Жидкое стекло и его применение в строительстве

Древесина является древнейшим строительным материалом, наряду с многочисленными достоинствами, этот материал имеет свою «ахиллесову пяту» – дерево подвержено воздействию негативных факторов. Под действием влаги древесина набухает, изменяет геометрические размеры, избыточная влага создает благоприятные условия для развития повреждающих древесину вредоносных микроорганизмов. Деструктивные процессы возникают при воздействии солнечного ультрафиолета, под действием солнечных лучей древесина теряет упругость и прочность, изменяет цвет, образуются микротрещины.

В каждую историческую эпоху для защиты деревянных строений применялись свои методы, в XX веке на первое место вышло применение физико-химических способов защиты. Деревоматериал опрессовывают, вываривают в химических растворах, подвергают обработке защитными пропитками. Одним из современных средств обработки является жидкое стекло, обработку древесины жидким стеклом применяют строители-профессионалы и частные застройщики.

Состав, внешний вид и свойства

Основой любого жидкого стекла служит водный раствор силиката с щелочными свойствами. В роли силиката выступают соли натрия, калия или (редко) лития. В строительстве применяются следующие модификации:

Жидкое калиевое стекло . Внешне имеет вид густой прозрачной жидкости, иногда со слабым зеленым или желтым оттенком. Структура вязкая, тягучая, механические примеси отсутствуют.
Жидкое натриевое стекло . Бесцветная густая жидкость, иногда с желтоватым или сероватым тоном. Во время хранения возможно выпадение осадка.

Жидкое стекло производится: с различным соотношением окиси кремния и окиси натрия (калия); этот параметр называется силикатным модулем. Модуль жидкого стекла характеризует его клеящую способность и влияет на прочность смесей. Величина силикатного модуля влияет на скорость растворения щелочно-силикатных стекол в воде.

Плотность жидкого стекла — 1400-1420 кг/м 3 . Модуль — 3-3,5 и выше.

Составы схожи по своим эксплуатационным качествам, но имеют и отличия:

Калий силикат характеризуется более вязкой структурой, после застывания становится матовым, устойчивым к химическому и атмосферному воздействию. Лучше всего жидкое стекло с силикатом калия подходит для гидроизоляции цоколя или фундамента.
Натрий силикат имеет плотную структуру. Он хорошо связывается и потому характеризуется высоким уровнем адгезии, независимо от структуры подложки. Состав подходит как для гидрозащиты остальных объектов, так и в качестве компонента смесей, а также для окраски фасадов.

Свойства и область применения жидкого стекла

Жидким стеклом называют водно-щелочные растворы силиката натрия или калия, другое наименование химического соединения – силикатный клей. Впервые вещество было получено в 1818 году, в настоящее время является многотоннажным продуктом химического производства, в России производится по ГОСТ 13078-81.

Наиболее распространен силикат натрия Na2O/SiO2, имеющей силикатный модуль от 2 до 3.5, под этим параметром понимается отношение молекул кремнезема к числу молекул окиси натрия. Производится в виде водного раствора жидкого стекла, имеющего вид густой гелеобразной массы с содержанием связанной воды от 15 до 20%, легко разбавляется водой до меньшей концентрации. В торговую сеть поступает в пластиковых 3-10 литровых емкостях, легко испаряет связанную влагу, хранится в закрытом виде, при замораживании сохраняет рабочие свойства. Гарантия производителя – 12 месяцев.

Раствор силиката натрия в воздушной среде легко испаряет влагу, состав самопроизвольно отвердевает с образованием прочной водонепроницаемой основы из силикатного камня. Основные свойства силикатного покрытия:

Обладает высокой адгезией и вяжущими свойствами, легко впитывается пористыми поверхностями, надежно запечатывает полости и микротрещины,
Затвердевание происходит в короткое время,
В застывшем виде не растворяется в воде, приобретет свойства эффективного гидрофобизатора,
Образовавшаяся пленка защищает от солнечных лучей и не растрескивается на морозе,
Обладает свойствами антипирена, при температуре 600-650 градусов начинает плавиться и образует негорючую пленку, препятствующую доступ кислорода,
Угнетающе действует на развитие микроорганизмов,
Силикат натрия экологичен, не является аллергеном.

Область применения составов на основе силикатов постоянно расширяется, включает разработку термостойких покрытий для ракетных двигателей, применяется в качестве вяжущего компонента при производстве бетона, широко используется в качестве гидроизоляционной пропитки для дерева.

Достоинства и недостатки

Востребованность силикатных составов объясняется их ключевыми характеристиками:

Клеящая способность . Состав, впитываясь в подложку, полностью заполняет мельчайшие трещины и поры. Возрастает адгезия, плотность и вязкость жидкого стекла.
Низкая теплопроводность . Связующее не боится температурных перепадов, поэтому используется в изготовлении теплоизоляторов (каменная вата), рассчитанных на многократную заморозку/оттаивание.

Невосприимчивость к влаге. Свойство, с равным успехом допускающее применение жидкого стекла для дерева и бетона.
Антисептические и огнеупорные качества. Снимают проблему появления плесени и уменьшают способность материала к возгоранию.
Экологичность эксплуатации. Силикатный клей не выделяет веществ, токсичных для человека и животных.
Практичность использования. Характеризуется экономным расходом и низкой (по сравнению с промышленными средствами гидроизоляции) стоимостью.
Долгий срок службы обработанной поверхности: с сохранением первоначальных характеристик, стойкость к истиранию.

Жидкому стеклу присущи недостатки, которые необходимо учитывать в работе:

Осторожность при использовании. В состав силикатного клея входит щелочь, которая вызывает химические ожоги при контакте с кожей.
Специализированные навыки в работе. Жидкое стекло быстро засыхает, для нанесения важна сноровка исполнителя.
Ограничения использования. Силикатный клей применим для дерева и бетона, но не дружит с кирпичом (разрушает его структуру).

Сфера применения

Свойства жидкого стекла делают его полезным для использования в качестве:

Отвердителя . Состав заполняет поры, увеличивая плотность подложки и попутно сглаживая неровную поверхность.
Гидрофобного изолятора . Силикатный клей является непреодолимым барьером для влаги, что сохраняет эксплуатационные свойства стройматериалов.
Антисептика . Эффективный продукт для уничтожения плесени.
Огнестойкого материала .
Антистатика . Предотвращает накопление статического электричества.

Добавление в бетон, пропитка (в смеси с водой) и обмазочная методика (чистый клей) —

практические способы нанесения жидкого стекла; применение в строительстве охватывает множество строительных процессов:

Гидроизоляция систематически контактирующих с влагой объектов: колодцев, бассейнов, цоколей, подвалов, фундаментов.
Заделка мелких дефектов в стенах и перекрытиях.
Добавка в цементный раствор ускоряет его твердение и уменьшает водопоглощение.

Поверхностная обработка бетона жидким стеклом увеличивает его прочность.
Обеспыливание бетонных поверхностей любого возраста. Грунтование поверхности стяжки предотвращает образование цементной пыли и повышает сопротивление истиранию.
Пропитка деревянных конструкций для придания им большей плотности и огнестойкости, защиты от заселения микроорганизмов. С той же целью проводится пропитка гипсокартона.
Как компонент для приготовления фасадных красок , устойчивых к уличным условиям.
Антикоррозийная обработка металлов .
Компонент жаростойкой замазки для кладки печей, дымоходов, каминов, наружных частей дымовых труб.
Изготовление замазок для обработки швов труб.
Быстросохнущий клей . Используется для фиксации керамической плитки, напольных покрытий (ковролина, линолеума), потолочных пенопластовых плит, склеивания природного камня. Наносится на стену перед наклеиванием обоев или покраской.
Бактерицидная затирка . Для обработки швов между плитками.

В чем суть жидкого стекла и что это такое

Жидкое стекло или по-научному силикатный клей, может подразделяться:

Натриевый состав.
Калиевый.

Такое сочетание как дерево стекло стало применяться достаточно широко за счет того, что стекло, в принципе, изменяет состав древесины. Кроме того, использование этого клея ценится и в других отраслях за свои уникальные свойства:

Жидкое стекло имеет гидрофобное свойство. За счет этого применение происходит чаще всего именно на тех поверхностях, которые постоянно контактируют с водой. За счет свойств силикатного клея древесина не поддается деформации и разбуханию.
Нередко деревянные полы и стены, по углам покрываются плесенью. Ввиду этого пропитка жидким стеклом и тут способна помочь за счет своих антисептических свойств.
Очевидный плюс обработки и в том, что при покрытии, стены и полы становятся менее пожароопасными.
Также следует отметить и такие положительные свойства состава как кислотоустойчивость, антистатичность и экологичность.

Использование для бетонных поверхностей

Жидкое стекло для бетона в виде компонента сложносоставной смеси или пропитки является надежным консерватором, но, чтобы оно полностью проявило заявленные свойства, необходимо придерживаться технологических нюансов:

Поверхность бетона предварительно очищается от грязи и обезжиривается.
Добавление в раствор . Жидкое стекло разбавляют водой в отдельной емкости, а затем вливают в приготовленную сухую смесь и тщательно перемешивают. Запрещается добавление силикатного клея в готовый жидкий раствор.
Важно точно следовать рецепту ре , поскольку жидкое стекло сильно влияет на скорость затвердевания. Допускается разбавление состава небольшими порциями воды при быстром затвердевании.
При однократном нанесении силикатный клей пропитывает слой толщиной 1-2 мм; после нескольких обработок —15-20 мм.

Технология использования в разных процессах:

Для защиты от сырости стен чердаков и подвалов достаточно одного нанесения жидкого стекла.

Гидроизоляция стенок колодцев проводится в два этапа. Сначала наносится тонкий слой жидкого стекла. Поверх образовавшейся пленки наносится цементно-песчаная смесь с нужной пропорцией силикатного клея.
Бассейн гидроизолируют с двух сторон. Внутреннюю поверхность обрабатывают тонким слоем жидкого стекла. Для изоляции внешней стенки от грунтовых вод состав наносится толстым слоем, в два-три приема.
Жидкое стекло на пол в гараже — дешевый способ избавиться от всепроникающей цементной пыли. Правильным будет нанесение по свежей стяжке. Если просто пропитать пол концентрированным составом, получится хрупкий лаковый слой.
Напольное покрытие с использованием жидкого стекла . Проводится в помещениях с избытком влажности. Если полы деревянные, предварительно выполняется стяжка из бетона. Затем на сухую бетонную поверхность порциями выливается и разравнивается силикатный раствор. Для окончательного выравнивания наносится повторный слой толщиной 3-5 мм. Финишное покрытие добавляется после высыхания; подойдет эпоксидный или полиуретановый лак.

Защита древесины

Гигроскопичные деревянные конструкции особенно нуждаются в надлежащей защите. В отличие от бетона, при контакте с древесиной силикатный клей в нее не впитывается, но образует внешний предохранительный слой. Поэтому для правильной обработки дерева жидким стеклом особенно важна предварительная подготовка. Дерево не только очищается от пыли и грязи, но дополнительно зачищается наждачной бумагой. Такой прием позволяет создать более гладкую поверхность и лучшее сцепление (а, значит, и долговечность) пленки.

Силикатный клей наносят на поверхности, которые не планируется окрашивать, поскольку дерево становится зеркально гладким, и покрасить его невозможно. Регулярно подвергающиеся воздействию сырости места (подвал, стропила, балочное перекрытие) — идеальные претенденты на использование жидкого стекла; применение состава проходит с учетом следующих рекомендаций:

Состав, разведенный водой в нужной пропорции, наносится на обработанную и зачищенную поверхность, минимум двумя слоями.

Для качественной гидроизоляции толщина готовой пленки должна быть не менее 100 мкм.
Лучший результат получается, если состав наносится при температуре от +20 до +40°C , широкой кистью или валиком.

Обработка дерева жидким стеклом

По эффективности защиты дерева от воздействия влаги, силикат натрия превосходит краски и лаки, а по стоимости дешевле практически всех лакокрасочных материалов. Применяют жидкое стекло для обработки древесины, подверженной интенсивному воздействию негативных факторов, это могут быть:

Окладные венцы, лаги для пола, деревянный ростверк, конструктивные элементы крыш,
Деревянные сваи, стены подвалов и погребов,
Веранды, террасы и беседки,
Места прокладки канализационных и водопроводных труб.

После нанесения на поверхность, жидкое стекло заполняет неровности и трещины, на поверхности образует пленку толщиной не менее 100 мкм. Покрытие отличается устойчивостью к атмосферным воздействиям и сохраняется защитные свойства в течение 8-10 лет, препятствует развитию микроорганизмов. Обработка пиломатериала силикатом натрия значительно продлевает срок эксплуатации элементов и конструкций деревянных построек.

В качестве недостатков отмечают:

После обработки дерево меняет естественный цвет, приобретает малопривлекательный темно-серый оттенок с белесым налетом,
Обработанную поверхность трудно покрасить, большинство лакокрасочных материалов плохо сцепляются с поверхностью, после полимеризации слои краски отслаиваются, по этой причине для обработки фасадных стен жидкое стекло применяют редко. Для окраски больших поверхностей можно использовать специальные силикатные краски, которые наносят в качестве финишного слоя.

Приготовление составов

Строительный рынок насыщен разнообразными готовыми составами с комплексом полезных свойств. Несмотря на это, жидкое стекло в качестве компонента самостоятельно приготовленных смесей успешно конкурирует с промышленным продуктом благодаря хорошему соотношению цена/качество. В самодельных смесях доля жидкого стекла колеблется в следующих пропорциях:

Добавка в бетон : От 5 до 20% бетонной массы.
Пропитка поверхности : 50% цементного раствора.
Подготовка огнеупорной смеси : От 10 до 25% состава.

На практике строители пользуются проверенными пропорциями, позволяющими получить нужный результат:

Гидроизоляция колодцев . Для обмазки стен готовится раствор цементно-песчаной смеси и клея в равных долях.
Гидроизоляция бассейнов , влажных помещений, перекрытий, полов, стен. Готовится раствор из расчета 1 л (часть) жидкого стекла на 10 л (частей) бетонного раствора.

Состав, повышающий прочность смеси . Жидкое стекло добавляется в бетон в пропорции: 1 часть стекла на 20 частей готовой смеси.
Водостойкая смесь ( для заделки щелей в конструкциях). Песок и цемент соединяют в соотношении 2,5 к 1. В смесь вливают 15% раствор жидкого стекла.
Грунтовка для стяжки пола . Цементный раствор и силикатный клей смешиваются как 2 к 1.
Изготовление фасадной краски . К жидкому стеклу подмешивается выбранный краситель до нужной цветовой насыщенности. С помощью силикатного состава можно удалять слой старой краски (лаковой или масляной).
Огнеупорный состав (кладка и ремонт). 1 часть цемента, 3 части песка разбавляются 15% раствором силикатного клея.
Обработка древесины жидким стеклом. Готовится смесь из 1 л воды и 400 г клея, наносится двумя слоями. Покрытие рекомендуется обновлять каждые 3–5 лет.
Защита металлических поверхностей от коррозии. Силикатный клей и цемент в равных пропорциях, после высыхания — покраска.
Клеящий состав для плитки, линолеума . Расход силикатного клея на любой поверхности — 200-400 г/м 2 .

Где еще применяется

Применение такого средства как жидкое стекло популярно не только при прямой обработке половых покрытий из дерева, но и в иных случаях:

Многие строители используют пропитку в виде грунтовки для различных типов стен в виде защиты от грибковых образований.
Этим средством очень удобно пользоваться при укладке линолеума либо пенопластовых плиток на потолок.
Некоторые специалисты отмечают отличные свойства жидкого стекла при работе со стыками и соединениями труб. Единственный минус в том, что свойства в данном случае слишком хороши и при выходе детали из строя, разобрать ее не получится и придется демонтировать конструкцию целиком.
Многие мебельщики также хвалят силикатный клей и утверждают что его применение при ремонте деревянной мебели более чем актуально.
Можно не только покрывать деревянные поверхности валиком и кистью, но и при небольших размерах изделия, целиком окунать его в тару наполненную жидким стеклом.
Некоторые агрономы рекомендуют использовать раствор для сохранения семян. Неоднократные испытания доказали что если семена опрыскать смесью, то они не только перестанут подвергаться негативному воздействию, но и эффект прорастания ускорится.
Некоторые домохозяйки также отмечают положительные свойства вещества в качестве оригинального средства для мытья посуды. Если его развести с водой в пропорции 1/25, то очистить можно даже старую и жирную посуду. Кроме этого можно ее и прокипятить.
И наконец, отмечается то, что при покрытии стен стеклообоями, рекомендовано сначала промазать их силикатным клеем. Благодаря этому стеклообои становятся более прочными и более износостойкими. Обеспечивается это тем, что влага в них от стен не впитывается вообще. Некоторые же умельцы приловчились покрывать жидким стеклом и самые простые обои. Они утверждают, что такая финишная пленка обеспечивает обоям особый блеск. И если они запачкаются, стену можно будет просто протереть.

Напоследок необходимо пояснить то, что не всегда применение силикатного клея для дерева носит скрытую форму. Взять к примеру дом из дерева. Если сразу же после строительства покрыть его жидким стеклом, то улучшится не только его визуальная внешность, но и повысятся все возможные эксплуатационные качества. Кроме того, визуальный облик сохранит свою свежесть на несколько лет, что гораздо лучше, чем почерневшая и старая на вид древесина.

Особенности работы с жидким стеклом

Кроме оперативности в подготовке смеси и ее нанесении необходимо помнить про специфические свойства и необходимые меры предосторожности:

Защита кожи и глаз от прямого контакта. Подойдут стандартные перчатки, защитная одежда и обувь, маска, защитные очки. Если клей попал на кожу или глаза, промыть пострадавший участок большим количеством воды.
Выбор того, как наносить жидкое стекло, зависит от способа применения; используют кисть, валик или краскопульт .
Работа в помещении с хорошей вентиляцией .
Хранение и транспортировка . Хранить и переносить в герметично закрытой таре. Допускается хранение при отрицательных температурах; после оттаивания при комнатной температуре клей не теряет своих качеств.

Выбор продукта

Структура, плотность и стоимость материала зависят от способа его производства и использованных компонентов. По самой элементарной методике вещество получают из кремнийсодержащего сырья, соединенного со щелочной смесью при определенных значениях давления и температуры.

Существует несколько видов жидкого стекла для разнородных поверхностей. Прежде чем выбрать товар, обычно знакомятся с его характеристиками и определяют его соответствие нужному покрытию. Для древесных поверхностей обычно применяется силикатный клей на основе натрия. Следует изучить информацию на упаковке:

где произведена продукция;
срок хранения;
меры предосторожности.

Товаропроизводители

Оптимальны для покрытия дерева три образца средства:

«Эксперт» производства представляет собой натриевый продукт. Он предназначен для повышения долговечности и надежности древесины, защиты ее от влажности, плесени, грибка, огня и насекомых-древоточцев. Средство нетоксично, не содержит растворителей, отличается отсутствием резкого запаха, готово к применению – не нуждается в разведении, переносит заморозку без утраты качеств. Время полного просыхания при 20 градусах и обычной влажности – около суток.
Полупрозрачное жидкое стекло «Омега» с натриевым составом выпускается в готовой форме петербургской . Средство отличается отсутствием растворителей. Оно хорошо предохраняет древесину от воздействия негативных природных факторов и пожара.
Водный щелочной раствор силикатов натрия от Кубаньжелдормаш – вязкая светло-серая жидкость. Продукт обеспечивает прочное светоустойчивое покрытие, обладающее грязеотталкивающими и огнезащитными качествами.

Силикат натрия применяют на участках, подвергающихся агрессивным природным факторам – снаружи и внутри построек. Покрытие древесины жидким стеклом эффективно для продления срока эксплуатации материала, защиты от вредного влияния факторов окружающей среды и сохранения внешнего вида сооружения.