Содержание
Жидкое стекло. Состав и свойства. Применение и особенности
Жидкое стекло – название водного раствора силиката калия или натрия, который широко используется в строительной сфере в качестве гидроизоляции или клеящего состава. Свое название материал получил благодаря внешнему сходству после высыхания со стеклом. Он также прозрачный, но при разбивании не распадается на режущие осколки.
Состав материала
Получение жидкого стекла осуществляется методом переплавки кварцевого песка с добавлением соды, сульфата натрия и угля. Данная технология очень напоминает производство обычного стекла. Существует две разновидности жидкого стекла в зависимости от химического состава: силикат натрия и силикат калия. Оба материала до момента застывания имеют прозрачную пастообразную консистенцию. Иногда они имеют зеленый или желтый оттенок.
Материал продается в различной таре. Это может быть банка на 200-400 мл, пластиковое ведро или большая бочка, объемом 200 л. Это позволяет его покупать как для промышленного применения, так и бытовых целей.
Стекло полученное на калиевой основе нашло применение в направлении производства лакокрасочных материалов, в частности силикатных красок. Оно увеличивает их химическую устойчивость, обеспечивает гладкость, высокую адгезию к поверхности, долговечность.
Жидкое стекло на натриевой основе в основном добавляется в строительные растворы, в частности бетон. Оно способствует увеличению их прочности. Стекло наделяет растворы антисептическими качествами. В них не развиваются микроорганизмы. Это очень важно во влажных помещениях.
Свойства жидкого стекла
Материал имеет широкий перечень важных качеств, позволяющих его использовать в строительной и других сферах. В первую очередь к ним относится:
- Влагонепроницаемость.
- Глубокое заполнение пор.
- Антисептичность.
- Электростатичность.
- Термоизоляционность.
Материал может применяться в качестве влагозащитной пропитки для строительных материалов, что увеличивает срок их службы. При этом важно отметить несовместимость жидкого стекла с кирпичом. Стекло обладает антисептическими свойствами. Оно позволяет уничтожить бактерии, грибки, плесень. Стекло убивает их при нанесении сверху, и в дальнейшем препятствует повторному появлению. В связи с этим его часто изначально добавляют прямо в состав строительного раствора.
Материал является огнестойким. Обработанная им поверхность меньше склонна к воспламенению. Жидким стеклом пропитывают гаражные шторы. Это исключает их возгорания от попадания искр и окалины, к примеру, образуемых при работе электросварки. Обработанная им поверхность становится электростатичной.
Срок службы покрытия из жидкого стекла составляет не менее 5 лет. Уровень эффективности материала напрямую зависит от количества слоев его нанесения. Жидкое стекло отличается от большинства аналогов более низкой стоимостью, поэтому существенно превосходит их по популярности. Однозначно оно не превосходит другие узкоспециализированные материалы, но обладает достаточными качествами для успешного применения в том или ином направлении.
Наличие запаса жидкого стекла позволяет его израсходовать в самых разных ситуациях, начиная от гидроизоляции, и заканчивая склеиванием древесины, керамики или даже изготовление предметов декора. Это один из самых универсальных строительных материалов.
Где применяется жидкое стекло
Материал выпускается в емкостях различного объема, в разной концентрации, что определяет сферы его применения. Стекло способно вступать в химическую реакцию с жидкими, твердыми и газообразными веществами. Оно увеличивает их клейкость и вязкость.
Примером универсальности материала может послужить обычный силикатный канцелярский клей. Он является слабой концентрацией жидкого стекла. Материал используется в самых разнообразных сферах, поэтому производится промышленностью в огромном количестве.
В основном его применяют в направлениях:
- Строительства.
- Производства красок.
- Изготовления клеев.
- Декорировании.
Использование в строительстве
Данная сфера применения жидкого стекла наиболее широкая. В основном материал ценится за качественную гидроизоляцию. Для этого его разбавляют водой в пропорции минимум 1:2. При такой консистенции он получается достаточно жидким для качественного проникновения в поры минеральной или древесной поверхности. Раствор глубоко впитывается внутрь, создавая поверхностную пленку, связанную с верхними слоями покрытого объекта. Раствором жидкого стекла обрабатывают фундаменты, чаши бассейнов, подвалы и прочие сооружения.
Жидкое стекло в огромном количестве используется промышленностью для производства стройматериалов. К примеру, он добавляется в затирку для заделки межплиточных швов. На его основе делают клей для линолеума и инженерной доски. Жидким стеклом восстанавливают старые ржавые коммуникации, в частности водонапорные башни. В этом случае он просто наливается изнутри резервуара. Состав растекается по ржавым стенкам, которые используются им в качестве формы. После застывания получается емкость с двумя стенками, внутренняя из которых является устойчивой к коррозии и чистой.
Применение жидкого стекла для гидроизоляции должно осуществляться с точным следованием концентрации растворения. К примеру, его разбавление 1:4 позволит получить на поверхность гладкую оболочку. Она эффективно отталкивает влагу, но является плохим основанием для окрашивания. Если же покраска необходима, то гидроизоляция проводится раствором 1:8. В таком случае он проникает глубоко в поры. В результате основание получается шероховатым, поскольку слегка проступает. Малая концентрация раствора исключает образование застывших наплывов материала, которые достаточно сложно убираются.
Для улучшения защитных качеств при обработке стен, полов, потолков и фасадов лучше наносить слабую концентрацию жидкого стекла, но большое количество раз. Это позволит связать поверхность изнутри, полностью перекрыв проникновение влаги в поры. При этом она укрепляется, становится более устойчивой к разрушению. Способ нанесения раствора значения не имеет. Можно использовать кисть, валик, пульверизатор.
В случае же использования материала для гидроизоляции бассейна, его лучше наносить толстым слоем, а не множеством тонких. В таком случае создается более износостойкое покрытие, адаптированное до постоянного нахождения в водной среде. Кроме этого чаша бассейна, пропитанная жидким стеклом, в покраске не нуждается.
Добавление жидкого стекла в строительные растворы обеспечивает их лучшую устойчивость к влажной среде. Его включают в состав бетона, особенно при заливке фундаментов в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Жидкое стекло нередко добавляют в цементные штукатурки, особенно используемые для отделки влажных помещений. Также оно увеличивает устойчивость фасадных штукатурок.
Бетон или штукатурка с жидким стеклом в составе, при условии его достаточной концентрации, не могут поражаться грибком и плесенью. Попадая на такую поверхность, их споры просто погибают.
Использование в качестве клея
Жидкое стекло обладает мощными склеивающими качествами. Его можно применять для соединения ДСП, ДВП, керамики, фанеры. Однако нужно отметить, что для этих целей лучше подходят узкоспециализированные клеящие составы. Зачастую они держат крепче и сохнут быстрее. Но любой специализированный клей под конкретный материал стоит дороже жидкого стекла. В связи с этим если требуется соединение среднего качества, то силикатный клей вполне приемлем.
Клеящие качества позволяют использовать пропитку жидким стеклом не только для гидроизоляции, но и укрепления верхнего рыхлого слоя поверхности. Им можно пропитывать бетонную стяжку для предотвращения образования на ее поверхности пыли по мере истирания. Частицы стяжки, пропитанные клеем, держатся между собой крепче, поэтому пыль образовывается в меньших количествах.
Жидкое стекло применяется для заклеивания сучков на живой древесине. Оно более эффективно, чем садовый вар. После спила ветки силикатный клей наносится на срез. Застыв, он препятствует проникновению влаги, воздуха. Он исключается испарение сока из ствола. Кроме этого пленка образованная жидким стеклом исключает развитие гнили. Она является надежной защитой от проникновения насекомых.
Бытовое применение
Свойства, которыми обладает материал, позволяют его использовать в быту. К примеру, им пропитывают ткани, для обеспечения их огнеупорности. Конечно, речь не идет об одежде, а о чехлах, театральных шторах и т.д. Вещество может даже использоваться для чистки посуды. К примеру, рекомендуют кипятить старые сковородки в растворе жидкого стекла приготовленного в пропорции 1:25. Правда длительность такого кипячения составляет 2 часа. Подобная обработка позволяет убрать копоть и жир, вернув сковороде абсолютную чистоту. От кипячения нагар размягчается и в дальнейшем просто стирается губкой.
Жидкое стекло используется в дизайне для изготовления наливных декоративных полов. Его применение обходится в разы дешевле, чем использование эпоксидных составов. Хотя нужно отметить, что последние в этом качестве более стойкие. Из жидкого стекла делают самодельные витражи. После застывания оно напоминает обычное стекло. Добавляя в состав колоранты можно менять его оттенок. Застыв, оно останется прозрачным.
Похожие темы:
Жидкое стекло: виды, свойства, сферы применения
Строительный рынок представлен огромным количеством практичных и эффективных материалов, которые применяются при проведении строительно-ремонтных работ. Одним из них является жидкое стекло, которое благодаря уникальной вязкой структуре и высоким эксплуатационным характеристикам используется для обустройства надежной гидроизоляции различных типов поверхностей.
Что такое жидкое стекло? Оно представляет собой водный щелочной продукт, созданный на основе силикатов натрия и калия. Существует другое название стекла – силикатный клей. Технология изготовления материала предусматривает плавление натриевых и калиевых солей при воздействии высокой температуры.
Разновидности жидкого стекла
Впервые жидкое стекло было изобретено немецким минерологом в начале 19-го века, с тех пор его первоначальный состав остается практически неизменным.
С использованием современных технологий производятся следующие типы стекла:
- Натриевое стекло. Вязкий раствор на основе натриевых солей, обладает повышенной прочностью и адгезией с минералами различной структуры. Он устойчив к возгоранию, перегреву и деформациям.
- Калиевое стекло. Продукт, разработанный на основе калиевых солей, обладает рыхлой структурой и высокой гигроскопичностью. Подобная поверхность исключает появление бликов, устойчива к перегреву и повреждениям.
- Литиевое стекло. Раствор, который производится в ограниченных количествах, благодаря своей структуре обеспечивает термическую защиту любому основанию.
Все разновидности стекла относятся к категории монощелочных продуктов. Кроме того, существуют растворы комбинированного и комплексного типа импортного производства.
Свойства и преимущества материала
Внешне жидкое стекло напоминает тягучую резиновую массу, которая после затвердения создает прочную водонепроницаемую основу.
Выделяют основные свойства жидкого стекла:
- водоотталкивающее – предотвращает проникновение воды;
- антисептическое – защищает от образования опасных микроорганизмов и грибка;
- антистатическое – препятствует образованию электростатического разряда;
- огнеупорное – защищает от возгорания и негативного воздействия кислотосодержащих компонентов;
- отвердевающее – обеспечивает повышенную прочность и износостойкость обработанного основания.
Подобные характеристики выявляют ряд существенных преимуществ материала:
- быстрое заполнение мелких щелей и пор, защита деревянных и бетонных оснований;
- создание прочной влагозащитной пленки;
- невысокая стоимость и экономный расход материала;
- длительный срок службы;
- возможность проведения работ в помещениях с высоким уровнем влажности.
Использование жидкого стекла предусматривает соблюдение специальных правил:
- Стекло не применяется для гидрозащиты оснований из кирпича.
- Для повышения прочности стеклянной пленки необходимо использовать дополнительные варианты гидроизоляции.
- Быстрое затвердевание материала требует опыта и навыков работы с ним.
- До начала работ поверхность тщательно очищается от мусора и пыли. После чего обрабатывается грунтовкой глубокого проникновения. Далее выполняется грунтовка жидким стеклом с равномерным распределением по всей рабочей зоне.
Области использования жидкого стекла
Материал нашел свое применение во многих сферах человеческой деятельности – в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и быту.
Использование ЖС в строительстве
Благодаря высокой адгезии стекло все чаще используется в строительной сфере:
- Для гидроизоляции подвалов, чердаков и фундаментов. Оно защищает бетон от повышенной влажности, ультрафиолетового излучения и возгорания.
- Для гидроизоляции колодцев, скважин и бассейнов. В местах прямого контакта бетонной поверхности с водой материал обеспечивает надежную защиту от разрушения и деформации. Раствор наносится тонким слоем в несколько этапов на внутреннюю часть стен гидросооружений.
- Для кладки отопительного оборудования – каминов и печей. Раствор готовится с добавлением огнеупорного цемента и песка.
- Для производства декоративных материалов – замазок, гидрофобизаторов, красящих и клеевых составов.
- Для изготовления антисептических составов, применяемых при обработке бетонных и деревянных оснований.
- Для изготовления защитных растворов, используемых при обработке соединительных стыков в канализационных и водопроводных трубах.
- Для производства прочных красок для дерева, устойчивых к воздействию влаги и высоких температур.
Гидроизоляционное стекло используется и как самостоятельный материал, и в качестве добавок при изготовлении пропиток и смесей.
Применение жидкого стекла в быту
Для чего нужно использовать ЖС в бытовой сфере? Универсальный материал, который применяется для следующего:
- выполнение ремонтных работ – монтаж ПВХ-плитки, пластиковых панелей, линолеума;
- производство герметизирующих составов для труб из металла;
- повышение огнеупорных характеристик различных тканей;
- сельскохозяйственные и садоводческие работы – обработка поврежденных стволов деревьев;
- реставрационные работы – восстановление стеклянных, пластиковых, деревянных и фарфоровых поверхностей;
- производство наливных трехмерных полов;
- реставрация автомобильных кузовов;
- декоративная отделка помещений при использовании потолков подвесного типа, зеркальной и керамической плитки, витражей и панно;
- очистка кухонной посуды и утвари.
Приготовление растворов на основе жидкого стекла
Грунтовочный раствор
Из жидкого стекла можно приготовить грунтовочную смесь для обработки оснований различного типа. Для этого соблюдаются следующие пропорции:
- 2 части цемента;
- 2 части стекла.
Определившись с тем, что такое стекло в жидкой форме, можно рассмотреть варианты приготовления наиболее востребованных растворов на его основе.
В цемент добавляется требуемое количество воды, затем вводится стекло. Ингредиенты перемешиваются строительным миксером до получения тягучей смеси. Сколько сохнет готовая смесь? Продолжительность отвердения – 35 минут, поэтому обработка поверхностей начинается после приготовления смеси. Для нанесения используется мягкая кисть или валик.
Гидроизоляционное средство
Чтобы защитить поверхность от повышенной влаги, образования плесени и грибка, рекомендуется приготовить гидроизоляционную смесь. Для этого используется равное количество ингредиентов:
- 3 части песка;
- 3 части портландцемента;
- 3 части стекла.
Ингредиенты необходимо разбавить с водой для получения густой смеси. Готовый раствор подходит для изоляции гидросооружений.
Огнеупорное средство
Этот раствор обеспечит защиту поверхностей от возгорания. Готовится в следующих пропорциях:
- 1 часть цемента;
- 3 части песка;
- 20 % стекла от общего объема раствора;
- вода.
Вначале замешивается цементно-песчаная смесь на воде, затем вводится стекло. Готовый раствор применяется для каминной и печной кладки.
Антисептический раствор
Антисептики на основе стекла предотвращают образование бактерий, грибка и плесени на бетонных, каменных и деревянных основаниях. Раствор готовится следующим образом:
- 1 часть стекла;
- 1 часть воды.
Для нанесения готового средства на поверхность используется мягкий валик.
Пропитывающее средство
Пропитка для обработки стеновых, потолочных и напольных поверхностей готовится следующим образом:
- 450 г стекла;
- 1 литр воды.
Как использовать готовый раствор? Обработка поверхностей осуществляется в несколько слоев, при этом каждый последующий наносится после полного высыхания предыдущего.
Рекомендации по использованию жидкого стекла
Как пользоваться жидким стеклом при гидроизоляции поверхностей? Пошаговая инструкция предусматривает соблюдение следующих этапов:
- Поверхность тщательно очищается от имеющихся загрязнений.
- При помощи кисти или валика наносится грунтовочная смесь.
- Спустя полчаса добавляется второй слой грунтовки. При этом важно соблюдать равномерное распределение смеси на поверхности.
- Готовится защитный раствор на основе цементно-песчаной смеси и жидкого стекла.
- При помощи шпателя раствор наносится на поверхность тонким слоем.
Материал имеет продолжительный срок эксплуатации в условиях низких температур, поэтому допускается хранение в зимний период на открытом воздухе.
Благодаря высокой эффективности подобный материал имеет широкий диапазон использования. Так растворимое стекло на калиевой основе применяется для изоляции фундаментов, тогда как на натриевой – для защиты бетонных строений, гидросооружений, в садоводстве и бытовой сфере.
Имея представление о том, как сделать жидкое стекло и защитные составы на его основе, можно решить вопросы с гидроизоляцией поверхностей различных типов.
Жидкое стекло – применение в разных отраслях + Видео
Под жидким стеклом понимают щелочной водный раствор силиката натрия либо калия. Часто его называют силикатным клеем. Уникальные свойства этого соединения обусловили его широкое применение в разных сферах промышленности и в быту.
Как производится силикатный клей?
Жидкое стекло впервые было изготовлено минерологом и химиком из Германии фон Фуксом в 1818 году. Сейчас данный материал производят по разным технологиям. Самыми распространенными являются следующие:
- Помещение в щелочные растворы диатомитов, трепелов, опок и других видов кремнистого сырья, где оно растворяется при сравнительно малых температурах и обычном давлении.
- Обработка гидроксидом натрия (в концентрированном виде) соединений, которые содержат кремний. Такая операция выполняется в специальном автоклаве.
- Сплавление соды и кварцевого песка для строительных работ.
Силикатный клей
Силикатный клей продается либо в виде сухого порошкообразного вещества, которое необходимо разбавлять в определенных пропорциях водой (особенности этого процесса содержит инструкция к жидкому стеклу), либо как раствор, готовый к использованию. Для применения в быту разумнее брать уже подготовленный состав. А вот строительные и промышленные предприятия нередко заказывают описываемый материал в сухом виде.
Основным показателем химсостава клея считается его силикатный модуль. Эта величина указывает на выход в раствор кремнезема. Также она описывает соотношение окисла кремния к оксидам калия либо натрия, которые содержатся в силикатном клее. При этом стоит знать, что качество стекла по показателю модуля не определяется.
Ключевые характеристики жидкого стекла – вискозность и плотность
Растворы рассматриваемого жидкого соединения включают в себя и разнообразные высокомерные формы, и простейшие ортосиликаты мономерного типа. Величина полимеризации жидкого стекла имеет непостоянное значение. Она изменяется при колебаниях соотношения щелочи и кремнекислоты, а также зависит от концентрации, которой характеризуется силикатное вещество.
Жидкое стекло
Важнейшим показателем качества силикатного клея является вискозность. Она становится меньше при увеличении температуры, при которой происходит изготовление материала, и повышается при увеличении концентрации силикатного раствора. Также вискозность становится выше при внесении в стекло хорошо растворимых солей. Узнать точное значение данной величины можно при помощи специальных приборов – вискозиметров.
Они имеют разную конструкцию, но используют при работе одну методику – замер скорости, с которой в жидком соединении происходит падение шарика, сделанного из стали. Для измерения плотности силикатного клея применяют обычный аэрометр. Он способен максимально достоверно указать реальную плотность соединения даже тогда, когда анализу подвергается малая порция раствора. Данная величина изменяется при колебаниях (в том числе и при незначительных) соотношения щелочной и кремнекислотной составляющей стекла.
Другие свойства силикатного клея
Активное применение жидкого стекла в строительстве и других отраслях обуславливается, как было сказано, особыми характеристиками этого материала. Его высокие вяжущие свойства зависят от точки варки (иначе говоря – температуры разжижения), которая варьируется в пределах 760–870 °С. Силикатный клей характеризуется значением рН на уровне 11–13 единиц. При этом его часто называют нейтральным, что неверно.
Применение в строительстве
Изменить показатель рН раствора на значительную величину невозможно. Если добавить к нему от 10 до 100 частей воды, рН изменится максимум на одну единицу, и станет равным 10–12. Отвердевает описываемый клей при разных температурах – от -2 до +10°. При разбавлении он возвращается в начальное состояние, не теряя при этом свои свойства. Правда, хранить клей при отрицательных температурах нежелательно из-за риска появления кристаллов на его поверхности. После разогрева устранить их не получится.
Сушка стекла осуществляется при повышенных и при естественных температурах. Производители для ускорения процесса обычно высушивают готовую продукцию при температуре около 375 °С. Силикатный клей растворяется в воде без остатка. Если в его раствор добавить солевые соединения, кетоны, алкогольсодержащие вещества, аммониак либо альдегиды, отмечается так называемый «высаливающий эффект». С органическими соединениями описываемое стекло несовместимо, за исключением мочевины, спирта и сахара.
Применение «чудо-клея» в современном строительстве
Главными потребителями описываемого материала считаются предприятия строительной сферы. Широко распространено применение жидкого стекла в бетоне. Силикатный клей характеризуется относительно небольшой стоимостью. И при этом он существенно улучшает эксплуатационные свойства бетонного раствора, гарантируя последнему отличную гидроизоляцию. Кроме того, жидкое стекло имеет высокие антибактериальные возможности.
За счет этого на бетоне, в который оно добавляется, никогда не появляется плесень, и не заводится грибок. Все бассейны в наши дни, а также конструкции, работающие при постоянно высокой влажности, бетонируются составами, содержащими рассматриваемый нами «чудо-клей». Стоит принимать во внимание то, что застывание жидкого стекла происходит достаточно быстро. И в некоторых случаях смешивать его с бетоном перед началом работ нельзя. Строители нашли выход из такой ситуации.
Они используют «хитрый» способ, предполагающий обработку уже возведенной конструкции из бетона раствором воды и жидкого стекла (составляющие этой смеси берутся в равных количествах). Силикатные растворы хорошо подходят для борьбы с просадкой грунта под возведенными зданиями и сооружениями. В данном случае рекомендуется использовать именно жидкое стекло, применение которого не требует выполнения каких-либо масштабных работ.
Обработка поверхности жидким стеклом
Силикатный клей при борьбе с просадками закачивается в грунт под постройку по одной из двух схем:
- Одномоментный способ – формируется смесь из специального отвердителя и жидкого стекла, которая и подается под здание.
- Последовательная методика – первым закачивают стекло, затем – состав для отвердения.
Распространена пропитка штукатурки и древесины жидкими силикатными растворами (об этом мы расскажем ниже). Силикатный клей также добавляют в цинксиликатную краску, которая обеспечивает защиту металлических изделий от коррозионных проявлений на протяжении 25–30 лет! Входит жидкое стекло и в состав современных древесно-стружечных плит. Их пропитка «чудо-клеем» делает любые изделия из дерева прочными и очень устойчивыми к сжатию.
Об областях использования жидкого стекла
Пропитка оштукатуренных и бетонных поверхностей силикатным раствором гарантирует получение превосходного антисептического эффекта. Покрытия становятся устойчивыми к влиянию агрессивных внешних факторов, дымовых газов, высокой влажности и улучшают другие свои эксплуатационные характеристики. Они обретают:
- прочность на истирание;
- высокий показатель твердости;
- способность «запирать» различные неровности и поры, образующиеся в покрытиях (такие поры разрушают слой бетона или штукатурки).
Пропитка дерева (строительных изделий из древесины), бетона и оштукатуренных поверхностей бывает разной. Чаще всего используется способ, при котором пропиточный состав наносится на укрепляемое покрытие краскопультом либо обычной малярной кисточкой несколько раз. Такая методика называется глубокой обработкой поверхностей. Есть и более «щадящий» способ защиты штукатурки, бетона и дерева. Он предполагает обработку покрытия всего один раз.
Жидкое стекло, кроме всего прочего, используется при производстве:
- гидро- и огнеупорных красящих составов для изделий из дерева;
- замазок для труб из чугуна, эксплуатируемых в водопроводных сетях;
- кислотоупорных цементных смесей;
- плиточного клея;
- растворов для очистки машинных масел;
- электродов для сварочных работ;
- клеящих составов для соединения изделий из целлюлозы.
А в быту силикатные растворы издавна применяются садоводами для обработки стволов деревьев. Сейчас на смену жидкому стеклу приходят более современные составы для ухода за растениями. При этом многие садоводы-любители отдают предпочтение именно недорогому и проверенному временем силикатному клею.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Жидкое стекло и его применение в строительстве
Жидкое стекло — это материал, состав которого схож с обычным стеклом. Чаще всего его используют в строительстве при проведении различных видов работ. Давайте поговорим о том, какими свойствами обладает жидкое стекло, как правильно его выбрать и для каких работ его можно использовать.
Жидкое стекло или, как его по-другому называют, силикатный клей, представляет собой водно-щелочной раствор силикатных солей калия или натрия. Его получают различными способами. Как правило, путем воздействия раствора всех перечисленных компонентов на материал, содержащий кремнезем в условиях постоянной температуры. Другой способ — это обжиг смеси кварцевого песка и соды. В результате получают вещество, вязкое по своей структуре и обладающее хорошими водоотталкивающими и адгезивными свойствами.
Жидкое стекло чаще всего применяют для выполнения таких работ:
- гидроизоляция различных поверхностей, в частности, стен, полов, потолков, перекрытий, фундаментов, цоколей, а также бассейнов, колодцев и других емкостей. Для этого жидкое стекло смешивают в равных пропорциях с цементом, песком и водой;
-
антикоррозийная обработка металлов в комбинации с цементом; -
огнезащита и антисептирование деревянных конструкций; -
изготовление огнеупорного состава для дымоходов, каминов, печей и т. д.; -
склейка между собой бумаги, картона, дерева, стекла, фарфора и т. д.; -
как компонент для изготовления краски для фасадов зданий.
Достоинства и недостатки жидкого стекла
Жидкое стекло, помимо гидроизолирующих свойств, обладает массой других достоинств, а именно:
- абсолютная безопасность и экологичность;
-
огнестойкость; -
хорошая проникающая способность; -
высокая адгезия; -
низкий уровень теплопроводности, что позволяет использовать его и для теплоизоляции; -
антисептическое действие, поэтому этот материал нашел свое применение в садоводстве при обработке деревьев, в отделочных работах для борьбы с грибком и плесенью и т. д.; -
хорошая эластичность при высыхании, благодаря чему при усадке дома целостность гидроизоляции не нарушается; -
относительно доступная стоимость; -
возможность применения даже в условиях чрезмерной влажности.
Стоит также заметить, что данное вещество имеет большую скорость высыхания, поэтому для работы с ним необходим определенный опыт.
Разновидность и характеристика жидкого стекла
В зависимости от своего состава жидкое стекло подразделяется на два вида.
- Натриевое жидкое стекло — его основу составляет силикат натрия. Данное вещество обладает хорошими клеящими способностями, отлично взаимодействует с различными минералами. Такой материал можно применять в любых климатических условиях. Его используют в процессе армирования фундаментов, в производстве бытовой химии, изделий из стекла, бумаги, фарфора, в качестве антисептика и т. д.
-
Калиевое жидкое стекло — производится на основе нитрата калия. Обладает аналогичными свойствами, что и предыдущий вид, а именно стойкостью к повышенной влаге, воздействию кислот, атмосферным явлениям и т. д. Однако в отличие от натриевого жидкого стекла, калиевое не образует бликов на обрабатываемой поверхности. Благодаря этому его применяют при проведении наружных малярных работ, в производстве малярных или силикатных красок и т. д.
Особенности работы с жидким стеклом
Жидкое стекло можно найти в продаже в готовых смесях, которые предназначены для выполнения того или иного вида работ. Это наиболее удобный вариант, так как ничего не нужно разводить. Однако стоимость таких составов достаточно высока для простого обывателя. Поэтому чаще всего используют отдельные компоненты (цемент, бетон, песок и другие добавки), которые между собой смешивают в определенных пропорциях в зависимости от вида работ. Причем необходимо строго им следовать, чтобы достичь желаемого результата. Густоту консистенции регулируют с помощью воды. Если в процессе работы раствор загустел, его можно разбавить небольшим количеством воды.
При работе с таким материалом, как жидкое стекло, для защиты открытых участков тела специалисты рекомендуют одевать спецодежду, перчатки для рук и очки для защиты глаз.
Брызги конечно можно удалить механическим способом, однако от наиболее крупных загрязнений не так просто избавиться. Поэтому лучше соблюдать аккуратность. Прежде чем приступать к нанесению состава, обрабатываемую поверхность нужно как следует подготовить: очистить от пыли, грязи, жира, тщательно высушить и только потом производить обработку.
Делают это при помощи кисти или пульверизатора в зависимости от вида работ. Причем все должно происходить оперативно, так как жидкое стекло имеет свойство быстро схватываться. Неопытный мастер может просто испортить материал. Наносят жидкое стекло равномерно по всей поверхности. Его глубина пропитки должна быть больше двух сантиметров, состав наносят в несколько слоев, каждому из которых нужно дать хорошо просохнуть в течение получаса. Такое покрытие эксперты рекомендуют обновлять каждые 3–5 лет.
Рекомендации по выбору жидкого стекла
На рынке жидкое стекло можно встретить в составе большинства уже готовых строительных смесей. Что касается правильного выбора жидкого стекла в чистом виде, то в этом вопросе не должно возникнуть никаких трудностей, так как дорогие или более дешевые составы различных производителей практически ничем не отличаются между собой. Поэтому можно отдать предпочтение любому из них. Единственное, на что стоит обратить свое внимание — это вид жидкого стекла и его предназначение. Как уже упоминалось выше, калиевое жидкое стекло более вязкое по своей структуре, поэтому оно лучше всего подойдет для пропитки и гидроизоляции фундаментов. А вот натриевые составы лучше выбирать для гидроизоляции всех остальных объектов, а также окраски фасадов зданий и т. д.
Таким образом, жидкое стекло — это доступное средство для выполнения целого комплекса работ, как в строительстве, так и других областях народного хозяйства. Для получения качественного результата необходимо иметь определенные навыки и опыт.
состав, свойства и применение в строительстве |
16 февраля 2016 Бетон, кирпич, фасадные материалы
Многие удивляются, когда узнают, что постоянно сталкиваются с применением жидкого стекла.Силикатный канцелярский клей, который до сих пор школьники используют для склеивания бумаги, а бабушки – для чистки посуды, это и есть жидкое стекло.
Немного истории
Жидкое стекло было получено не так давно, всего 2 века назад. Вряд ли мы надолго запомним имя ученого и формулы полученного вещества. Нам важно лишь знать, что это водный раствор силикатов натрия, калия или лития. В зависимости от основы меняются свойства получаемого вещества и сфера его применения.
Открытие имело большое значение: сырье было недорогим и встречалось повсеместно, процесс получения жидкого стекла оказался несложным, а применение оно нашло во многих отраслях.
Свойства жидкого стекла и сферы его применения
Жидкое стекло имеет несколько полезных свойств, которые обеспечили ему распространение во всех сферах нашей жизни: в быту (кухня, сад), в строительстве и химической промышленности, в производстве огнеупорных материалов и теплоизоляторов, различных шпатлевок, обмазок, огнезащитных пропиток и многого другого.
- Во-первых, это клей в широком смысле слова. Водный раствор силикатов сам по себе обладает хорошей «липкостью», а в сочетании с различными наполнителями превращается в суперклей, которому подвластно все: бумага, стекло, дерево, керамика. Смешивая жидкое стекло с различными шлаками (отходы металлургических заводов), получают материалы для изготовления и ремонта оборудования, работающего в необычных условиях и при высоких температурах.
- Во-вторых, застывает при обычных условиях и образует на поверхности материалов прочную пленку, которая работает как антисептик, защита от воды, от огня, от коррозии и других напастей.
- В-третьих, это экологически чистое и нетоксичное вещество, которое достается нам недорого и хранится долго.
Есть и недостатки, но большинство из них относится к вопросам применения.
Цементно-песчаные смеси с жидким стеклом затвердевают очень быстро и не допускают повторного перемешивания. Работать приходится небольшими объемами, пропорции необходимо соблюдать строго.
Прочность бетона при использовании жидкого стекла снижается, это надо учитывать при проектировании и компенсировать дополнительным армированием.
Пленка силикатного клея в чистом виде без дополнительной защиты недолговечна. При попадании воды жидкое стекло опять растворяется. А покрасить или зашпатлевать ее после затвердевания не удается, к ней ничего не прилипает. Поэтому и встречаются негативные отзывы об использовании силикатного клея.
Видео: Решение проблемы рыхлой стяжки.
Где же применяется жидкое стекло?
- Большая проникающая способность силикатного клея используется при изготовлении различных шпатлевок, красок, замазок и клеев.
- Клей на основе силиката калия придает составу химическую устойчивость. Защитные краски, кислотоустойчивые покрытия для работы в химически агрессивных условиях делают с использованием жидкого стекла.
- Силикатный клей добавляют в стиральные порошки, ткани, бумагу.
- Составы на основе натрия широко используются для гидроизоляции. Добавляя жидкое стекло в бетон, повышают влагостойкость стен подвалов, бассейнов и придают им антисептические свойства. Плесень и грибок исчезают.
- Огнезащитные пропитки, штукатурки и пасты содержат в основе жидкое стекло. К тому же они приобретают антикоррозийные и влагостойкие свойства.
- Цементно-песчаные растворы с добавлением жидкого стекла выдерживают высокую температуру и используются при кладке печей.
- Вспененное стекло – плохой проводник тепла. Многие теплоизоляционные материалы производят с использованием жидкого стекла.
- В быту используется как клей, в саду – для защиты деревьев после прививок и обрезки.
- Последний писк автомобильной моды – полироли на основе жидкого стекла.
Это далеко не полный перечень применения жидкого стекла. В некоторых случаях мы используем его, даже не подозревая это. На строительном рынке представлен богатый выбор материалов, в состав которых уже входит силикатный клей. Но если вы решили использовать свой рецепт шпатлевки или пропитки, вы найдете жидкое стекло и в чистом виде. Только помните: надо соблюдать элементарную технику безопасности.
Применение жидкого стекла в строительстве
Эта сфера наиболее близка частным застройщикам. Не всегда условия строительства идеальны: приходится бороться и с повышенной влажностью, и с грунтовыми водами. При кладке печей нужен огнеупорный раствор, при обустройстве бассейна- водонепроницаемый. Чем пропитать деревянные конструкции для защиты от грибка и огня? Во всех случаях на помощь приходят составы с жидким стеклом.
Укрепление грунта при строительстве
Эта операция проводится в случае невозможности укрепить или заменить грунт под фундаментом другим способом. Раствор жидкого стекла закачивают в почву через полые сваи и грунт каменеет. Таким же образом укрепляют осыпающиеся склоны холмов вдоль дорог и в других местах для безопасности движения.
Гидроизоляция фундамента жидким стеклом
Фундамент всегда находится в неблагоприятных условиях, вода и морозы постепенно разрушают бетон. Чтобы максимально защитить его от воздействия этих факторов применяют разные способы гидроизоляции.
- Введение жидкого стекла в состав бетона обеспечит наилучший результат и фундаменту не потребуется дополнительная гидроизоляция. Пропорции можно посмотреть на упаковке, стандартный состав – 1 л силикатного клея на 10 л бетона. Клей вливают в готовый бетон, быстро перемешивают и незамедлительно используют. Это особенность работы со всеми цементно-песчаными растворами с жидким стеклом. Схватывание происходит буквально в течение 10 – 15 минут и повторно замешивать уже бесполезно. Нельзя также уплотнять бетон вибратором или штыкованием. Другая сложность – правильно рассчитать объемы материалов. Не всегда возможно обеспечить соответствующую скорость работ на большой площади, поэтому более распространен другой способ гидроизоляции фундаментов.
- Обмазочная гидроизоляция жидким стеклом обычно делается с внешней стороны фундамента и является только промежуточным слоем. Стены фундамента очищают от грязи, наносят жидкое стекло, разведенное в пропорции 1 к 2. После просушки наносят еще один слой и оклеивают рулонными материалами и утеплителями.
- Раствор цемента и песка с жидким стеклом в равных пропорциях используют для заделки швов, обработки стен подвалов изнутри, гидроизоляции колодцев и бассейнов. В готовый раствор добавляют жидкое стекло и обрабатывают стенки. Предварительно можно промазать швы чистым силикатным клеем. И, не дожидаясь окончательного высыхания, нанести основной раствор.
Видео: Цементная стяжка после обработки жидким стеклом
Грунтование стен
Для приготовления грунтовки берут равные части цемента и жидкого стекла. Цемент разводят до нужного состояния и добавляют жидкое стекло. В раствор можно добавлять воду при загустевании. Отметим, что такая грунтовка обладает антисептическими и огнезащитными свойствами.
Гидроизоляция колодцев
Еще один состав для обработки колодцев состоит из равных частей жидкого стекла и песка. Смесь очень быстро «застывает», готовят ее маленькими порциями.
Пропитки для дерева
Антисептики для обработки деревянных поверхностей готовят из стекла и воды в равных пропорциях. Наносить этот состав следует на те участки, которые не будут отделываться позднее. Защитная пленка «защитит» не только от плесени, но и от краски, и от шпатлевки.
Для пропитки других материалов количество воды увеличивают вдвое.
Особенности работы с жидким стеклом
Хотя и отмечают нетоксичность силикатного клея, некоторые меры предосторожности необходимы. Работайте предназначенным для этого инструментом: емкости, валики, кисти, миксеры. Не пренебрегайте рукавицами и не допускайте попадания жидкого стекла на открытые участки тела, в лицо и глаза.
Читайте внимательно инструкции по применению, соблюдайте рекомендации по работе с жидкостью.
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:
- 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.
- 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
Жидкое стекло натриевое: применение в строительстве
Что такое жидкое стекло? Жидко стекло – это раствор из силикатных солей, другими словами, силикатный клей. В состав смеси входит калий и натрий. Данные элементы также используют для производства традиционного стекла. Материал назван исходя из составляющих компонентов. Жидкое стекло широко применяют в различных сферах, к примеру, сельском хозяйстве и строительстве. Так как оно имеет подходящие свойства и характеристики.
Как правило, в строительстве используют его для гидроизоляции. А также оно выполняет защитную функцию. Слоем жидкого стекла покрывают стенки бассейнов, колодцев, напольный материал и стены помещений повышенной влажности. Срок эксплуатации конструкции с применением этого материала будет продлён на достаточное количество времени.
Содержание статьи
Основные свойства материала
По мнению профессиональных строителей, жидкое стекло имеет два основных свойства – склеивание строительных элементов и гидроизоляция. Склеенные материалы становятся более прочными и крепко соединёнными между собой.
По составу материалы снаружи крепче, чем внутри. После их обработки жидким стеклом, периферия изделия достигает внутреннего уровня прочности. Жидкое стекло проникает в структуру материала и делает его более крепким. На поверхности образуется водонепроницаемая гладкая плёнка.
Следует знать, что жидкое стекло нельзя наносить на поверхности, которые подлежат дальнейшей окраске, лакированию или покрытию штукатуркой и шпаклёвкой. Так как отделочные материалы не будут связываться с покрытым силикатным клеем.
Обработанные семена жидким стеклом дают возможность получить высококачественный сельскохозяйственный продукт с повышенной устойчивостью к различным заболеваниям растения и эффективным ростом.
Виды силикатного клея
Смесь бывает нескольких видов, в зависимости от компонентов в составе материала. Используемая соль в производстве влияет на основные характеристики и его предназначения.
Жидкое стекло натриевое обладает гидроизоляционными свойствами. Оно может служить добавкой для укрепления растворов для фундаментальной конструкции. И также используется для изготовления клеевых смесей, антисептических средств и огнеустойчивых составов.
Калийный раствор обладает повышенной устойчивостью к химическим воздействиям и атмосферному влиянию. В основном его используют для изготовления красок с защитными свойствами.
Жидкое стекло: применение для гидроизоляции
Свойства клея продлевают срок эксплуатации штукатурки, исключают отслаивание и трещины отделки. Образовывается крепкий продукт силикат кальция после вступления в химическую реакцию жидкого стекла с отделочным материалом.
Производители добавляют жидкое стекло для изготовления плит или блочных элементов с высокой теплоизоляцией. Особенность элементов с использованием жидкого стекла – высокая степень гидроизоляции.
Смесь применяется для укрепления цоколя, фундамента или стен сооружения. Окружающая среда может негативно влиять на конструкцию из традиционных строительных материалов. К примеру, перепад температуры, повышенная влага. Жидкое стекло для гидроизоляции бетона служит как добавочный материал, способный продлит срок службы готовой бетонной конструкции.
Преимущества и недостатки жидкого стекла
Смесь имеет низкую теплопроводность и клеящую структуру. Её покрытие характеризует высокую степень плотности и прочности. При обработке материал выдерживает до 1300 градусов, легко переносит оттаивание и заморозку.
Жидкое стекло может применяться в быту также как антисептик. Состав эффективен при борьбе с плесенью, грибком и прочими вредными микроорганизмами.
Продукт не содержит вредных веществ, безопасен для окружающей среды. Состав не несёт вреда человеку при низких и высоких температурах.
К недостаткам относят высокую щелочную среду смеси. В работе с данным составом нужно надевать перчатки для защиты от повреждений кожи. Попавший клей на накожный покров может образовать ожоги.
Применение силикатного состава
Для получения хорошего результата в работе с данным материалом следует придерживаться технологических рекомендаций. Неправильно нанесенный на основание клей может снизить качество произведенной конструкции.
Жидкое стекло – применение и его особенности:
- На первом этапе нужно очистить рабочую поверхность от загрязнений.
- Если обрабатывается плоскость из бетона, то как правило, не используют чистую смесь. Предварительно производится силикатный раствор с добавлением цементного песка в соотношении 1:10. Нужно цементный песок размеренно распределить по заготовленному раствору.
- Силикат нужно наносить на рабочее основание кистью или валиком.
- Обработка силикатом дерева не требует добавочных материалов. Небольшие деревянные элементы можно окунуть в стекло. Его состав не только покроет внешние стороны изделия, но и немного проникнет в структуру.
- Клей имеет жидкую консистенцию, благодаря которой проникает даже в самые мелкие щели, делает конструкцию монолитной и гидроизоляционной.
Рекомендации профессионалов при работе с продуктом
Для исключения неприятных ситуаций в работе, стоит обратить внимание на следующие советы:
- Жидкое стекло не вносят в готовые растворы. Как правило, его равномерно вводят в водный состав, согласно пропорции.
- Работать с данным строительным материалом можно в пределах температуры от +5 до +30 градусов по Цельсию.
- Грунтовочная смесь изготавливается по пропорции 1:1. То есть, объем жидкого стекла равен объему цемента. Наносится раствор аналогично, как и силикатный клей без добавок.
- Если обрабатываются деревянные элементы, то пропитка изготавливается в соотношении 1:2,5 (жидкое стекло и вода).
- Рекомендовано заготавливать смесь из жидкого стекла в небольших объёмах, так как материал имеет свойство очень быстро схватываться. Работать с таким составом нужно быстро и оперативно.
- Обработка металлических поверхностей требует предварительного обезжиривания специальным средством.
- Проникновения силикатного раствора в однократном нанесении на бетонное основание доходит до 3 мм, и 20 мм в многослойном покрытии.
Особенности материала
Для работы с бетоном, строители используют натриевое жидкое стекло. Оно способствует затвердению залитой бетонной смеси в короткий срок. За интенсивное затвердение материала отвечает алюминат натрия, который возникает в реакции бетонного раствора и силикатного клея.
На сегодняшний день на рынке доступен этот клей от различных производителей. Ценовая политика находится в допустимых значениях. Особенно экономически выгодно использовать жидкое стекло для гидроизоляции.
Нередко жидкое стекло для пола используют в современности. К примеру, укладке линолеума, плитки или заливки полов по различным технологиям. Целесообразно использовать его в качестве замазок для водопроводных труб из чугуна. Современные садоводы используют материал для обрезки деревьев. Покрытый срез ограничивает растение от различных заболеваний и вредителей.
Срок хранения клея не должен превышать один год. Обязательным условием является плотное закрытие ёмкости с материалом и запретный доступ для детей.
Таким образом, жидкое стекло — это уникальный силикатный продукт. Универсальное средство из солей можно использовать в чистом виде и добавлять в строительную смесь. Его свойства дают возможность получить высококачественную работу в быту строительстве и прочих сферах деятельности.
Видео по теме:
Узнайте больше о наших технологиях
Появление Интернета также привело к эволюции человека и создало более зрелое и хорошо осведомленное общество, в котором вопросы защиты, санитарии, дезинфекции, борьбы с бактериями и болезнями больше не обсуждаются медиками и конкретными сегментами рынка. Вот почему наша команда Liquid Glass Nanotechnology сосредоточилась на продуктах, которые обладают антибактериальными свойствами, создавая защитный нанослой, на котором бактерии не могут расти, делая его более качественной и чистой поверхностью для всех.
Итак, какое место занимает Liquid Glass Nanotech в этой новой технологической революции?
Liquid Glass и все продукты Nanotech создали эволюцию защиты всех поверхностей, которая скоро станет революцией. Нанослойное покрытие Liquid Glass может располагаться на любой поверхности, создавая защитный слой, который является гидрофобным (отталкивает воду), олеофобным (отталкивает масла, уменьшает отпечатки пальцев) и устойчивым к истиранию. Этот нанослой в 500 раз тоньше человеческого волоса, поэтому Liquid Glass для большинства из нас совершенно невидим и, как следствие, не меняет внешний вид защищаемой поверхности.Другими словами, например, после покрытия вашего мобильного телефона жидкостью Crystalusion — Liquid Glass Protection, ваш телефон получит преимущества от вышеупомянутых желаемых характеристик, при этом он будет полностью невидимым невооруженным глазом и не изменит свой внешний вид.
Наконец, с проблемами, с которыми мы сталкиваемся в связи с глобальным потеплением и увеличением потребления нерациональных продуктов, мы руководствуемся необходимостью вывести на рынок экологически чистые натуральные продукты, которые не наносят вред окружающей среде, создавая лучший мир для будущих поколений.«Вау» фактор Liquid Glass заключается в том, что все это может быть достигнуто без ущерба для качества и в большинстве случаев с нанесением покрытий, которые выходят далеко за рамки решений, доступных сегодня на рынке, где многие из них используют вредные токсичные химические вещества. Liquid Glass для ученых основан на Silica , который представляет собой чистейшую форму стекла, что упрощенно, по сути, представляет собой песок. Песок — это то, что не вредно и доступно в изобилии, что делает эту технологию перспективной для будущих поколений.
Факт или вымысел ?: Стекло — это (переохлажденная) жидкость
В средневековых европейских соборах стекло иногда выглядит странно. Некоторые панели внизу толще, чем вверху. Кажется, будто твердое стекло расплавилось. По словам гидов, интернет-слухов и даже учителей химии в старших классах, это свидетельство того, что стекло на самом деле является жидкостью. А поскольку стекло твердое, оно должно быть переохлажденной жидкостью.
Стекло, однако, на самом деле не является ни жидкостью — переохлажденной, так и твердой.Это аморфное твердое тело — состояние где-то между этими двумя состояниями материи. И все же жидких свойств стекла недостаточно, чтобы объяснить окна с более толстым дном, потому что атомы стекла движутся слишком медленно, чтобы изменения были заметны.
Твердые тела — это высокоорганизованные структуры. «Они включают кристаллы, такие как сахар и соль, миллионы атомов которых выстроены в ряд», — объясняет Марк Эдигер, профессор химии из Университета Висконсина в Мэдисоне. «Жидкости и стаканы не имеют такого порядка», — отмечает он.Стекла, хотя и более организованы, чем жидкости, не достигают жесткого порядка кристаллов. «Аморфность означает, что в ней нет дальнего порядка», — говорит Эдигер. «С твердым телом — если вы его возьмете, он сохраняет свою форму», — добавляет он.
При изготовлении стекла материал (часто содержащий диоксид кремния) быстро охлаждается из жидкого состояния, но не затвердевает, когда его температура опускается ниже точки плавления. На этом этапе материал представляет собой переохлажденную жидкость, промежуточное состояние между жидкостью и стеклом.Чтобы стать аморфным твердым телом, материал дополнительно охлаждают до температуры ниже температуры стеклования. После этого молекулярное движение атомов материала замедлилось почти до полной остановки, и теперь материал представляет собой стекло. Эта новая структура не так организована, как кристалл, потому что она не замерзла, но она более организована, чем жидкость. По словам Эдигера, для практических целей, например для хранения напитка, стекло похоже на твердое тело, хотя и неорганизованное.
Подобно жидкостям, эти неупорядоченные твердые тела могут течь, хотя и очень медленно.По словам Эдигера, в течение долгих периодов времени молекулы, составляющие стекло, сами превращаются в более стабильное кристаллическое образование. Чем ближе стекло к температуре стеклования, тем больше оно сдвигается; чем дальше от точки перехода, тем медленнее движутся его молекулы и тем более твердым он кажется.
Каким бы ни было проточное стекло, однако, это не объясняет, почему некоторые старинные окна толще внизу. Другие, даже более старые очки не имеют такого же вида плавленого цвета.На самом деле, древние египетские сосуды не имеют такого провисания, говорит Роберт Брилл, исследователь античного стекла из Музея стекла Корнинга в Корнинге, штат Нью-Йорк. Кроме того, соборное стекло не должно течь, потому что оно на сотни градусов ниже температуры стеклования. — добавляет Эдигер. Математическая модель показывает, что для того, чтобы стекло соборов при комнатной температуре перестроилось, чтобы казаться расплавленным, потребуется больше времени, чем существует Вселенная.
Почему старое европейское стекло толще с одного конца, вероятно, зависит от того, как оно было изготовлено.В то время стеклодувы создавали стеклянные цилиндры, которые затем сплющивали, чтобы получилось стекло. Полученные детали никогда не могли быть равномерно плоскими, и рабочие, устанавливающие окна, по той или иной причине предпочитали класть более толстые стороны стекла внизу. Это придает им расплавленный вид, но не означает, что стекло — настоящая жидкость.
Справочник по свойствам стеклянных материалов
В общем, стекло — твердое и хрупкое вещество, обычно прозрачное или полупрозрачное.Он может состоять из смеси песка, соды, извести или других материалов. Самый распространенный процесс формования стекла нагревает сырье до тех пор, пока оно не станет жидким расплавом, а затем быстро охлаждает материал для создания закаленного стекла.
Swift Glass — лидер отрасли в производстве стекла. У нас есть материалы от самых разных производителей стекла, таких как:
Каждый имеющийся у нас материал тщательно отбирается с учетом его физических свойств и уникальных эксплуатационных характеристик.
Некоторые из наших предложений включают:
- Различные варианты смотрового стекла для использования в широком спектре отраслей промышленности
- Стекло SCHOTT BOROFLOAT® , которое используется в различных областях освещения, оптики и стеклянных пластин благодаря своим полезным свойствам, включая превосходную механическую прочность, устойчивость к экстремальным температурам и исключительную прозрачность.
- Кремнеземное флоат-стекло для окон и дисплеев
- Pyrex ® (снято с производства) для использования в средах как низкого, так и высокого давления
- Vycor ® (снято с производства) для оптических приложений, которые работают в условиях высокого давления и высоких температур
Состав и свойства стеклянных материалов
По сравнению со многими другими материалами стекло обладает высокими значениями твердости.Однако большинство типов стекла имеют тенденцию к естественной хрупкости, что делает их уязвимыми к разрушению или растрескиванию в приложениях, где присутствуют удары, давления или напряжения. Чтобы устранить эту врожденную хрупкость, инженеры и производители должны тщательно обрабатывать стекло в соответствии с оптимальными протоколами упрочнения / отпуска.
Типы стекла можно разделить по их механическим и термическим свойствам, чтобы определить, для каких областей применения они будут наиболее подходящими. При выборе важно учитывать следующие свойства стеклянных материалов:
Вязкость
Вязкость — это мера внутреннего трения жидкости или сопротивления потоку.Когда стекло находится в расплавленном жидком состоянии, большинство технологий обработки, которые используют производители, требуют, чтобы его вязкость находилась в определенном диапазоне при определенной температуре. Это называется рабочей точкой или уровнем вязкости, при котором производители могут формировать стекло с помощью выдувания, прессования или других операций.
Прочность
Многие стекла — в зависимости от их конкретного состава — обладают высокой теоретической структурной прочностью. Однако некоторые практические соображения имеют тенденцию значительно снижать их работоспособность.Например, следующие факторы могут привести к неоптимальной прочности стекла:
- Дефекты или дефекты на поверхности стекла
- Тепловые напряжения, возникающие в процессе быстрого охлаждения
- Введение крошечных кристаллов в поверхность путем отжига
Дефекты на поверхности стекла могут стать очагами напряжения. Концентрированное напряжение, создаваемое нагрузкой, которая оказывает большее давление, чем может выдержать теоретическая прочность стекла, обычно вызывает трещину или поломку.Таким образом, трещины или дефекты на поверхности стекла значительно снижают прочность изделия на излом. Тем не менее, производители могут устранить или предотвратить появление этих поверхностных дефектов и трещин за счет точности и осторожности в производственном процессе.
Очки различаются по уровню и крепости. Например:
- Закаленное натриево-кальциевое стекло, также известное как стекло типа III, обладает высокой механической прочностью.
- Алюмосиликатное стекло обладает высокой прочностью на сжатие, что делает его идеальным для использования в солнечных элементах, покровном стекле и сенсорных дисплеях, а также в других областях.
- Боросиликатное стекло обладает исключительной структурной прочностью и часто используется в стеклянных трубках, медицинских устройствах и устройствах для исследования космоса.
Поведение при тепловом расширении
Стекло имеет свойство расширяться при повышении температуры. Кривая теплового расширения стекла обеспечивает инженерам и производителям рассматриваемого стекла три важнейших свойства:
- Коэффициент теплового расширения измеряет скорость расширения в зависимости от температуры.
- Температура перехода показывает начало вязкоупругого поведения и период внезапного расширения.
Стекла различаются по характеристикам теплового расширения и обрабатываемости. Например, кварцевое стекло имеет низкий коэффициент теплового расширения, и поэтому его труднее придать форму или деформировать по сравнению с другими типами стекла.
Применение стеклянных материалов
Стекло как первичный исходный материал используется в очень широком диапазоне приложений и отраслей.Ниже приведен список некоторых распространенных применений стеклянных материалов:
- Стекло жизненно необходимо для производства полупроводниковых пластин. Стеклянные пластины действуют как подложка-носитель, облегчая безопасное обращение с более тонкими и деликатными силиконовыми материалами.
- Дверцы духовки и верхняя часть плиты обычно сделаны из стекла.
- Сектор биотехнологий полагается на пластины из боросиликатного стекла для различных медицинских устройств из-за его прозрачной оптической прозрачности и устойчивости к высоким температурам, радиации и энергии.Стеклянные пластины также действуют как подложка-носитель для защиты силиконовых устройств, используемых в нанотехнологиях.
- МЕМ и электроника. Экраны телевизоров, компьютеров и смартфонов сделаны из стекла. Инженеры используют специальные типы стекла для сенсорных дисплеев. Стеклянные пластины также используются в качестве носителей подложек и упаковки пластин для чувствительных компонентов в микроэлектронных механических системах (MEM) и электронике.
- Автомобили и транспорт. В лобовых стеклах, фарах и фонарях используются специальные стеклянные материалы.Стекло также используется в качестве исходного материала для многих легких, усиленных структурных компонентов, используемых в автомобилях, авиалайнерах, вертолетах, океанских круизерах и других транспортных средствах.
- Медицинская техника. В качестве примера использования стекла в медицине рентгеновские аппараты содержат стекло.
- Возобновляемая энергия. Стекло с низким содержанием железа или сверхпрозрачное стекло имеет крайне ограниченные светоотражающие свойства, что делает его идеальным для покрытий солнечных элементов. Максимальное количество солнечного света может проходить через стеклянную крышку и помогать заряжать солнечную батарею.
- Упаковка интегральных схем (ИС). Стеклянные переходные отверстия (TGV) и стеклянные колпачки на уровне пластины (WLC) используются для защиты ИС от коррозии или ударов для обеспечения оптимальной функциональности. Они служат двойной цели: удерживают контакты внешних цепей на месте.
Партнерство со Swift Glass
Стекло используется во многих отраслях промышленности. Однако важно, чтобы компании использовали стеклянный материал, который лучше всего подходит для желаемого применения.
Вот уже почти столетие Swift Glass является лидером отрасли в производстве высококачественного стекла на заказ. У нас есть опыт, позволяющий удовлетворить уникальные потребности клиентов во многих отраслях, и вы можете быть уверены, что мы доставим превосходную продукцию по разумным ценам.
Если вы хотите узнать больше о том, какой стеклянный материал лучше всего подходит для вашего желаемого применения, загрузите нашу бесплатную таблицу свойств стеклянного материала сегодня или свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатное ценовое предложение для вашего следующего проекта.
Жидкое стекло обнаружено как новое состояние материи
Обыденное, как может показаться, стекло — удивительно загадочный материал. Теперь ученые из Университета Констанца определили новое состояние вещества, называемое жидким стеклом, которое обладает некоторыми необычными свойствами.
Это стойкое заблуждение, что стекло уже — это жидкость, распространяемая дезинформированными учителями средней школы и экскурсоводами.Но технически это не так — стекло — это аморфное твердое тело. Обычно, когда вещество переходит из жидкости в твердое тело, ранее свободно текущие атомы выстраиваются в твердое кристаллическое образование. Но со стеклом дело обстоит иначе: его атомы «застывают» в неупорядоченном состоянии.
По крайней мере, так обычно бывает. В новом исследовании ученые обнаружили форму стекла, в которой атомы проявляют сложное поведение, которое никогда раньше не наблюдалось в объемном стекле. По сути, атомы могут двигаться, но не могут вращаться.
Команда сделала это открытие в модельной системе коллоидных суспензий. Эти смеси состоят из крупных твердых частиц, взвешенных в жидкости, что облегчает ученым наблюдение за физическим поведением атомов или молекул. Обычно эти частицы представляют собой сферы, но для этого эксперимента команда использовала эллиптические частицы, чтобы они могли определить, в каком направлении они указывают.
Диаграмма, показывающая положение и ориентацию эллиптических частиц группы в состоянии жидкого стекла
Исследовательские группы профессора Андреаса Цумбуша и профессора Маттиаса Фукса
Исследователи протестировали различные концентрации частиц в жидкости, отслеживая, насколько хорошо они могут двигаться и вращаться.В конце концов они обнаружили, что при более высоких концентрациях частицы блокируют друг друга от вращения, но они все еще могут двигаться, образуя состояние жидкого стекла.
«При определенных плотностях частиц ориентационное движение застыло, в то время как поступательное движение сохранялось, что привело к образованию стекловидных состояний, в которых частицы сгруппировались в локальные структуры с аналогичной ориентацией», — говорит Андреас Зумбуш, ведущий автор исследования.
Команда утверждает, что наблюдаемое поведение происходит от двух конкурирующих процессов стеклования, взаимодействующих друг с другом.Жидкое стекло предсказывалось десятилетиями, и новое наблюдение предполагает, что аналогичные процессы могут происходить в других стеклообразующих системах.
«Это невероятно интересно с теоретической точки зрения», — говорит Маттиас Фукс, старший автор исследования. «Наши эксперименты предоставляют своего рода свидетельство взаимодействия между критическими флуктуациями и застывшим светом, к которому научное сообщество добивается в течение довольно долгого времени».
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
Источник: Университет Констанца
Новое состояние вещества, обнаруженное учеными
Это материал, который мы используем каждый день, но знаете ли вы, что физические и химические свойства стекла давно сбивают с толку ученых? , 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, образующих 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.
Жидкое стекло: новое состояние вещества
Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , сообщает об открытии нового состояния вещества: жидкого стекла. Химики и физики из Констанцского университета 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 используются сферические коллоиды. Команда Зумбуша решила спроектировать и разработать эллипсоидные коллоиды, чтобы взглянуть на стеклование под новым углом — задуманная игра слов.
«Из-за своей отличной формы 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 реальность 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 колебаниями и застывшим светом, к которому научное сообщество добивается в течение довольно долгого времени».
Источник: PNAS , Science Daily
Новое состояние вещества
Хотя стекло — это повсеместно присутствующий материал в нашем мире, который мы используем ежедневно, оно представляет собой серьезную научную загадку. Исследователи все еще пытаются понять его химические и физические свойства, а это означает, что его истинная природа остается загадкой.
И по сей день ученые открывают новые сведения о материале. Теперь команда физиков и химиков из Университета Констанца обнаружила новое состояние материи, скрытое среди таинственных преобразований между жидким и твердым состояниями стекла. Они называют это жидким стеклом. Это считается новым состоянием материи, потому что оно обладает ранее неизвестными структурными элементами и поведением на микроскопическом уровне, которого никогда раньше не было.
Команда использовала технику конфокальной микроскопии, чтобы наблюдать, как суспензии эллипсоидных коллоидов ведут себя в жидком стекле.В этом явлении отдельные частицы могут двигаться, но не могут вращаться. Это новое состояние существует между твердым телом и коллоидом (например, гелем).
Соавтор, профессор Андреас Зумбуш из химического факультета Констанцкого университета и его коллеги сказали:
Суспензии коллоидных частиц широко распространены в природе и в технике и интенсивно изучаются более века. Когда плотность таких суспензий увеличивается до высоких объемных долей, часто их структурная динамика останавливается в неупорядоченном стеклообразном состоянии, прежде чем они смогут сформировать упорядоченную структуру.
На сегодняшний день большинство экспериментов выполнено с использованием сферических коллоидов. Однако недавний интерес к синтетическим коллоидам как к строительным материалам привел к разработке множества новых методов синтеза коллоидных частиц с определенной геометрией и взаимодействиями.
В экспериментах команда использовала крошечные изготовленные на заказ пластиковые эллипсоидные полиметилметакрилатные коллоиды, смешанные в растворителе, а не сферические частицы. Профессор Зумбуш объяснил:
Благодаря своим отличным формам, наши частицы имеют ориентацию в отличие от сферических частиц, что порождает совершенно новые и ранее неизученные виды сложного поведения.
«Изображение эллипсоидных коллоидов на растровом электронном микроскопе. На вставке показано изображение, полученное с помощью конфокальной микроскопии, с выделением структуры ядро-оболочка. Масштабная линейка — 5 мкм ». (Предоставлено: Roller et al., Doi: 10.1073 / pnas.2018072118.)
Исследователи зафиксировали временное развитие трехмерных положений и ориентации более 6000 эллипсоидальных частиц с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Профессор Зумбуш сказал:
При определенных плотностях частиц ориентационное движение застыло, в то время как поступательное движение сохранялось, что приводило к стеклообразным состояниям, в которых частицы группировались, образуя локальные структуры с аналогичной ориентацией.Мы назвали жидкое стекло 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.
Стекло — не обычное твердое вещество. Во время типичного перехода материала из жидкости в твердое состояние молекулы выстраиваются в кристаллическую структуру. В стакане такого не бывает. Вместо этого молекулы застывают на месте в странном неупорядоченном состоянии до того, как происходит кристаллизация.
Еще страннее жидкое стекло; это два конкурирующих перехода между жидкостью и твердым телом, которые взаимодействуют друг с другом, создавая смесь различных свойств. Исследователи обнаружили, что концентрация и форма частиц имеют решающее значение при создании жидкого стекла. В экспериментах эллипсоидные коллоиды позволили появиться жидкому стеклу, потому что частицы могут двигаться, но не могут вращаться. Ситуация привела к появлению локальных скоплений частиц, которые мешают друг другу и препятствуют образованию упорядоченного состояния вещества.
«Компьютерная визуализация трехмерной реконструкции подмножества объема образца с красно-зелено-синим значением цвета, указывающим ориентацию частиц. Масштабная линейка — 20 мкм ». (Фото: Roller et al., DOI: 10.1073 / pnas.2018072118.)
Соавтор исследования Маттиас Фукс, профессор Констанцского университета в Германии, сказал:
Это невероятно интересно с теоретической точки зрения. Наши эксперименты предоставляют доказательства взаимодействия между критическими флуктуациями и застывшим светом, к которому научное сообщество добивается в течение довольно долгого времени.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.
Выводы могут выходить далеко за рамки стекла, проливая свет на любой сценарий, в котором есть необъяснимое заболевание.Исследователи написали в своей статье:
Наши результаты дают представление о взаимодействии между локальными структурами и фазовыми превращениями. Это помогает руководствоваться такими приложениями, как самосборка коллоидных сверхструктур, а также свидетельствует о важности формы для стеклования в целом.
Остается много безответных вопросов, как всегда со стеклованием. Тем не менее, команда надеется, что это открытие может улучшить наше понимание того, как происходит стеклование в самых маленьких масштабах.
.