Применение жидкого стекла в быту: Область применения и методы использования жидкого стекла

Жидкое стекло – применение, отзывы, характеристики и правила использования

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

Характеристики материала

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

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

Применение жидкого стекла

Жидкое стекло нашло применение в различных сферах деятельности человека, поэтому быстро и компактно перечислить все моменты его применения невозможно.

Но есть те сферы, которые обязательно нужно упомянуть:

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

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

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

Жидкое стекло и бетон

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

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

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

Применение жидкого стекла вне строительства

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

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

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

Загрузка…

Применение жидкого стекла в строительстве

Жидкое, или растворимое стекло – это водно-щелочной раствор силиката натрия, калия или лития. В застывшем виде он имеет вид расплава, прозрачного или слегка окрашенного в желтоватый или зеленоватый цвет.

На отечественном строительном рынке раствор можно встретить под торговым наименованием «силикатный клей».

Виды жидкого стекла

Существует несколько способов получения этого вещества:

• Нагревом под большим давлением сырья, содержащего кремнезём, с гидроксидом натрия, калия или лития;
• Нагревом в высокотемпературных печах кварцевого песка и соды;
• Растворением кремниесодержащих осадочных пород в щелочах с одновременным нагреванием до температуры кипения.

В результате, в зависимости от состава компонентов, получают натриевое, литиевое или калиевое жидкое стекло. Согласно действующим нормативно-техническим стандартам, в нашей стране производятся два вида растворов – калиевый и натриевый.

В небольших объёмах и в качестве опытных партий выпускаются также растворы на основе лития и четвертичного аммония. Для них пока ещё нет четко разработанных стандартов, поэтому их производство регламентируется временными техусловиями исследовательских лабораторий.

Литиевые и аммониевые жидкие стёкла не имеют большого распространения из-за их ничтожно малого производства и высокой себестоимости.

Таблица 1. Способы производства натриево-водного силиката различных типов.

Силикатный раствор натрия

Это наиболее распространённый вид силикатных растворов, отличающийся высокой адгезией с другими материалами, хорошей растворимостью и относительно низкой стоимостью.

Хорошее взаимодействие с различными минералами позволяет добавлять натриевое жидкое стекло в бетон, для улучшения его качества.

Благодаря устойчивости к воздействию внешних факторов, его можно применять для работ на открытом воздухе в регионах с самыми суровыми климатическими условиями.

Материал применяют в следующих областях:

• Строительство. Жидкое стекло применяется для гидроизоляции подвалов, фундаментов, бассейнов. Кроме этого, силикатный раствор натрия можно использовать как теплоизоляционный материал или антисептик – использование в качестве пропитки для древесины повышает её стойкость к поражению грибками и плесенью.
• Металлургия. В металлургической промышленности песчаный раствор с жидким стеклом используют для изготовления форм для отливки.
• Бурение и нефтедобыча. Натриевое стекло применяют для укрепления (силикатизации) буровых скважин, создания разделительной мембраны между нефтеносными и водонасыщенными слоями.
• Химическое производство. С применением растворимого стекла изготавливают средства бытовой химии, лаки, краски.
• В быту возможно применение натриевых силикатов в качестве состава, которым можно клеить фарфор, ткани, керамику, дерево. Вещество включается в состав полиролей для автомобилей, стеклянных и окрашенных поверхностей.

А еще с помощью жидкого стекла можно создавать удивительно красивые столешницы

Калийный раствор

Калиевое стекло также отличается повышенной стойкостью к коррозии, воздействию кислотных сред и перепадам температуры и влажности. Внешне от натриевых силикатов оно отличается тем, что после высыхания имеет матовую поверхность. Ввиду этого его часто используют для нанесения на различные поверхности – покрытие жидким стеклом позволяет избавиться от бликов.

Таблица 2. Виды красок на основе раствора силиката калия и нормативы их расхода.

Себестоимость производства калийных силикатов значительно выше, нежели натриевых, что ограничивает широту их использования в промышленности и быту. Спектр использования в основном ограничен лакокрасочным производством и изготовлением электродов для электросварки. Обработка жидким стеклом любой поверхности придаёт ей огнеупорные свойства.

Технические характеристики и свойства

Эксплуатационно-технические характеристики регламентируются стандартами качества ГОСТ №13-078-81. Они могут несколько различаться для разных типов силикатных растворов и зависят от следующих показателей:

• Вида катиона – калий, натрий, литий, четвертной аммоний;
• Плотности жидкого стекла;
• Значения силикатного модуля;
• Процентного соотношения силикатов к общему объёму вещества.
• Вязкости раствора.

Поэтому, перед тем, как выбрать тот или иной состав следует внимательно ознакомиться с его характеристиками.

Эксплуатационные свойства

Готовые к применению составы обладают следующими свойствами:

• Гидрофобность. Обработка поверхности водными силикатами позволяет создать на ней защитное покрытие, предотвращающее впитывание влаги в мельчайшие поры и микротрещины. Благодаря этому свойству в строительстве широко используется гидроизоляция жидким стеклом;
• Антисептичность. Пропитка деревянных изделий, наружных или внутренних стен зданий предотвращает появление на них грибка;
• Огнестойкость. Силикатные растворы могут выступать в качестве антипиренов, придавая обработанным покрытиям огнестойкие качества;
• Антистатичность. Жидкое стекло после застывания не накапливает на своей поверхности статического электричества, вследствие чего не притягивает к себе пыль и мелкую грязь;
• Свойства отвердителя. Грунтовка поверхностей жидким силикатом позволяет увеличить их плотность благодаря заполнению всех пор и пустот;
• Стойкость к агрессивным химическим средам. Добавка силиката натрия или калия в любые строительно-отделочные смеси – штукатурку, лакокрасочные составы, – повышает их стойкость к воздействию кислых и щелочных сред.

Жидкое стекло достаточно долговечно – время его эксплуатации при нанесении с соблюдением всех технологических условий, может превышать 5 и более лет. На воздухе концентрированная смесь может сохнуть от 10-15 минут до часа. В различных растворах (например, с цементом) сроки застывания составляют от 2-3 часов до суток.

На время затвердения оказывают влияние такие факторы как:

• Показатели влажности воздуха;
• Температура воздуха;
• Пропорции смеси – процент содержания в них силиката.

Таблица 3. Состав и технические характеристики разных типов натриевого стекла.

Жидкие силикатные растворы в строительстве

Как уже отмечалось, вещество широко применяется в строительстве и отделочной сфере:

• С его помощью производится гидроизоляция фундаментов, подвалов и прочих помещений, подверженных воздействию повышенной влажности.
• Благодаря низким показателям теплопроводности, водные силикаты могут использоваться и в качестве обмазочных теплоизоляционных материалов.
• Стойкость к повышенным температурам позволяет использовать силикатные составы для увеличения стойкости конструкционных материалов к повышенным температурам и к открытому огню.

Для чего жидкое стекло добавляют в бетон

Одним из главных направлений использования силикатных растворов в строительстве – добавление их в состав бетона, что позволяет значительно улучшить технические и эксплуатационные свойства. Прежде всего, благодаря повышенной текучести, водорастворимые силикаты заполняют все поры и трещины бетонной поверхности. Это даёт возможность:

• Создать влагозащитный слой. После высыхания бетонные растворы приобретают большую пористость. Поэтому конструкции из бетона подвержены воздействию влаги – вода, заполняя мелкие трещины и поры, в зимнее время превращается в лёд и увеличивается в объёме. В результате внутренние трещины расширяются, что через несколько климатических циклов может привести к растрескиванию и разрушению бетонной заливки. Силикатные составы, заполняя мелкие отверстия, препятствуют проникновению влаги вглубь бетона. Жидкие силикаты также увеличивают скорость схватывания бетона;
• Укрепить поверхность. Особенностью бетонных конструкций является невысокая плотность и пористость верхних слоёв. Поэтому они не особенно стойки к различным внешним воздействиям – от физических нагрузок до перепадов температур. Жидкое стекло, благодаря своим хорошим клеящим способностям, играет для бетона укрепляющую роль, делая его более крепким и стойким к агрессивным внешним воздействиям.
• Произвести антисептическую защиту. Антисептические качества силикатных составов создают защиту бетонных стен от появления плесени и грибковых поражений;
• Повысить жаропрочность бетона.

Нюансы использования жидкого стекла

При изготовлении бетонных составов с использованием водорастворимых силикатов следует помнить, что их высокая концентрация может привести к ухудшению технических свойств бетона. Бетонные растворы должны включать в себя не более чем 3% из жидкого стекла.

Это связано с тем, что со временем силикаты могут вымываться водой, и на их месте остаются раковины и поры, что ведёт к преждевременному разрушению полой конструкции.

Другой негативный момент состоит в ослаблении прочности бетона при переизбытке жидкого стекла. Первоначально, силикаты, увеличивая скорость схватывания бетона, ведут к быстрому набору прочности. Однако, уже через 2 недели этот показатель начинает падать и бетонные растворы, изготовленные по традиционной технологии, обгоняют силикатные по этому показателю.

Чем больше добавлено в состав бетона жидкого стекла, тем ниже получится его прочность после полного застывания.

Защитная силикатная плёнка, образующаяся на поверхности бетонных стен, может значительно ухудшать их адгезию. В результате становится затруднительной декоративная обработка стен – облицовка плиткой, окраска, побелка.

Назначение и применение силикатно-цементных растворов

Цементные растворы, изготовляемые с применением жидкого стекла, могут использоваться для наружной отделки бетонных стен, что позволяет увеличить устойчивость поверхностей к сырости и высоким температурам. Для создания термозащитного слоя используются силикатно-цементные растворы, приготовленные в следующих пропорциях:

• Портландцемент – 65-70%.
• Жидкое стекло – 30-35%.

Структура обычного бетона начинает разрушаться уже при температуре, превышающей 200^оС. Использование обмазочной термоизоляции позволяет поднять этот порог до 1000 и более градусов.

С помощью такого же цементно-силикатного раствора можно создавать влагозащитные слои для бетонных конструкций. Подобным образом производится гидроизоляция подвала, внешних стен фундамента, пола и т.д.

Пропорции замеса зависят от области применения состава. В таблице даны рекомендуемые соотношения цемента и жидких силикатов для того или иного случая.

Область применения	Цемент	Песок	Жидкое стекло
Водостойкая штукатурка	30%	55%	15%
Гидроизоляция бассейнов, подвалов, перекрытий, фундаментных конструкций	35%	55%	10%
идроизоляция колодцев	30%	40%	30%
Грунт-составы	50%	–	50%

При замесе раствора сухой концентрат жидкого стекла растворяется в воде, после чего в неё последовательно добавляются цемент и песок в нужных пропорциях.

Гидроизоляция бетонного пола и стен

При проведении работ по гидроизоляции, следует соблюдать технические рекомендации и нормативы СНиП. При необходимости обработки цементно-силикатным раствором бассейна, наносить жидкое стекло можно как на внутренние, так и на наружные его поверхности. Для улучшения эффекта, возможно произвести комплексную гидроизоляцию.

Силикатно-цементный раствор наносится на бетонную поверхность бассейна 2-3 слоями, при этом каждый последующий слой следует наносить только после полного высыхания предыдущего.

Гидроизоляция пола жидким стеклом производится следующим образом:

1. Производится предварительная подготовка: обеспыливание, зачистка старого покрытия и т.д;
2. Плита покрывается адгезионным грунт-составом;
3. На пол ровным слоем укладывается жидкая стяжка из цементно-силикатного раствора;
4. После «схватывания» стяжки можно приступать к укладке финишного напольного покрытия.

При обработке стен подвала или фундамента, прежде всего производится зачистка и обработка швов и стыков. После высыхания швов обрабатывается вся поверхность стены. Обработка вновь повторяется спустя сутки. Раствор наносится малярной кистью, валиком или штукатурной кельмой.

Условия хранения и техника безопасности

Согласно инструкции от производителя, хранить жидкое стекло следует в ёмкостях из нержавеющей стали, или в таре, изготовленной из полимеров, стойких к воздействию химических сред. Перед этим пластиковые тары должны быть исследованы на устойчивость к воздействию щелочных и кислотных сред, а также воздействию высоких температур.

Ёмкости, изготовленные из оцинкованного железа, алюминиевых сплавов и стекла не годятся для хранения водорастворимых силикатов, так как имеют свойство вступать с ними в реакцию. Это может привести к образованию нежелательных химических соединений, ухудшающих эксплуатационно-технические характеристики растворов.

Также нельзя допускать замерзания силикатных составов. В зимнее время хранение должно производиться в помещениях с плюсовыми температурами воздуха. Это связано с тем, что при оттаивании замёрзшего раствора в нём образуется кремниевая кислота. Подобное же явление может наблюдаться и при длительном хранении жидкого стекла.

Кремниевая кислота и нерастворимые силикаты образуют осадок на дне ёмкости. Для его удаления тара должна снабжаться дополнительным сливным краном, расположенным близ днища.

Застывший или загустевший раствор можно «реанимировать», разбавив его водой. Гарантийный срок годности зависит от марки и его состава, и обычно составляет не менее 12 месяцев.

При работе с растворами необходимо пользоваться защитной спецодеждой. Жидкое стекло не токсично, но попадание его на слизистые оболочки не рекомендовано из-за входящих в его состав вредных для организма химических соединений. При попадании на слизистую или кожу, следует немедленно промыть пораженное место проточной водой.

Жидкое стекло: применение

Жидкое стекло – находка для строителей крупных и масштабных проектов. Также с появлением жидкого стекла на рынке им заинтересовались и мастера – любители для применения в домашних условиях. Хозяева магазинов, в которых продают это стекло всерьёз относятся в товару, так как он пользуется огромной популярностью среди мастеров. Сканируя товар РЯД dos, важно помнить, что он быстро заканчивается на складах и требует быстрого дозаказа.  Этот материал обладает полезными свойствами, и применяют его в данной сфере очень давно, с середины 19 века. Но все же посмотрим, какова его главная задача? Жидкое стекло при обработке способно защищать конструкции от влияния высоких температур, ультрафиолетовых лучей, влаги, бактерий и даже кислоты.

Жидкое стекло — основные свойства и характеристики

Жидкое стекло – это водный раствор силиката калия или натрия, который входит в состав и обычного твердого стекла. Изготавливают его в несколько способов. С помощью высокой температуры сплавляют песок и соду. Это самый распространенный способ. Еще, поддерживая постоянную температуру, воздействуют на специально подготовленный материал, который содержит кремнезем, раствором натрия, калия либо лития.

Способность клеить – одна из выгодных способностей жидкого стекла. Интересен тот факт, что молекулы поверхности материалов, которые необходимо склеить, недостаточно хорошо связаны между собой. И при воздействии жидкого стекла увеличивается плотность их молекул, а также вязкость. Также с помощью жидкого стекла производят теплоизолирующие материалы, т.к. этот материал обладает очень низкой теплопроводностью. Готовому материалу не страшны заморозки, оттаивание и высокая температура (1200-1300 °С).

Жидкое стекло для бетона

Строители со стажем уверены, что смешивать жидкое стекло с бетоном достаточно выгодно. Это, конечно же, оптимальная стоимость раствора и его качество. Если строительная конструкция находится в местах повышенной влажности или необходимо осуществить гидроизоляцию бетона, то несомненно жидкое стекло должно присутствовать в растворе. Естественно, где есть влага, там обязательно грибок и плесень. А жидкое стекло наделено антибактериальными свойствами, поэтому такой смежный раствор спасет от лишних проблем. Профессионалы, которые постоянно сталкиваются с данной ситуацией, рекомендуют смешивать поровну воду с жидким стеклом и потом обрабатывать уже готовую постройку. Ведь раствор бетона с жидким стеклом достаточно быстро твердеет, и обычный способ будет малоэффективным, а иногда и убыточным.

Если вы планируете в дальнейшем обрабатывать бетонную постройку, например, покраску, то данный способ не совсем подходит. Оказывается, что пленка, которая будет присутствовать после пропитки, будет естественным противодействием покрытию.

Не забудьте обезопасить себя: наденьте перчатки, поскольку наличие щелочи в составе такого раствора небезопасно для людей.

Еще жидкое стекло можно совмещать с цементом. Обычно это происходит во время кладки печи либо камина. Смешивая песок с цементом (1 к 2,5) и добавляя около 15% жидкого стекла, — вы получите отличную штукатурку, отличающуюся водостойкостью. А с расчёта 1 к 3 цемента и песка соответственно с добавлением жидкого стекла около 1/5 от общей массы, — этот раствор даст возможность качественно сделать работу.

Применение жидкого стекла в быту

Очень широка область применения жидкого стекла. Самое главное свойство жидкого стекла – оно не горит. Зачастую ним делают пропитку тканей, возможно и других материалов. Также он полезен и для того, чтобы грамотно уложить линолеум, возможно и плитку ПВХ. Многие мастера, предварительно сделав замазку с добавлением жидкого стекла, проводят ремонтные работы труб из чугуна для водопровода.

Для садоводов жидкое стекло является иногда даже незаменимым средством. Во время весенних или осенних обрезаний деревьев, когда необходимо обработать рану, первая помощь – это жидкое стекло. Ведь любой садовод никогда не оставит без присмотра необработанную рану плодового дерева. «Запечатают» срез, и растение не погибнет.

На сегодняшний день силикатный клей, он же жидкое стекло, менее популярный. Новые технологии, — различные добавки к бетону, грунтовки, составы, отличающиеся огнеупорностью и влагозащитностью, значительно упрощают процесс строительства. Но истинным профессионалам все ни по чем, они умело используют жидкое стекло и прежде.

Видео по теме

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

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

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

Содержание статьи

Разновидности жидкого стекла

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

С использованием современных технологий производятся следующие типы стекла:

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

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

Свойства и преимущества материала

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

Выделяют основные свойства жидкого стекла:

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

Подобные характеристики выявляют ряд существенных преимуществ материала:

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

Использование жидкого стекла предусматривает соблюдение специальных правил:

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

Области использования жидкого стекла

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

Использование ЖС в строительстве

Благодаря высокой адгезии стекло все чаще используется в строительной сфере:

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

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

Применение жидкого стекла в быту

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

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

Приготовление растворов на основе жидкого стекла

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

Грунтовочный раствор

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

• 2 части цемента;
• 2 части стекла.

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

Гидроизоляционное средство

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

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

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

Огнеупорное средство

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

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

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

Антисептический раствор

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

• 1 часть стекла;
• 1 часть воды.

Для нанесения готового средства на поверхность используется мягкий валик.

Пропитывающее средство

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

• 450 г стекла;
• 1 литр воды.

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

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

Рекомендации по использованию жидкого стекла

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

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

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

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

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

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

Как применяется жидкое натриевое стекло

Жидкое стекло – всем известный материал, применяющийся во многих сферах жизни как в быту, так и в промышленности. Широко применяется в строительстве, металлургии, производстве лакокрасочной продукции, защитных автомобильных полиролей, изготовлении различных клеевых составов и их производных, а также косметики и мыла.

Жидкое стекло представляет из себя водно-щелочной раствор из силикатов калия, силикатов натрия или лития. Исходя из состава, жидкое стекло делится на три вида: калиевое, натриевое и литиевое. Силикат лития используется только в промышленности и его выпуск ограничен. Большим спросом пользуется силикат натрия и силикат кальция.

Кальциевое жидкое стекло благодаря своим свойствам часто применяют в производстве красок. Устойчивость к химическому и атмосферному воздействию делает его незаменимым. Но оно довольно дорогое и его сложно найти в продаже. Более распространенное натриевое жидкое стекло. Оно не уступает по своим физическим и химическим качествам другим видам, но более доступно для покупателя. Поэтому интересны именно его характеристики.

Какими свойствами обладает натриевое жидкое стекло? Рассмотрим по порядку.

Преимущества натриевого жидкого стекла

Гидроизоляция

В производстве бетонных строительных конструкций часто применяют жидкое стекло для гидроизоляции. Так обеспечивается защита от грунтовых вод, агрессивных атмосферных влияний. Также силикат натрия применяют в строительстве водных сооружений: колодцев, бассейнов, подвалов для их устойчивости от влаги.

Антикоррозийная защита

Материалы, обработанные жидким стеклом надежно защищены от коррозии, так как частицы силиката обладают сильными противокоррозионными свойствами. Его часто наносят на металлические поверхности против образования ржавчины.

Антисептическая обработка

Используя силикат натрия в качестве пропитки при строительстве не придется сталкиваться с проблемами плесени, грибка и сырости.

Адгезия – это высокая клеящая способность, благодаря которой силикат натрия является незаменимым материалом. Использование жидкого стекла позволяет склеить и связать между собой различные строительные материалы и растворы.

Противопожарная защита

При возведении зданий и отделки помещений используются не только негорючие материалы вроде бетона, кирпича и металла, а еще и пожароопасные (пластик, дерево). Поэтому такие места обрабатывают пропиткой на основе жидкого стекла. Температура плавления этого материала более тысячи градусов, поэтому он имеет высокие огнеупорные характеристики.

Прочность и долговечность

Силикат натрия увеличивает прочность изделий, образуя на поверхности защитный слой. Кристаллы силикатного состава проникают в молекулярный слой твердых материалов и тем самым защищают их от быстрого разрушения. При добавлении в цементный раствор увеличивает его прочность в 1,5 раза.

Экологичность

Силикат натрия не имеет вредных примесей. Поэтому этот материал экологически безопасен для человека, что также считается несомненным преимуществом его применения. 

Применение натриевого стекла в строительстве

Грунтование

Есть множество вариантов использования жидкого стекла в быту. Например, сделать грунтовку для бетонной стяжки. Нанесенный слой пропитает поверхность и увеличит ее прочность. Для его приготовления необходимо смешать силикат и цемент в соотношении 1/1. Сначала смешать цемент с водой и в конце добавить жидкое стекло. Перемешивать миксером и наносить быстро, иначе смесь затвердеет.

Советы:

• Скорость высыхания жидкого стекла 10 минут, в растворах от нескольких часов.
• В случае застывания раствора нужно добавить небольшое количество воды и перемешать миксером.
• Если планируется кладка плитки, силикат натрия разводят с водой для грунтовки.
• Если перед нанесением растворов использовалось чистое жидкое стекло, не ждите его полного высыхания. Затвердевшая стеклообразная пленка может препятствовать хорошему сцеплению нанесенных составов.

Раствор для гидроизоляции

При защите колодцев и резервуаров от гидроизоляции стоит постараться, ведь влага поступает и из грунтовых вод, снаружи конструкции. Для обработки таких сооружений нужно предварительно нанести жидкое стекло на всю поверхность. Затем смешать раствор из равных частей песка, цемента и натриевого стекла и нанести вторым слоем.

Совет: при использовании железобетонных колец в постройке колодца, тщательно обработайте места стыковки колец.

При добавлении в бетонные растворы с целью гидроизоляции смешивают жидкое стекло и бетон 1/10. Такой состав используется в подвальных помещениях, для заливки искусственных водоемов.

Покрытие для пола, стойкое к воде можно сделать также благодаря силикату натрия. Готовим цементно-песчаный состав, в котором больше песка в 2,5 раза. Добавляем смесь из жидкого стекла и воды, где воды 85%, а силиката натрия 15%.

Замазка пустот и трещин в обрабатываемых помещениях производится смесью из песка, цемента и жидкого стекла 3/1/1.

Совет: для того, чтобы увеличить прочностные и гидроизоляционные свойства, необходимо повторно залить силикатом натрия наружную поверхность пола.

Наружные виды работ

Водостойкая штукатурка с добавлением жидкого стекла используется для защиты стен от разрушающего действия атмосферных влияний. Особенно это важно в регионах, где северный климат и много осадков. Всем известно, что материал постепенно разрушается изнутри от частого оттаивания и замерзания воды. Поэтому необходимо обрабатывать гидроизоляционными растворами. В домашних условиях для изготовления штукатурки нужно сделать смесь из натриевого стекла, цемента и песка 1/2/5 и перемешать.

При использовании известковых растворов тоже добавляют жидкое стекло.

Советы:

• Предварительно стены можно прогрунтовать разбавленным силикатом натрия с водой.
• В случае, когда планируется последующая покраска или штукатурка поверхности, жидкое стекло лучше не использовать. Поверхность будет слишком гладкая и раствор не возьмется.
• В кладочных работах для наружной облицовки дымоходных труб от печей и каминов также часто присутствует силикат натрия. Он обладает стойкостью к действию высоких температур. Раствор готовится путем смешивания песка и цемента 3/1 и добавления 10% жидкого стекла.

Пропитка деревянных поверхностей

Для придания деревянным материалам огнеупорности, а также чтобы защитить от плесени и грибка, проводят обработку раствором из жидкого стекла. Для этого наносят смесь из силиката натрия и воды 1:5 на предварительно отшлифованную поверхность. Можно наносить краской, пульверизатором или валиком. Если обрабатываемый материал небольших размеров, можно погрузить его прямо в пропитку.

Применение в быту

Натриевое стекло является прекрасным клеевым составом. У него небольшой расход и стоимость. Поэтому его часто встретишь в любом доме. Он применяется для склеивания разнообразных вещей: стекла, бумаги или дерева.

Чистка посуды

Многие хозяйки чистят свою кухонные приборы в смеси из силиката натрия. Этот способ более эффективный и доступный, чем чистка покупными средствами. Весь нагар исчезает, если приготовить раствор из воды и жидкого стекла 25/1 и прокипятить в нем свою посуду.

Удаление пятен

Жидкое стекло является отличным пятновыводителем. Нанести на испачканную ткань силикатную смесь и оставить на 10-15 минут. Пятно должно исчезнуть.

Помогает при отмывании пятен от масляной краски и лаков с поверхности.

Сантехнические работы

Многие средства для замазки водопроводных труб изготовляются на основе натриевого силикатного стекла.

Защита для автомобилей

Совсем недавно жидкое стекло стало пользоваться огромным спросом в уходе машин. Для этого кузов автомобиля обрабатывают специальными полиролями на основе силиката натрия. Это надежно защитит поверхность от воды, грязи и царапин.

Обработка деревьев

Опытные садоводы давно используют жидкое стекло для обработки мест среза у дерева. Это обеззараживает и способствует быстрому заживлению растений.

Рекомендации по использованию:

• работы проводить в перчатках и защитных очках. Средство щелочное, может оставлять ожоги на коже. При случайном попадании в глаза и незащищенные участки тела промыть водой.
• хорошая вентиляция в местах где хранится жидкое стекло необходима
• хранить в темном помещении, вдали от попадания прямых солнечных лучей.
• при замерзании и оттаивании появляется осадок. Свойства при этом натриевое жидкое стекло не теряет.
• при контакте с воздухом силикатный состав быстро твердеет, поэтому его добавляют в раствор перед самым началом работ и используют полностью. В некоторых случаях при загустении можно разбавлять водой.
• для увеличения сроков эксплуатации поверхностей, обработанных жидких стеклом, проводите повторные работы каждые 3-5 лет.

Клей «Жидкое стекло» — применение в быту и строительстве

В современных условиях достаточно часто востребован такой материал как жидкое стекло. Особые свойства специфического вещества используются в разных отраслях промышленности и в быту. Выясняя, где применяется жидкое стекло конкретно, стоит выделить следующие области:

• металлургия;
• строительство;
• производство лакокрасочной продукции;
• при изготовлении косметики и бытовой химии.

Высокая клеящая способность, вязкость состава, минимальная теплопроводность, устойчивость к высокой температуре (при 1300°С даже не начинает плавиться) – все это обуславливает действительно широкую сферу применения.

Основные параметры

Нужно знать, что жидким стеклом принято называть субстанцию в виде водно-щелочного раствора. Средство изготавливается на основе нескольких типов силикатов:

• литиевые;
• калиевые;
• натриевые.

Первый тип наименее распространенный и востребован лишь узко специализированных промышленных производствах, а два других часто встречаются и поэтому их выпуск налажен в большом объеме для удовлетворения широкого спроса.

Вязкий тугоплавкий состав

Кальциевое жидкое стекло, применение которого можно встретить в процессе изготовления красок, обладает такими характеристиками:

• оно имеет бесцветную прозрачную фактуру;
• стойко переносит атмосферное воздействие;
• беспрепятственно сочетается с разными химическими средами, так как ко многим из них оно нейтрально.

Недостатком кальциевого состава является относительно высокая стоимость вещества. Также необходимо учесть, что встретить в свободной продаже его практически невозможно.

Более востребованным среди пользователей является жидкое стекло натриевое. Его физико-химические характеристики сопоставимы с двумя другими составами. Однако, ценник более низкий, чем у двух других.

В быту можно услышать, что силикатный клей и жидкое стекло используют с одинаковой целью. Это верно, так как двумя понятиями определяется одно и то же вещество.

Оно имеет в большинстве случаев строительное предназначение, применяется в большинстве ситуаций для герметизации конструкций.

ВИДЕО: Использование жидкого стекла в ремонте квартиры

В чем плюсы жидкого стекла

Использовать жидкое стекло можно в качестве высококлассного гидроизолятора. За счет его применения удается сформировать защитный слой от грунтовых вод и от внешних атмосферных факторов. С этой целью обрабатывают все конструкции, так или иначе контактирующие с водой:

• бассейны;
• колодцы;
• цоколи и подвалы.

Материал способен обеспечить антикоррозионную защиту укрываемым поверхностям. Данное качество применяется при обработке открытых металлических поверхностей имеющих потенциальное соприкосновение с водой или влагой. Натриевым силикатным клеем обрабатывают трубы.

Применяя подобный гидроизолятор, можно избежать появления очагов плесени или иных грибковых образований. Прозрачный слой является некомфортной средой для их развития.

Адгезионные характеристики обеспечивают материалу отличную клеящую способность. Этот параметр важен для надежного удержания состава на любых поверхностях. Покрытие силикатное натриевое, применение которого обосновано во многих случаях, обеспечит надежное сопряжение различных строительных материалов. Также его используют в качестве одного из компонентов для бетонных растворов.

Бетон с добавлением ЖС — срез

Огнеупорные свойства материала являются актуальными для обеспечения защиты от пожаров. Объясняя характеристики натриевого силиката, нужно учитывать, что это такое вещество, имеющее температуру плавления выше 1300 градусов. Соответственно при обработке им определенных поверхностей можно добиться качественной защиты от несанкционированного возгорания.

В домашнем строительстве можно увеличивать прочность отдельных хрупких элементов, покрывая их слоем силикатного материала. Защитный слой предотвратит разрушение. Когда используют жидкое стекло в бетонном растворе, то это увеличивает прочностные характеристики бетона в 1,5-2 раза.

Экологические параметры материала соответствуют всем действующим нормам. В составе отсутствуют токсичные примеси, оказывающие негативное влияние на человека. Контакт с такой поверхностью безопасный.

Применение жидкого стекла в строительстве

В бытовых случаях можно проводить грунтование бетонной стяжки, для чего подойдет именно раствор жидкого стекла. Его слой впитается на определенную глубину и значительно повысит ее прочность. Чтобы приготовить такой раствор придется смешать цемент с натриевым силикатом в равных соотношениях.

Обработка бетонной поверхности — один из этапов повышения гидро- и теплоизоляции

Вначале готовят бетонную смесь, вливая в нее воду, а затем домешивают в состав прозрачный герметик. Размешивать смесь требуется строительным миксером достаточно быстро, чтобы она не успела затвердеть в емкости. Также быстро ее наносим на поверхность.

Необходимо в процессе учитывать такие факторы:

• примерная скорость кристаллизации чистого жидкого стекла составляет около 10-15 мин, а в растворе он может затвердевать до нескольких часов;
• если раствор начинает кристаллизоваться до его выработки из емкости, то необходимо добавить в него немного воды;
• когда предполагается кладка на поверхность, то для грунтовки используют водный раствор клея;
• плитку необходимо класть сразу же, не дожидаясь застывания, так как образующаяся пленка в процессе кристаллизации может блокировать качественную сцепку.

Наибольшая востребованность проявляется во время обеспечения колодцев и открытых полостей гидроизоляцией. В процессе работ наносят чистый материал на всю предполагаемую площадь. Вторым слоем идет раствор из герметика, песка и цемента в равных пропорциях.

Особое внимание в колодцах, собранных из бетонных колец, необходимо уделить стыкам.

Схема гидроизоляции фундамента жидким стеклом

Если требуется приготовить раствор для гидроизоляции, например, подвалов, цокольных этажей от грунтовых вод или при формировании искусственных водоемов, то достаточно будет смешать 10%-ный раствор.

Гидроизоляция подвала изнутри

Также можно пользоваться раствором, чтобы обрабатывать полы. Смешиваем клей и воду в соотношении 1:5,5 и вливаем в бетон (песок и цемент в соотношении 2,5:1).

Для отделки всевозможных трещин и пустот подойдет свой способ применения материала. Нужно создать строительный коктейль из песка, цемента и стекла в пропорциях 3:1:1.

Внешняя обработка

Свое применение силикаты нашли в жидкой штукатурке. Такое средство обеспечивает защиту стене снаружи от негативного воздействия атмосферных осадков. При этом не происходит пропитывание стен влагой, а затем многократное перемерзание и оттаивание. Помогает раствор, в котором часть клея, две части цемента и пять частей песка. Можно делать состав на основе извести.

Чтобы качественней все держалось, рекомендуем прогрунтовать основу разбавленным прозрачным герметиком. Нередко облицовка печей и каминов проводится с включенным в состав жидким стеклом. За счет стойкости к высоким температурам все надежно удерживается на вертикальной поверхности.

Деревянные поверхности также допускается обрабатывать прозрачным слоем. Он способствует защите от грибков и плесени. Поверхность предварительно рекомендуем отшлифовать, а раствор будет на воде иметь 20%-ную концентрацию, чтобы легче пропитывался. Если требуется покрыть что-либо, имеющее небольшие габариты, то можно данный элемент непосредственно окунать в емкость с раствором. Также слой будет хорошо держаться, если его нанести при помощи малярного валика или при распылении из пульверизатора.

Обработка террасы увеличивает срок службы дерева и делает ее более эстетичной

Сфера применения не ограничивается только строительством. Это могут быть ремонтные, отделочные и даже работы в саду. Состав используют для укладки напольных и настенных материалов, обрабатывают ими металлические и чугунные коммуникации, покрывают кузов автомобилей от коррозии и многое другое. Садоводы силикатным клеем смазывают места среза на дереве – при санитарной или профилактической обрезке кроны.

ВИДЕО: Как удалить плесень навсегда

Жидкое стекло применение.

Жидкое стекло — это уникальный материал, который обладает множеством свойств и применяется в различных сферах. Наиболее широко используется жидкое стекло в строительстве. Давайте разберёмся, чего же такого можно сделать, имея в наличии такой материал, как жидкое стекло.

Очень распространено применение жидкого стекла для гидроизоляции. Им можно пропитывать как стены, так и перекрытия. Кроме того, мы знаем, что фундаменты зданий часто подвергаются атмосферным воздействиям: сточные воды, разность температур, повышенная влажность могут здорово повредить фундамент и цоколь здания. Применение жидкого стекла в строительстве и отделке фундамента и цоколя это в разы увеличит устойчивость к атмосферным воздействиям.

Давайте теперь представим себе, что вам нужно построить бассейн у себя на даче. Если просто выкопать яму, обложить ее и заштукатурить, то вода быстро найдет себе ход, и бассейн будет протекать: нужна гидроизоляция. Поэтому в данном случае также пригодится жидкое стекло, оно довольно часто использовалось и продолжает использоваться при строительстве бассейнов. То же самое можно сказать и про колодцы: гидроизоляция с использованием жидкого стекла там также не помешает.

Следующим пунктом у нас идет использования жидкого стекла как антисептического средства. Довольно часто на стенах жилых и нежилых помещений мы можем наблюдать плесень и грибок. И не важно, из чего эти стены сложены и чем отделаны, если не позаботится о антисептической обработке, грибок хоть где-нибудь да и проявит себя. Жидкое стекло — это очень хороший антисептик.

Жидкое стекло обладает хорошей адгезией, то есть хорошо клеится к поверхности, поэтому его и применяют для склеивания и связки разного рода материалов. С его помощью можно клеить картон, фарфор, стекло и т.д.

Для того чтобы повысить плотность и огнестойкость изделий из бумаги, дерева либо какой-нибудь ткани, их пропитывают все тем же жидким стеклом.

Готовим строительные смеси

Давайте подойдем к вопросу с практической точки зрения и рассмотрим, что же такого полезного можно сделать, используя жидкое стекло.

Приготовление грунтовки из жидкого стекла. Чистым жидким стеклом, естественно, никто не грунтует, его нужно разбавлять.

Для того чтобы приготовить грунтовку, кроме жидкого стекла вам понадобится еще цемент и чистая вода. На 10 кг цемента вам понадобится примерно такая же масса жидкого стекла. Вначале цемент смешивается с водой, можно это делать при помощи дрели с насадкой (миксер). После чего смесь цемента и воды доливается в жидкое стекло и также размешивается.

Если получившаяся грунтовка слишком быстро твердеет и не дает нормально работать, нужно добавить немного воды и размешать.

Гидроизоляционный раствор для колодцев. Перед приготовлением раствора песок необходимо хорошенько просеять. Смешайте одну часть песка, одну часть цемента и одну часть жидкого стекла.

Вначале промажьте стены колодца жидким стеклом, затем повторно пройдитесь гидроизоляционным раствором.

Изготовление огнеупорного раствора. Может применятся для кладки разного рода каминов и печей. Тут нет ничего сложного: вначале готовится обычный цементно-песчаный раствор (1 часть цемента: 3 части песка) после этого в раствор добавляется немного жидкого стекла (15-20% от массы цемента).

Слишком большими порциями такой раствор не разводится из-за того, что быстро «стынет».

Если вы хотите защитить дерево от грибка либо плесени, то из жидкого стекла можно приготовить антисептическое средство. Жидкое стекло разводится с водой 1:1.

Стены из бетона либо оштукатуренные цементно-песчаным раствором таким средством лучше не мазать. Они покрываются своего рода защитной пленкой, которая очень скользкая и дальнейшая отделка в виде шпаклевки и покраски становится практически невозможной.

Приготовление пропитки для поверхности материалов. Необходимо приготовить смесь из воды и жидкого стекла. Для этого в одном литре воды нужно будет растворить примерно 400г. жидкого стекла. Поверхность обрабатывается кисточкой пару раз при этом к повторной пропитке не нужно приступать, пока окончательно не высохнет предыдущий слой.

Конечно, сегодня на полках строительных магазинов представлено множество материалов: это и грунтовки, и гидроизоляционные материалы, и клеи, и готовые огнеупорные растворы. Поэтому жидкое стекло в чистом виде — это материал «на любителя», иногда лучше воспользоваться готовым решением, нежели что-то мешать, соблюдая пропорции. Для чего изобретать велосипед, верно? Это раньше жидкое стекло использовалось в чистом виде всеми и повсюду, теперь же оно применяется в виде отдельного ингредиента той или иной строительной смеси.

Все это не значит, что жидкое стекло в чистом его виде полностью списали со счетов. Некоторые строители продолжают активно его применять, потому что уже давно вывели свои пропорции, готовят свои строительные смеси, которые проверенные годами.

Где можно использовать жидкое стекло?

Обычно мы говорим, что жидким стеклом можно защитить практически любую поверхность. Сегодня мы будем более конкретными, чтобы вы могли узнать обо всех материалах, с которыми можно использовать жидкое стекло, и о том, как жидкое стекло работает с каждым из них.

После интенсивных исследований и кропотливой работы мы разработали различные типы жидкого стекла, которые мы продаем под разными брендами. Таким образом, вы можете найти продукт, который лучше соответствует вашим потребностям и защищает необходимый вам материал.

Жидкое стекло на стекле

Может показаться странным защищать стекло жидким стеклом, но это не так уж и странно. Как вы уже знаете, жидкое стекло образует тонкую пленку, которая легко очищается и укрепляет защищаемую поверхность. Если мы подумаем о времени, усилиях и деньгах, которые мы тратим на очистку окон, ширм или шкафов, преимущества нанесения жидкого стекла на стекло очевидны.

Любое стекло, защищенное жидким стеклом, остается чистым и без разводов, любую грязь, осевшую на стекле, можно удалить, просто налив на него воду, это работает даже под дождем.

Жидкое стекло по дереву

Дерево также можно защитить жидким стеклом. Мы можем добиться лучших результатов на натуральном дереве, но жидкое стекло можно использовать на фанере или МДФ. Когда дерево защищено жидким стеклом, оно приобретает гидрофобные свойства, поэтому оно не впитывает воду и не набухает.

Жидкое стекло дает древесине и другие преимущества, такие как грязеотталкивающие свойства, воздухопроницаемость и морозостойкость.

Жидкое стекло на пластике

Пластик стал незаменимым в нашей жизни; мы используем его для производства множества предметов, которыми пользуемся каждый день.Защита их жидким стеклом продлит жизнь этих предметов, давая нам возможность поддерживать их в лучшем состоянии и продлить срок службы любого продукта.

Пластик обладает множеством хороших и полезных свойств, которые можно усилить с помощью жидкого стекла. Любой пластик, защищенный жидким стеклом, станет гидрофобным, будет отталкивать масло, его будет легко чистить и он будет антимикробным.

Жидкое стекло на камне и мраморе

Зачем мне защищать камень, если он такой прочный? Это правда, что камень очень твердый, но когда он подвергается воздействию экстремальных погодных условий или химических веществ, он может потерять некоторые свойства и, прежде всего, свой хороший внешний вид.

Жидкое стекло усиливает некоторые природные свойства камня, такие как воздухопроницаемость, и добавляет другие, такие как отталкивание воды и поглощение во избежание неприятных запахов. Он также может защитить его от граффити, поскольку очистить любую поверхность с покрытием жидкого стекла очень легко.

Жидкое стекло на керамике

Жидкое стекло идеально подходит для использования в ванных комнатах, где многие компоненты изготовлены из керамического материала, а также для защиты сосудов и кровельных покрытий.Когда мы наносим жидкое стекло на керамику, оно отталкивает масло, воду и грязь, становится антимикробным, а также защищено от кислот и щелочей.

Жидкое стекло на металле

Каким бы прочным он ни казался, на металл также могут повлиять такие элементы, как вода, ветер и огонь, длительное воздействие этих элементов обязательно повредит его. Благодаря защите, которую жидкое стекло дает металлам, они дольше прослужат от коррозии, истирания и кислоты; а также они приобретают изоляционные свойства.

Жидкое стекло, наносимое распылением, революционизирует почти все

Трещина была создана для того, чтобы представить изображение, которое показывает характеристики покрытия. На изображении показано покрытие SiO2 на нити из микроволокна.

(PhysOrg.com) — жидкое стекло, наносимое распылением, прозрачно, нетоксично и может защитить практически любую поверхность от практически любого повреждения от опасностей, таких как вода, УФ-излучение, грязь, тепло и бактериальные инфекции.Покрытие также является гибким и воздухопроницаемым, что делает его пригодным для использования на огромном количестве продуктов.

Жидкое стекло для спрея (технически называемое «ультратонкие слои SiO ₂ ») состоит из почти чистого диоксида кремния (кремнезема, обычного соединения в стекле), извлеченного из кварцевого песка. Добавляется вода или этанол, в зависимости от типа покрываемой поверхности. Нет никаких добавок, а наноразмерное стеклянное покрытие сцепляется с поверхностью из-за задействованных квантовых сил.По словам производителей, жидкое стекло обладает длительным антибактериальным действием, потому что микробы, попавшие на поверхность, не могут легко делиться или размножаться.

Жидкое стекло было изобретено в Турции, патент принадлежит семейной немецкой компании Nanopool. Исследование продукта проводилось в Саарбрюккенском институте новых материалов. Nanopool уже ведет переговоры в Великобритании с рядом компаний и с Национальной службой здравоохранения с целью его широкого внедрения.

Спрей жидкого стекла создает водостойкое покрытие толщиной всего около 100 нанометров (15-30 молекул). В этом наномасштабе стекло очень гибкое и дышащее. Покрытие экологически безвредно и нетоксично, его легко чистить только водой или протирать влажной тканью. Он отталкивает бактерии, воду и грязь, а также устойчив к воздействию тепла, ультрафиолетового излучения и даже кислот. Менеджер британского проекта Nanopool Нил Макклелланд сказал, что скоро почти каждый продукт, который вы купите, будет покрыт жидким стеклом.

Пищевые компании в Германии уже провели испытания спрея и обнаружили, что стерильные поверхности, которые обычно нужно очищать сильным отбеливателем, чтобы сохранить их стерильность, нуждались только в ополаскивании горячей водой, если они были покрыты жидким стеклом. Уровни стерильности были выше для покрытых стеклом поверхностей, и поверхности оставались стерильными в течение нескольких месяцев.

Другие организации, такие как железнодорожная компания и сеть отелей в Великобритании и сеть гамбургеров в Германии, также испытывают жидкое стекло для различных целей.Годовое испытание спрея в больнице Ланкашира также дало «очень многообещающие» результаты для целого ряда применений, включая покрытие оборудования, медицинские имплантаты, катетеры, швы и повязки. Ассоциация военных захоронений в Великобритании изучает возможность использования спрея для обработки каменных памятников и надгробных камней, поскольку испытания показали, что покрытие защищает от атмосферных воздействий и граффити. В ходе испытаний в Турции продукт тестируется на таких памятниках, как мавзолей Ататюрка в Анкаре.

Покрытие из жидкого стекла пропускает воздух, что означает, что его можно использовать для обработки растений и семян.Испытания на виноградниках показали, что опрыскивание виноградных лоз повышает их устойчивость к грибковым заболеваниям, в то время как другие тесты показали, что опрысканные семена прорастают и растут быстрее, чем необработанные семена, а покрытая древесина не подвергается нападению термитов. Другие применения на виноградниках включают покрытие пробок жидким стеклом для предотвращения «закупорки» и загрязнения вина. Спрей нельзя увидеть невооруженным глазом, а это значит, что его также можно использовать для обработки одежды и других материалов, чтобы сделать их устойчивыми к пятнам. Макклелланд сказал, что вы можете «вылить бутылку вина на дорогую шелковую рубашку, и она тут же снимется».

В домашних условиях нанесение спрея на стекло устранит необходимость в чистке и сделает большинство чистящих средств устаревшими. Поскольку он доступен как в растворах на водной, так и на спиртовой основе, его можно использовать в духовке, в ванных комнатах, в плитке, раковинах и почти на любой другой поверхности в доме, а одного распылителя хватает на год.

Спрей для жидкого стекла, пожалуй, самый важный из появившихся на сегодняшний день продуктов нанотехнологий. Скоро он будет доступен в магазинах DIY в Великобритании по цене от 5 фунтов стерлингов (8 долларов США).Другие торговые точки, такие как многие супермаркеты, могут не захотеть хранить продукты, потому что они получают огромную прибыль от чистящих средств, которые необходимо регулярно заменять, а жидкое стекло сделает практически все из них устаревшими.

---

Нанотехнологический продукт для автомобильных лобовых стекол теперь доступен в США

---

© 2010 PhysOrg.ком

Ссылка : Жидкое стекло, наносимое распылением, собирается произвести революцию почти во всем (2 февраля 2010 г.) получено 4 августа 2021 г. с https: // физ.org / news / 2010-02-Spray-on-Liquid-Glass-Revolutionize.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Почему жидкое стекло должно быть новым делом

Как ни странно, стекло — 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.

Проверка: производство под высоким давлением улучшает стекло для оптоволоконных кабелей

Почему жидкое стекло — это новое явление

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

Обычно использовались бы 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.

Впечатляющий нанослой жидкого стекла для покрытия любой поверхности в вашей жизни

Что мешает жидкости проникнуть в эту древесину? Невидимое покрытие из тонкого наноразмерного жидкого стекла.

Немецкая компания намерена покрыть вашу жизнь тонким слоем жидкого стекла. Эта прозрачная пленка материала, также известная как SiO2 в ультратонком слое, имеет толщину всего 100 нм (1/500 ширины человеческого волоса), но она может отталкивать воду, сдерживать рост бактерий и грибков, защищать от износа и при этом позволяет поверхность под ним, чтобы дышать. Жидкое стекло, разработанное Nanopool, кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой. Распылите его на статуи, и граффити не прилипнет. Накройте им кухонную стойку, и она будет оставаться чистой и стерильной в течение нескольких месяцев.Не хотите, чтобы на ваших растениях рос грибок — вы можете накрыть их жидким стеклом, и они будут защищены, и при этом будут жить. 30-минутное приложение может длиться целый год. Описания того, что может делать это вещество, просто безумны, и я бы не поверил большинству из них, если бы у нас не было наглядных свидетельств в их пользу. После перерыва посмотрите промо-ролики от Nanopool. Этот материал будет везде.

Согласно пресс-релизу, присутствие Liquid Glass уже расширяется.Он помогает защитить поверхности мавзолея Ататюрка в Анкаре, он проходит испытания в больницах Великобритании и регулярно используется в поездах и роскошной мебели. Германия одобрила его для открытого распространения, и Великобритания, вероятно, сделает это в 2010 году. Nanopool считает, что применение его продукта практически безгранично. Он может произвести революцию в сфере бытовой уборки: одно применение поможет сохранить стерилизацию каждой поверхности в течение года и потребует лишь легкого ополаскивания теплой водой. Это может изменить сельское хозяйство: покрытие семян может защитить их от инфекции во время прорастания.Liquid Glass изменит ткани (без пятен, водонепроницаемые), здания и автомобили (защита от ультрафиолета, воды и коррозии) и электронику (водонепроницаемые, устойчивые к царапинам). Любое из этих приложений было бы революционным и чрезвычайно прибыльным. Взятые вместе… если это будет одобрено большим количеством стран, нанослой стекла может заключить в себе всю вашу жизнь.

В отличие от других нанотехнологических покрытий, жидкое стекло не основано на каких-либо новых или сложных наночастицах. Это просто молекулы SiO2, извлеченные из кварцевого песка (кремнезема).Затем эти молекулы добавляются к воде или этанолу (в зависимости от конечной поверхности, которую они будут покрывать). Хотя Nanopool больше не будет обсуждать производственный процесс, помимо этих двух фактов, они говорят, что молекулы стекла удерживаются вместе квантовыми связями и не нуждаются в посторонних наночастицах, чтобы придать им их уникальные свойства. Это хорошие новости для людей и окружающей среды. Кремний инертен и безвреден (он есть даже в некоторых продуктах питания) и не оказывает особого воздействия на окружающую среду (это самый распространенный минерал на поверхности Земли).При вдыхании большого количества кварцевой пыли существует опасность заболевания (силикоза), но я не уверен, будет ли жидкое стекло создавать такую ​​пыль при разложении.

Хотелось бы, чтобы были рецензируемые статьи, анализирующие эффективность SiO2 в ультратонких слоях, или чтобы методология Nanopool была тщательно изучена третьей стороной. Мне хотелось бы провести всестороннее исследование долгосрочных последствий воздействия жидкого стекла на здоровье по мере его разложения. Ничего из этого не доступно. Если бы это было так, я бы первым самолетом полетел в Германию, чтобы каким-то образом связать себя с Nanopool.Это вещество действительно кажется таким удивительным. Еще немного доказательств, и я сойду с ума, продвигая этот материал.

Как есть, я должен быть осторожным оптимистом. Физиологически безвредный, безопасный для пищевых продуктов, дышащий наноразмерный слой, который защищает практически любую поверхность… как вы могли не хотеть, чтобы это было правдой? Вы видели, с какой легкостью можно удалить краску с камня и кирпича? Подумайте, что это будет значить для памятников во всем мире. Не менее впечатляют гидрофобные свойства.Представьте, что вы пролили вино на свою белую рубашку, и оно тут же потекло. Да ладно, это сногсшибательно! И это действительно самая основная форма нанотехнологии — ультратонкий слой обычного материала. Подождите, пока к вашим дверям не прибудут более продвинутые нанотехнологии в виде сверхпроводников, генераторов энергии и наноботов. Иногда меня волнует, какие технологии идут по конвейеру. С Liquid Glass у меня кружится голова от технологии, которая уже здесь. Я действительно надеюсь, что это не какая-то гигантская мистификация или научная афера.Даже если это так, не говори мне. Я просто хочу какое-то время насладиться возможностями.

[снимок экрана и видео: Nanopool]

Новое состояние материи

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 группа физиков и химиков из Университета Констанца обнаружила новое состояние материи, скрытое среди загадочных 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 застывало, 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 ». (Кредит: 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, которого 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.

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 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 моделям 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 флуктуациями и застывшим светом, к которому научное сообщество добивается в течение довольно долгого времени».

Источник: PNAS , Science Daily

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 неупорядоченное 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 изготовленных 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 стеклования

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, 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.

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., Proceedings of the National Academy of Sciences .
DOI: 10.1073 / pnas.2018072118

Факты:

• 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.

.