Что такое жидкое стекло и зачем нужно?

Развитие химических технологий в строительной области направлено на решение многочисленных проблем, которые возникают во время возведения зданий и сооружений. С этим спорить бесполезно. На практике наблюдается обратная картина: выбрать конкретную добавку в бетонный и штукатурный раствор, или же вид гидроизоляционного материала, не так-то просто, что дало повод редакции сайта StroyGuru.com вспомнить о жидком стекле для бетона. Это общедоступный материал, позволяющий не только создавать надежный гидробарьер для всех видов влаги, но и повышать прочность бетонных конструкций, защищать древесину от гниения и плесени и т.д.

Поможет разобраться в вопросе постоянный эксперт веб-ресурса, который расскажет, что из себя представляет жидкое стекло, где и как применяется, в каких пропорциях смешивается с водой и цементом, как наносится, сколько сохнет.

Что это

Жидкое стекло (ЖС) – это бесцветный или желтоватого цвета гель. Такое название полимер получил за внешний вид – после застывания образуется прочный, прозрачный материал. Известен более 200 лет (изобрели в далеком 1818 году), как канцелярский или силикатный клей. Тот самый клей, с которым сталкивался на уроках труда каждый школьник и который можно купить в любом магазине канцтоваров. Казалось бы, что в строительном деле он абсолютно бесполезен. Но его применяют, при этом очень активно. Как это возможно?

Маленькое уточнение: в России почему-то жидким стеклом называют и полироли для автомобилей. Возможно, путаница связана с тем, что в Китае и других странах, производящих автомобильную косметику, полироли – это «glass coat», дословно – «стеклянное покрытие». Но это никак не жидкое стекло.

Виды

В зависимости от исходного сырья жидкое стекло может быть:

• натриевым;
• калиевым;
• литиевым;
• нанокерамическим.

Натриевое. Жидкое стекло натриевое – это вязкий раствор на основе натриевых солей, экономичный и эффективный материал, широко используемый в строительстве.

Калиевое. Клей из силиката калия менее распространенная разновидность ЖС из-за высокой цены. Применяется в двух случаях:

• когда нужна высокая термостойкость материала – сохраняет свои эксплуатационные характеристики в более жестком температурном режиме, чем натриевый аналог;
• требуется визуально безукоризненная чистота обработанной поверхности – силикат натрия, вступая в реакцию с угарным газом (СО₂), образует белесые разводы.

Литиевое. Литиевое жидкое стекло используется только для напыления на электроды электродуговой сварки. Стоит недешево.

Нанокерамическое. Нанокерамическое ЖС – инновационный материал, используемый для защиты лакокрасочного слоя на кузове автомобиля. Представляет собой сверхтонкую, прочную, при этом прозрачную пленку, которая способна предотвратить появление различных царапин, потертостей и дефектов.

Состав

Изготовление жидкого стекла происходит путем смешивания аморфной разновидности кремнезема (диатомит, инфузорная земля, трепел) с водой, в результате чего получается кремневая кислота и водными растворами едких щелочей, в которых расплавлены силикаты калия, натрия или лития.

Характеристики

У жидкого стекла следующие технико-эксплуатационные характеристики:

• плотность – 1300-1500 кг/м³;
• содержание окиси натрия – 7,9-8,8 %;
• окиси кальция – 0-0,2 %;
• наличие двуокиси кремния – 21-24 %;
• соотношение окиси кремния к окиси натрия – 2,9-3,0 %;
• серный ангидрид – не более 0,15%;
• допустимое количество окиси железа и окиси алюминия не более 0,25 %;
• гидрофобность – пленка из стекла не пропускает воду;
• водорастворимость;
• клейкость – высокий уровень сцепления с самыми разными стройматериалами в том числе и с кирпичом, но он разрушается;

Важно: в инструкциях производителей ЖС указано, что обработка кирпича запрещается. Попытки найти ответ, почему, не дают результата. В интернете на этот счет ничего нет, хотя все пишут что нельзя. А если зайти с другой стороны и посмотреть, что будет со структурой кирпичной кладки, если ее покрыть гидрофобным (не пропускающим влагу) материалом? А вот здесь уже есть четкий ответ. Кирпич активно впитывает воду из нанесенного ЖС, которое, после отвердевания, блокирует выход влаги. В результате в зиму кладка входит в мокром состоянии. Мороз же делает свое дело – запускает процесс шелушения поверхности.

• антисептические свойства;
• прочность – при сжатии выдерживает большие нагрузки;
• антистатичность – обработанная поверхность не накапливает заряды статического электричества;
• низкая теплопроводность.

Плюсы и минусы

Как у любого строительного материала у жидкого стекла есть свои минусы и плюсы.

Области применения жидкого стекла

Жидкое стекло используют практически во всех отраслях промышленности. Но чаще всего его можно встретить в строительстве. Здесь сфера применения не просто большая, а огромнейшая.

Силикатный клей применяют для:

• гидроизоляции бассейнов, колодцев, полов в гаражах, смотровых ям, разных конструктивных элементов зданий и сооружений (фундамент, подвал, перекрытие и т.д.), а также инженерных сетей;

• устройства ленточного фундамента из ФБС (добавляется в кладочный раствор);
• выполнения пропитывающей гидроизоляции кладочных швов в стенах;
• бетонирования дорожек и заливки отмостки (добавляется в раствор);
• повышения прочности раствора при кладке печей;
• защиты конструкций от агрессивных веществ и высоких температур;
• добавки в бетонный раствор с целью: ускорения процесса набора прочности; придания бетону влагостойкости, кислотостойкости и антисептических свойств;
• приклеивания к бетонному основанию плитки ПВХ, линолеума или ковролина, склеивания природного камня, наклеивания на потолок пенопластовой плитки;
• защиты древесины от негативных факторов: гниения, насекомых, грибка и плесени;
• заделки мелких дефектов в стенах и перекрытиях;
• грунтования бетонной поверхности любого возраста с целью предотвращения образования цементной пыли и повышения сопротивления истиранию;
• устройства наливных полов;
• приготовления фасадных красок (в качестве добавки), устойчивых к уличным условиям;
• приготовления жаростойкой замазки кладочных швов печей, дымоходов, каминов, наружных частей дымовых труб.

Приготовление растворов с жидким стеклом

Приготавливая раствор с жидким стеклом нужно придерживаться несколько рекомендаций:

• подготовить рабочую одежду, которую не жалко выбросить – отмыть пятна силикатного клея не удастся, как бы ни старались;

Для сведения: свежие пятна канцелярского клея легко смываются теплой водой с мылом. Но засохшую стекловидную пластинку, проникшую в структуру ткани, полностью удалить не удастся.

• уточнить пропорции раствора. В противном случае не получится нужная вязкость и текучесть;
• готовить смесь небольшими порциями из-за лавинообразного схватывания раствора, что бы успеть его использовать;
• в ведро объемом 10-12 л налить воду в соответствии с соотношением ингредиентов цементно-силикатного состава;

Лайфхак: строители с опытом наливают 2/3 от нужного объема, а 1/3 используют для смачивания сухой смеси цемента с песком, после чего туда добавляют разведенный канцелярский клей.

• готовится сухая смесь цемента с песком, взятых в нужной пропорции;
• в воду добавляется нужное количество ЖС, после чего все тщательно перемешивается;

Для сведения: если добавление воды проводится во флакон, бутылку или канистру с жидким стеклом, а затем тара закрывается пробкой, очередность операций не играет роли.

• в водно-силикатный раствор постепенно добавляется сухая смесь из цемента и песка. Все это размешивается шуруповертом с миксерной насадкой;
• более густой, чем требуется, раствор разбавляется водой, а в жидкий добавляется цемент.

Пропорции

Получить нужный эффект от использования силикатного клея можно при условии соблюдения пропорций между жидким стеклом, цементом, песком и водой. Например, жидкое стекло для гидроизоляции бетонных и оштукатуренных поверхностей нужно разводить водой в соотношении 1 к 2. Это означает, что на 1 кг стекла нужно 2 л воды. Такой состав выполняет сразу несколько функций:

• свяжет рыхлую или слабую структуру материала;
• повысит его прочность;
• сделает поверхность гладкой;
• защитит от плесени и грибка.

Если же стекло добавляется в цементный раствор для увеличения прочности или придания ему гидроизоляционных свойств, то пропорции могут быть разными. Все зависит от того, какие физические и технические характеристики бетона меняются. Но нужно учитывать, что введение в состав:

• 2% жидкого стекла от общей массы раствора, сведет срок его жизнедеятельности до 40 минут. Время высыхания – 24 часа;
• 10% приведут к тому, что процесс отвердевания начнется через 5 минут;
• 50% – застывание произойдет через 1-2 минуты после замешивания.

Важно: во всех вариантах силикатно-бетонных смесей вода добавляется «по вкусу», если нет на упаковке рекомендаций производителя. Это означает, что нужную консистенцию раствора можно получить, добавляя поочередно цемент или воду. Но не стоит увлекаться. Лучше сразу не доливать в силикатный клей. Поэтому в дальнейшем речь будет идти только о соотношении цемент, песок, жидкое стекло.

Если говорить о конкретных ситуациях, то для:

• защиты от влаги в ванных комнатах, подвалах, смотровых ямах, гаражах и т.д. применяют раствор цемента и ЖС в пропорции 10 к 1;
• гидроизоляции колодцев цемент, песок и силикатный клей берутся в соотношении 1:1:1. Консистенция жидкой сметаны;
• приготовления жаропрочного кладочного раствора нужно брать 1 часть портландцемента М300 или М400, 2 части песка и 0,2 части силикатного клея. В итоге должна получиться пластичная, похожая на тесто, смесь, с которой удобно укладывать кирпичи;
• огнеупорных растворов тот же состав ингредиентов в пропорции 4:1,5:1,5;
• ремонта бетона (заливка трещин и швов) состав готовится из 3-х частей цемента, 1 песка и 1 ЖС;
• укрепления фасадов штукатурный раствор готовится в пропорции: 1:2,5:1;
• приготовления штукатурки берутся цемент, песок и ЖС в соотношении 2:5:1. Перед работой стена обрабатывается грунтовкой из разбавленного силиката;
• антисептической обработки жидким стеклом деревянных домов готовится пропитка из клея и воды в соотношении 1 к 1. Если неудобно обрабатывать поверхность из-за консистенции, можно изменить пропорцию в любую сторону.

Для лучшего восприятия информации наиболее популярные смеси с силикатным клеем сведем в таблицу.

Таблица 1. Пропорции наиболее популярных составов с жидким стеклом.

Инструкция по замешиванию

Есть две технологии замешивания цементного раствора с силикатным клеем:

• классическая. В инструкции по применению жидкое стекло для бетона готовится по следующей схеме:

1. уточняются пропорции по приготовлению ремонтных и гидроизоляционных растворов;
2. в силикатный клей наливается вода, тара закрывается колпачком или пробкой;
3. раствор перемешивается встряхиванием;
4. цемент смешивается с песком;
5. канцелярский клей переливается в строительное ведро;
6. туда же высыпаются перемешанные сухие ингредиенты, все тщательно перемешивается;

• практическая. Опыт строителей показал, что можно немного увеличить время жизнедеятельности раствора, если вначале в ЖС влить не всю воду, а часть (обычно 2/3). Затем перемешать цемент с песком и смочить смесь оставшейся водой. Должен получиться состав, который можно скатать в шар. Туда и выливается канцелярский клей, после чего все тщательно перемешивается.

Как наносить жидкий клей

Использовать ЖС можно по-разному. Все зависит от того, какие задачи решаются:

• обмазочный способ. В этом случае разведенным водой силикатом натрия покрывается поверхность, требующая защиты от воды и плесени. Применяют этот метод и при необходимости устранить пыление материала или провести укрепление рыхлой поверхности;
• штукатурный. Имеет много общего с обмазочным способом. Отличие в составе грунта – в него добавляется цемент, что позволяет средству проникать довольно глубоко в структуру обрабатываемого материала. Главное – наносить быстро, чтобы раствор не успел затвердеть;
• в виде добавки в бетонный или цементно-песчаный раствор. Отвердевший материал (бетон, штукатурка) становится более прочным.

Нанесение жидкого стекла осуществляют шпателем или кистью. При антисептической обработке дерева, где нет цемента, а соотношение воды к силикату натрия 10 к 1, можно воспользоваться валиком или пульверизатором. Но сопла и стакан нужно сразу же, по окончании работ, промывать горячей водой. Использовать валик для составов с цементом не рекомендуется. Причина простая – вымыть после выработки первого замеса не получится, а работать дальше не позволит схватившийся раствор.

Гидроизоляция жидким стеклом

Чтобы гидроизолировать бетонные конструкции, необходимо, во-первых, приготовить нужные материалы и инструменты, во-вторых, правильно затворить раствор, в-третьих, обеспечить защиту рук, глаз и дыхательных путей.

Материалы и инструменты

Для работы потребуются:

• силикат натрия или калия;
• цемент М300 или М400;
• мелкий просеянный песок;
• вода;
• емкость для замешивания раствора;
• кисть, валик или пульверизатор;
• шпатель;
• шуруповерт с миксерной насадкой.

Технология гидроизоляции и ремонта различных бетонных конструкций схожая. Но есть нюансы, которые могут свести на нет всю проделанную работу.

Фундамент

Лучший способ защитить фундамент от влаги – использовать силикатный клей. При этом можно воспользоваться одной из трех применяемых на практике технологий:

1. По первому способу фундамент очищается от грязи и шлифуется. Затем обезжиривается. Жидкое стекло разводится водой. Полученным раствором стенки основания и цоколя покрываются дважды. Наносить второй слой нужно на полностью высохший первый. Однако применять такую защиту от влаги, как основную, не стоит. Хрупкость силикатного слоя приведет к тому, что после зимы вода через микротрещины начнет поступать в бетон. Поэтому правильным выглядит решение закрыть обработанный фундамент рулонным гидроизолятором.

2. Ремонтный состав для устранения трещин и гидроизоляции стыковочных швов сборного фундамента готовится из цемента М400 (1 кг), силикатного стекла (50 г), воды (750 мл).

Порядок действий следующий:

• швы и стыки расшиваются с помощью молотка и долота или перфоратором;
• на трещинах режутся штробы;
• все очищается от пыли, особенно тщательно выемки и углубления;
• сушится строительным феном – с влажной поверхности начнет отслаиваться;
• готовится смесь небольшими порциями;
• раствор шпателем затирается в расшитые стыки и штробы.

Работать нужно быстро, так как кристаллизация смеси происходит за пару десятков минут.

3. Еще один вариант защиты фундамента и цоколя от влаги – добавление силиката натрия (5% от общего объема) в бетонный раствор.

Подвал

Многим хозяевам частных домов и коттеджей знакома проблема сырого подвала. Вода попадает вовнутрь через швы и сам бетон. Избавиться от напасти поможет ЖС. Алгоритм действий следующий:

• швы зачищаются от пыли, грязи и обломков;
• готовится состав из цемента М300 или М400 и канцелярского клея в пропорции 20 к 1. Вода добавляется произвольно, до получения консистенции сметаны;
• полученная смесь шпателем затирается в швы и трещины;
• кистью, смоченной водой, нанесенный раствор смазывается;
• через сутки стены и пол обрабатываются канцелярским клеем, разведенным водой. Наносится два слоя. Второй, после хорошо высохшего первого (сохнет около 30 минут). При необходимости наносится и третий слой клея.

Работать надо споро и небольшими порциями для быстрого использования смеси.

Бассейн

Стенки бассейна нужно гидроизолировать с обеих сторон, пол только изнутри. Внутри технология пропитки такая же, как и у подвала, один к одному.

Снаружи есть два варианта защиты: ввести силикатный клей в состав бетонного раствора или обработать с помощью обмазочной технологии. Но, в отличие от фундамента, нанести 2-3 слоя. В этом случае дополнительная изоляция рулонными материалами не проводится.

Анетисептическая обработка

Для защиты от плесени и грибка 40%-ый раствор жидкого стекла наносится по всей поверхности малярной кистью в два прохода. При этом второй слой накладывается на первый после того, как он хорошо высохнет.

Жидкое стекло своими руками

Несмотря на сложную промышленную технологию, изготовление жидкого стекла своими руками возможно в домашних условиях. Для работы необходимо иметь следующие материалы и инструменты:

• просеянный речной песок – 1 часть;
• питьевая сода – 4 части;
• горячая вода;
• огнеупорная посуда;
• горелка газовая;

• перчатки сварщика (термозащитные);
• защитные очки.

Песок и сода помещаются в плавильную емкость, перемешиваются, а затем греются горелкой до полного расплавления. Расплавленную массу вымывают горячей водой. Сделать сложно, но возможно.

Заключение

Хорошо знакомый практически каждому домашнему мастеру канцелярский клей способен эффектно и эффективно выполнять функцию защиты бетона и дерева от влаги, плесени и грибка. Технология простая, но требует навыков в работе – слишком быстро раствор кристаллизуется.