, и их легче изучать. В этом случае были созданы крошечные, индивидуальные пластиковые эллипсоидные коллоиды, которые были смешаны вместе в растворителе.

«Это невероятно интересно с теоретической точки зрения», — говорит Маттиас Фукс, профессор теории мягкого конденсированного состояния в Университете Констанца в Германии.

«Наши эксперименты предоставляют своего рода свидетельство взаимодействия между критическими флуктуациями и застывшим светом, которого научное сообщество добивалось в течение довольно долгого времени».

Когда материалы превращаются из жидкостей в твердые тела, их молекулы обычно выстраиваются в линию, образуя кристаллический узор.Не так со стеклом, поэтому ученые так стремятся анализировать и разбирать его: со стеклом (и стеклоподобными материалами) молекулы заблокированы или заморожены в неупорядоченном состоянии.

В жидком стекле ученые заметили, что коллоиды могут двигаться, но не могут вращаться — они обладают большей гибкостью, чем молекулы в стекле, но недостаточно, чтобы сделать их сопоставимыми с обычными материалами, которые уже были тщательно изучены.

Используя эллипсоидные коллоиды, а не стандартные сферические формы, можно было наблюдать эти заблокированные вращения.Частицы сгруппировались в группы с одинаковой ориентацией, которые затем препятствовали друг другу внутри материала.

Эллипсоидальные частицы в кластерах в жидком стекле. (Исследовательские группы профессора Андреаса Цумбуша и профессора Маттиаса Фукса)

«Благодаря своим отличным формам наши частицы имеют ориентацию — в отличие от сферических частиц — что порождает совершенно новые и ранее неизученные виды сложного поведения», — объясняет Андреас Цумбуш. профессор физической химии в Констанцском университете.

Исследователи говорят, что новое состояние материи на самом деле представляет собой два конкурирующих перехода жидкость-твердое тело, которые взаимодействуют, создавая смесь различных свойств. Форма и концентрация частиц кажутся решающими в создании этого жидкого стекла.

Как и всегда со стеклованием, остается много вопросов без ответов, но авторы исследования надеются, что открытие жидкого стекла, которое ученые предсказывали в течение двадцати лет, может помочь улучшить наше понимание того, как работают стеклования. в самом маленьком масштабе.

Открытия могут выйти за рамки стекла и пролить свет на все, от мельчайшей биологической клетки до самой большой космологической системы — любой сценарий, в котором есть необъяснимый беспорядок.

«Наши результаты дают представление о взаимодействии между локальными структурами и фазовыми превращениями», — пишут исследователи в своей статье.

«Это помогает руководствоваться такими приложениями, как самостоятельная сборка коллоидных надстроек, а также свидетельствует о важности формы для стеклования в целом.»

Исследование было опубликовано в PNAS .

Новое состояние вещества, обнаруженное учеными: жидкое стекло

Хотя стекло — действительно повсеместный материал, который мы используем ежедневно, оно также представляет собой серьезную научную головоломку. Вопреки тому, что можно было ожидать, истинная природа стекла остается загадкой, а научные исследования его химических и физических свойств все еще продолжаются. В химии и физике термин стекло само по себе является изменчивым понятием: оно включает в себя вещество, которое мы знаем как оконное стекло, но оно также может относиться к ряду других материалов со свойствами, которые можно объяснить, ссылаясь на поведение стекла, в том числе например, металлы, пластмассы, белки и даже биологические клетки.

Хотя это может произвести впечатление, стекло обычно не является твердым. Обычно, когда материал переходит из жидкого в твердое состояние, молекулы выстраиваются в линию, образуя кристаллический узор. В стекле такого не бывает. Вместо этого молекулы фактически замораживаются на месте до того, как произойдет кристаллизация. Это странное и беспорядочное состояние характерно для очков в разных системах, и ученые все еще пытаются понять, как именно формируется это метастабильное состояние.

Новое состояние вещества: жидкое стекло

Исследования под руководством профессоров Андреаса Зумбуша (факультет химии) и Матиаса Фукса (факультет физики), базирующихся в Университете Констанца, только что добавили еще один уровень сложности к стеклянной головоломке. Используя модельную систему, включающую суспензии специально созданных эллипсоидных коллоидов, исследователи обнаружили новое состояние вещества, жидкое стекло, при котором отдельные частицы могут двигаться, но не могут вращаться — сложное поведение, которое ранее не наблюдалось в объемных стеклах.Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) .

Изображение положения и ориентации эллипсоидальных частиц в кластерах жидкого стекла. Предоставлено: исследовательские группы профессора Андреаса Цумбуша и профессора Маттиаса Фукса

.

Коллоидные суспензии — это смеси или жидкости, содержащие твердые частицы размером в один микрометр (одну миллионную метра) или более, которые больше, чем атомы или молекулы, и поэтому хорошо подходят для исследования с помощью оптической микроскопии.Они популярны среди ученых, изучающих стеклование, потому что они обладают многими явлениями, которые также происходят в других стеклообразующих материалах.

Эллипсоидные коллоиды на заказ

На сегодняшний день большинство экспериментов с коллоидными суспензиями проводится на сферических коллоидах. Однако большинство природных и технических систем состоит из частиц несферической формы. Используя химию полимеров, команда под руководством Андреаса Цумбуша произвела небольшие пластиковые частицы, растягивая и охлаждая их, пока они не достигли своей эллипсоидной формы, а затем поместила их в подходящий растворитель.«Из-за их различных форм наши частицы имеют ориентацию — в отличие от сферических частиц — что порождает совершенно новые и ранее неизученные виды сложного поведения», — объясняет Зумбуш, профессор физической химии и старший автор исследования.

Затем исследователи изменили концентрацию частиц в суспензиях и отслеживали поступательное и вращательное движение частиц с помощью конфокальной микроскопии. Зумбуш продолжает: «При определенных плотностях частиц ориентационное движение застыло, в то время как поступательное движение сохранялось, что приводило к образованию стекловидных состояний, в которых частицы группировались, образуя локальные структуры с аналогичной ориентацией.То, что исследователи назвали жидким стеклом, является результатом того, что эти кластеры взаимно препятствуют друг другу и опосредуют характерные дальнодействующие пространственные корреляции. Они предотвращают образование жидкого кристалла, который был бы глобально упорядоченным состоянием вещества, ожидаемым от термодинамики.

Два конкурирующих перехода стекла

Исследователи на самом деле наблюдали два конкурирующих стеклования — регулярное фазовое превращение и неравновесное фазовое превращение — взаимодействующих друг с другом.«Это невероятно интересно с теоретической точки зрения», — комментирует Маттиас Фукс, профессор теории мягкого конденсированного состояния в Университете Констанца и другой старший автор статьи. «Наши эксперименты предоставляют своего рода свидетельство взаимодействия между критическими флуктуациями и застывшим светом, которого научное сообщество добивалось довольно долгое время». Предсказание жидкого стекла оставалось теоретической гипотезой в течение двадцати лет.

Результаты также предполагают, что подобная динамика может работать и в других стеклообразующих системах и, таким образом, может помочь пролить свет на поведение сложных систем и молекул, варьирующихся от очень маленьких (биологических) до очень больших (космологических).Это также потенциально влияет на разработку жидкокристаллических устройств.

Исследование было инициировано в рамках Центра совместных исследований (CRC) 1214 Университета Констанца «Анизотропные частицы как строительные блоки: изменение формы, взаимодействия и структур», которое финансировалось Немецким исследовательским фондом (DFG) с 2016 по 2020 годы.

Ссылка: «Наблюдение жидкого стекла в суспензиях эллипсоидных коллоидов» Йорг Роллер, Алина Лаганапан, Янне-Мике Мейер, Маттиас Фукс и Андреас Зумбуш, 4 января 2021 г., Труды Национальной академии наук .
DOI: 10.1073 / pnas.2018072118

Фактов:

• Группа химиков и физиков из Университета Констанца открыла новое состояние вещества — жидкое стекло с ранее неизвестными структурными элементами.
• Исследование, проведенное профессором Андреасом Зумбушем (кафедра химии) и профессором Маттиасом Фуксом (кафедра физики), позволяет по-новому взглянуть на нерешенную проблему стеклования.
• Эксперименты с эллипсоидными коллоидами показывают, что жидкое стекло образуется, потому что частицы могут двигаться, но не могут вращаться, что приводит к локальным скоплениям частиц, которые препятствуют друг другу и, таким образом, препятствуют формированию упорядоченного состояния вещества.
• Исследование было инициировано в рамках Центра совместных исследований (CRC) 1214 Университета Констанца «Анизотропные частицы как строительные блоки: изменение формы, взаимодействия и структур», которое финансировалось Немецким исследовательским фондом (DFG) с 2016 по 2020 год.

Жидкое стекло: новое состояние вещества

Новое исследование, опубликованное в Трудах Национальной академии наук , сообщает об открытии нового состояния вещества: жидкого стекла.Химики и физики из Констанцского университета, стоящие за исследованием, говорят, что это новое состояние материи показывает ранее неизвестные структурные элементы.

Стекла уникальны по своим химическим свойствам, потому что, в отличие от других материалов, они не следуют обычным схемам кристаллизации при преобразовании из жидкости в твердое тело. В очках молекулы «замораживаются» на месте до кристаллизации, по сути, переходя в метастабильное физическое состояние, которое ученые до сих пор не до конца понимают.Дилемма превращения стекла в жидкость и наоборот известна как стеклование.

В этом недавнем исследовании группа Констанца под руководством профессоров химии и физики Андреаса Цумбуша и Матиаса Фукса разработала модельную систему суспензий эллипсоидных коллоидов. Хотя использование коллоидных суспензий является обычным явлением для исследования стеклования, в большинстве суспензий использовались сферические коллоиды. Команда Цумбуша решила спроектировать и разработать эллипсоидные коллоиды, чтобы взглянуть на стеклование под новым углом — это была игра слов.

«Благодаря своим отличным формам наши частицы имеют ориентацию — в отличие от сферических частиц — что порождает совершенно новые и ранее неизученные виды сложного поведения», — объясняет Зумбуш.

Их эксперименты с эллипсоидными коллоидами выявили непредвиденное состояние вещества — жидкого стекла. Другими словами, состояние, в котором частицы стекла могут двигаться, но не могут вращаться. Это состояние создает структуру, в которой частицы группируются вместе, что в конечном итоге препятствует образованию упорядоченного состояния материи.Как объясняет Science Daily: «Они предотвращают образование жидкого кристалла, который был бы глобально упорядоченным состоянием вещества, ожидаемым от термодинамики».

Это открытие претворяет теорию в жизнь и может помочь в разработке самосборных коллоидных сверхструктур. «Это невероятно интересно с теоретической точки зрения», — заключает Фукс. «Наши эксперименты предоставляют своего рода свидетельство взаимодействия между критическими флуктуациями и застывшим светом, к которому научное сообщество добивается в течение довольно долгого времени.«

Источник: PNAS , Science Daily

Ученые публикуют новое открытое состояние вещества: жидкое стекло

Фото: Stock Photos from PHYZZYGRAPHICS / Shutterstock

Вы, наверное, знаете, что существует три классических состояния материи: жидкости, твердые тела и газы. Однако свойства некоторых материалов не поддаются упрощенной классификации. На протяжении десятилетий ученые пытались ответить, почему стеклу не хватает кристаллической молекулярной структуры, характерной для большинства твердых материалов.В недавней статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , было сделано важное открытие, которое помогает объяснить это особое свойство. Оказывается, новое определенное состояние вещества, известное как жидкое стекло , , является ключом к пониманию структуры обычного твердотельного материала, который, как мы все думаем, мы хорошо знаем.

Группа ученых-материаловедов из Университета Констанца в Германии решила определить, что является причиной особой «хоатической» структуры твердого стекла.Они сосредоточили свои усилия на процессе перехода к твердому состоянию. Чтобы изучить это, команда создала коллоиды — частицы эллипсоидного стекла, которые были диспергированы и взвешены в другом веществе. Эти частицы больше, чем молекулы, и можно наблюдать взаимодействие в различных концентрациях. Один из авторов, профессор Андреас Зумбуш, заявил в своем заявлении: «При определенных плотностях частиц ориентационное движение замораживается, в то время как поступательное движение сохраняется, что приводит к стекловидным состояниям, в которых частицы группируются, образуя локальные структуры с аналогичной ориентацией.”

Другими словами, частицы сгруппированы вместе. «Скопления [начали] взаимно препятствовать друг другу и опосредовать характерные дальнодействующие пространственные корреляции», что означает, что они не могли объединиться, чтобы сформировать традиционную жидкую материю. Поскольку частицы также не были твердым телом, их назвали совершенно новым состоянием вещества — жидким стеклом. Теории о жидком стекле существуют давно, но этот эксперимент был первым, в котором было обнаружено существование и поведение образования.Исследователи надеются, что их открытия будут способствовать дальнейшему развитию материаловедения, особенно в отношении других стеклообразных веществ.

Ученые открыли новое четвертое состояние вещества — жидкое стекло

.

Фото: Стоковые фотографии из JOKER1991 / Shutterstock

Используя эллиптические частицы в качестве коллоидов, исследователи наблюдали за поведением частиц, чтобы понять, как материал образует жидкое стекло.

Эллипсоидальные частицы в кластерах жидкого стекла.(Фото: исследовательские группы профессора Андреаса Цумбуша и профессора Маттиаса Фукса)

ч / т: [IFL Science]

Статьи по теме:

Очень хорошо сохранившийся шерстистый носорог обнаружен в тающей вечной мерзлоте Сибири

Ученые разработали термохромное окно, которое превращает солнечный свет в электричество

Ученые обнаружили, что ваш мозг наполовину бодрствует, когда вы спите в новом месте

Исследование показало, что все голубоглазые люди имеют общего предка

Почему жидкое стекло должно быть новым делом

Стекло — это, как ни странно, загадочный материал.Недавние исследования в Университете Констанца пришли к выводу, что жидкое стекло — это новое состояние вещества с необычными свойствами.

(Фото: Ngwenya Glass / Wiki Commons)

Что такое жидкое стекло?

Стекло производится из множества природных и сырых материалов, таких как кальцинированная сода, известняк и песок.

Вопреки широко распространенному мнению, стекло не является ни жидкостью — будь то переохлажденным или каким-либо другим способом — ни твердым телом. Стекло — это аморфное твердое тело, находящееся между твердым телом и жидкостью.Вот почему стекло можно выдувать, прессовать, разливать и формовать в различные формы.

Хотя стекло является повсеместным материалом, присутствующим в нашей повседневной жизни, оно также представляет собой серьезную научную головоломку.

Жидкое стекло, с другой стороны, представляет собой прозрачный нетоксичный материал, который может покрыть практически любую поверхность, не создавая опасности. Покрытие эластичное и дышащее, что делает его идеальным покрытием для большинства продуктов.

Технически называемый диоксидом кремния (SiO2), он состоит из почти чистого кремния, что придает ему высокую температуру плавления.Революционный продукт позволяет пользователям защищать промышленные и бытовые поверхности с помощью прочного, легко очищаемого и невидимого покрытия жидкого стекла.

Отъезд: производство под высоким давлением улучшает стекло для оптоволоконных кабелей

Почему жидкое стекло — это новое состояние материи

Команда Университета Констанца открыла свойства жидкого стекла, используя модельную систему коллоидных суспензий. Смесь включает крупные твердые частицы, взвешенные в жидкости.

Обычно используются сферические частицы, но команда использовала продолговатые частицы, чтобы лучше понять, в каком направлении будут указывать частицы.

Исследователи протестировали различные концентрации частиц в жидкости, отслеживая и наблюдая, как частицы будут вращаться в различных условиях.

В конце концов, данные свидетельствуют о том, что при более высокой концентрации частицы будут блокировать друг друга от вращения, при этом сохраняя подвижность, образуя состояние жидкого стекла.

Андреас Замбуш, ведущий автор исследования, говорит: «При определенных плотностях частиц ориентационное движение застыло»

На протяжении десятилетий ученые предсказывали свойства жидкого стекла, но только сейчас это наблюдение было сделано.

Маттиас Фукс, старший автор исследования, объясняет: «Это невероятно интересная точка зрения. Наши эксперименты предоставляют своего рода свидетельство взаимодействия между критическими флуктуациями и застывшим светом».

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, объясняет, что в жидких стеклах ориентационные степени свободы заморожены, а перевод бесплатный.

Данные, собранные в ходе исследования, дают представление о стекловании, тем самым выявляя дополнительное состояние вещества, за которым научное сообщество следило в течение десятилетий.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: Первый в мире петабайтный жесткий диск со стеклом для увеличения емкости хранения

Узнайте больше новостей и информации о волоконной оптике на сайте Science Times.

Стекло — это жидкость или твердое тело?

Стекло — это аморфная форма вещества.Это твердое тело. Возможно, вы слышали разные объяснения того, следует ли классифицировать стекло как твердое или как жидкое. Вот взгляд на современный ответ на этот вопрос и его объяснение.

Ключевые выводы: стекло — это жидкость или твердое тело?

• Стекло твердое. Имеет определенную форму и объем. Не течет. В частности, это аморфное твердое вещество, потому что молекулы диоксида кремния не упакованы в кристаллическую решетку.
• Причина, по которой люди думали, что стекло может быть жидкостью, заключалась в том, что старые стеклянные окна были толще внизу, чем вверху.Стекло в некоторых местах было толще, чем в других, из-за способа изготовления. Он был установлен более толстой частью внизу, потому что он был более устойчивым.
• Если вы хотите разбираться в технике, стекло может стать жидкостью, когда оно нагревается до плавления. Однако при комнатной температуре и давлении он остывает до твердого состояния.

Стекло — это жидкость?

Учитывайте характеристики жидкостей и твердых тел. У жидкостей есть определенный объем, но они принимают форму своего сосуда.Твердое тело имеет фиксированную форму, а также фиксированный объем. Итак, чтобы стекло было жидкостью, оно должно иметь возможность изменять свою форму или текучесть. Стекло течет? Нет!

Вероятно, идея о том, что стекло — это жидкость, пришла из наблюдения за старым оконным стеклом, которое внизу толще, чем вверху. Это создает впечатление, что сила тяжести могла вызвать медленное течение стекла.

Однако стекло , а не течет со временем! Старое стекло может иметь разную толщину из-за способа изготовления.Выдувное стекло не будет иметь однородности, потому что воздушный пузырь, используемый для разжижения стекла, не расширяется равномерно через первоначальный стеклянный шар. Стекло, которое было закручено в горячем состоянии, также не имеет однородной толщины, потому что исходный стеклянный шар не является идеальной сферой и не вращается с идеальной точностью. Стекло было вылито, когда расплав стал толще с одного конца и тоньше с другого, потому что стекло начало охлаждаться в процессе заливки. Имеет смысл, что более толстое стекло либо образуется на дне пластины, либо будет ориентировано таким образом, чтобы сделать стекло как можно более устойчивым.

Современное стекло производится ровной по толщине. Когда вы смотрите на современные стеклянные окна, вы никогда не увидите, что стекло в нижней части становится толще. Любое изменение толщины стекла можно измерить с помощью лазерных технологий; таких изменений не наблюдалось.

Флоат-стекло

Плоское стекло, которое используется в современных окнах, производится методом флоат-стекла. Расплавленное стекло плавает на ванне с расплавленным оловом. Азот под давлением подается на верхнюю часть стакана, чтобы он приобрел зеркально-гладкую поверхность.Когда охлаждаемое стекло помещается вертикально, оно имеет и сохраняет однородную толщину по всей своей поверхности.

Аморфное твердое тело

Хотя стекло не течет как жидкость, оно никогда не достигает кристаллической структуры, которую многие люди ассоциируют с твердым телом. Однако вы знаете о многих твердых телах, которые не являются кристаллическими! Примеры включают брусок, кусок угля и кирпич. Большая часть стекла состоит из диоксида кремния, который при правильных условиях действительно образует кристалл.Вы знаете этот кристалл как кварц.

Физическое определение стекла

В физике стекло определяется как любое твердое тело, которое образуется в результате быстрой закалки в расплаве. Следовательно, стекло по определению твердое.

Почему стекло должно быть жидкостью?

В стекле отсутствует фазовый переход первого рода, что означает, что у него нет объема, энтропии и энтальпии во всем диапазоне стеклования. Это отличает стекло от обычных твердых тел, так что в этом отношении оно напоминает жидкость.