Урок №43. Кремний и его соединения. Стекло. Цемент

Кремний в свободном виде был выделен в 1811 Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром при пропускании паров фторида кремния над металлическим калием, однако он не был описан ими как элемент. Шведский химик Й. Берцелиус в 1823 дал описание кремния, полученного им при обработке калиевой соли K ₂ SiF ₆ металлическим калием при высокой температуре. Новому элементу было дано название "силиций" (от лат. silex — кремень). Русское название "кремний" введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом. В переводе c др.-греч. krhmnoz — "утес, гора".

Физические свойства

Известен аморфный и кристаллический кремний . Кристаллический кремний – тёмно-серое вещество с металлическим блеском, большая твёрдость, хрупок, полупроводник; ρ = 2,33 г/см 3 , t° _пл. =1415°C; t° _кип. = 2680°C. Имеет алмазоподобную структуру (sp 3 — гибридизация атомов кремния) и образует прочные ковалентные σ – связи. Инертен. Кремний хрупок, при нагревании выше 800 °C становится пластичным веществом. Аморфный кремний – порошок бурого цвета на основе сильно разупорядоченной алмазоподобной структуры, гигроскопичен, ρ = 2 г/см 3 , более реакционноспособен, чем кристаллический.

Распространенность

Кремний – второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Его доля составляет 27,7% массы земной коры. В природе кремний встречается только в виде соединений, таких как силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – оксид кремния(IV) SiO ₂

Получение

1) Промышленность – нагревание угля с песком:

2C + SiO ₂ = t˚ = Si + 2CO

2) Лаборатория – нагревание песка с магнием:

2Mg + SiO ₂ = t˚ = Si + 2MgO

Химические свойства

Si – восстановитель

2) Со фтором при обычных условиях

Si 0 + C = t˚ = Si +4 C

SiC — карборунд — твёрдый; используется для заточки ножей и шлифовки

4) С водородом не взаимодействует

Силан (SiH ₄ ) получают разложением силицидов металлов кислотой:

5) С растворами кислот не реагирует

плавиковая кислота: Si+4HF=SiF ₄ +2H ₂

с месь азотной и плавиковой кислот растворяет кремний: 3Si + 4HNO ₃ + 18HF → 3H ₂ [SiF ₆ ] + 4NO + 8H ₂ O

Si – окислитель

С металлами (образуются силициды):

Si 0 + 2Mg = t˚ = Mg ₂ Si -4

Применение

Наибольшее применение кремний находит в производстве сплавов для придания прочности алюминию, меди и магнию и для получения ферросилицидов, имеющих важное значение в производстве сталей и полупроводниковой техники.

Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость.

Кристаллы кремния применяют в солнечных батареях и полупроводниковых устройствах — транзисторах и диодах.

Кремний служит также сырьем для производства кремнийорганических соединений, или силоксанов, получаемых в виде масел, смазок, пластмасс и синтетических каучуков. Неорганические соединения кремния используют в технологии керамики и стекла, как изоляционный материал и пьезокристаллы.

Силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – основное сырье для производства стекла и керамики, а также для строительной промышленности.

Для некоторых организмов кремний является важным биогенным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Большие количества кремния концентрируют хвощи и злаки, в первую очередь — подсемейства Бамбуков и Рисовидных, в том числе — рис посевной. Мышечная ткань человека содержит (1-2) ·10 -2 % кремния, костная ткань — 17·10 -4 %, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.

Силан — SiH ₄

Физические свойства:

Бесцветный газ, ядовит, t° _пл. = -185°C, t° _кип. = -112°C.

Получение:

Химические свойства:

2) Разложение: SiH ₄ = t˚ = Si + 2H ₂

Оксид кремния (IV)

(SiO ₂ ) _n

SiO ₂ – встречается в природе в виде: кварца, горного хрусталя, аметиста, агата, яшмы, опала, кремнезёма (основная часть песка).

Входит в состав: каолинита – Al ₂ O ₃ • 2SiO ₂ • 2H ₂ O (основная часть глины) и ортоклаза – K ₂ O • Al ₂ O ₃ • 6SiO ₂ (полевой шпат).

Жидкое стекло, цементы

Из неорганических связующих для формовочных и стержневых смесей кроме глин наиболее широко используются силикаты. Из группы силикатов наибольшее применение имеют жидкое стекло и цементы.

Жидкое натриевое стекло. В соответствии с ГОСТ 13078-81 оно представляет собой коллоидный водный раствор силиката натрия Na2O * nSiO2 * mН2O. Упрощенно его химическую формулу записывают в виде Na2Si2Os или Na2Si2O3. Жидкое стекло имеет сложный химический состав. В него входят молекулы Na2Si2O5, Na2S3O3, эвтектика (Na2Si2O5+SiO2), ионы Na+, H+, ОН-, SiO3в2-, Si2O5в2-, гидраты nSiO2 * kH2O, Na2O * 2SiO2 * mH2O.

Механизм связывания зерен наполнителя жидким стеклом сложен и до конца не изучен. Сцепление пленки связующего с зернами песка происходит за счет химической адгезии. Главную роль в химическом отверждении смеси играет образование геля ортокремниевой кислоты H4SiO4 по следующей схеме:

Читайте так же:

Как кладут стену без цемента

Ионы натрия являются стабилизаторами раствора анионов, препятствующими конденсации и коагуляции жидкого стекла.

Важнейшей характеристикой жидкого стекла является модуль М. Модуль жидкого стекла представляет собой отношение числа молей SiO2 к числу молей Na2O, содержащихся в жидком стекле:

где MSiO2, MNa2O — массы SiO2 и Na2O, содержащихся в данном количестве жидкого стекла.

В соответствии с ГОСТ 13078-81 выпускается содовое жидкое стекло с модулем 2,65-3,5 и плотностью 1360-1500 кг/м3, а также содово-сульфатное с модулем 2,6-3,0 и плотностью 1430-1500 кг/м . Жидкое стекло с модулем 2,6-3,0 называется низкомодулъным, а с модулем 3,01-3,5 — высокомодулъным.

Обычно в литейные цехи поставляется жидкое стекло с модулем 2,7— 3,1. Из технологических соображений необходимо применять более низкомодульное стекло. Чем выше модуль жидкого стекла, тем больше полисиликат-ионов и меньше ионов Na. Поэтому высокомодульное стекло отличается большей степенью полимеризации, большей вязкостью и высокой скоростью твердения. Это снижает живучесть смеси, т. е. при хранении смесь быстро теряет свои технологические свойства.

Модуль жидкого стекла снижают добавкой NaOH. Количество NaOH, необходимое для снижения модуля с величины М1 до величины M2, можно определить по формуле

где MNaOH — расход раствора едкого натра на 100 кг жидкого стекла, кг;

С — концентрация раствора NaOH, %;

р — плотность исходного жидкого стекла, кг/дм3.

Для обеспечения равномерного обволакивания зерен наполнителя при изготовлении смеси необходимо, чтобы вязкость жидкого стекла не превышала 1 МПа*с. Рекомендуемые значения модуля и плотности жидкого стекла при разных способах отверждения смеси приведены в табл. 5.12.

Для более глубокой характеристики жидкого стекла используют значение порога коагуляции Пг. Жидкое стекло представляет собой коллоидную систему, состоящую из кислотной (SiO2) и щелочной (Na2O) составляющих. Часть щелочной составляющей связана с SiO2, а другая часть является свободной. Именно ионы Na+ этой свободной части обеспечивают стабильность раствора и препятствует его коагуляции, т. е. переходу в гель.

Чем больше содержание стабилизирующей части Na2O, тем устойчивее система, тем выше живучесть смеси. Чем меньше содержание свободной части Na2O, тем быстрее наступает переход в гель (и при меньшем расходе отвердителя), тем ниже живучесть смеси. Для определения свободной части Na2O осуществляют титрование жидкого стекла разбавленной соляной кислотой, которая нейтрализует Na2O. Порог коагуляции определяют по количеству HCl, затраченной на нейтрализацию Na2O, вызывающую коагуляцию раствора. Он представляет собой отношение массы свободной части Na2O к общей массе жидкого стекла.

Широкое применение жидкого стекла в качестве связующего в литейном производстве началось в 50-е гг. XX в., главным образом, в связи с возможностью быстрого отверждения смесей с жидким стеклом продувкой CO2. По существу, это были одни из первых холоднотвердеющих смесей.

При продувке смесей на жидком стекле CO2 образуется ортокремниевая кислота, молекулы которой вступают в процесс поликонденсации и гелеобразования:

В настоящее время кроме продувки СО2 применяются различные методы твердения жидкостекольных смесей: тепловая сушка, обработка сложными эфирами, порошкообразными минералами (феррохромовый шлак, нефелиновый шлам) и др. Механизмы и технология различных методов твердения смесей будут рассмотрены далее.

Важнейшими недостатками жидкого стекла как связующего являются плохая выбиваемость смесей из отливок и высокая пригораемость. Эти недостатки связаны с образованием при температурах 793 и 846 °C легкоплавких эвтектик. При последующем охлаждении они спекаются с формовочной смесью. Для устранения этих недостатков применяются различные мероприятия, рассматриваемые ниже.

Наиболее распространен двухстадийный способ получения жидкого стекла для литейного производства. Сначала получают силикат-глыбу (сплавлением песка и соды или сульфата натрия в дуговых электропечах), которую затем в измельченном виде (частицы размером до 0,1-10 мм) растворяют в воде в автоклавах при 120-130 °C и давлении пара 0,3-0,8 МПа. При применении соды получают содовое жидкое стекло, при применении сульфата натрия — сульфатное.

Известны также методы получения жидкого стекла путем выщелачивания едким натром пород, содержащих большое количество аморфного кремнезема (трепел, опал и т. п.).

Цементы. В состав цементов входят трехкальциевый силикат (алит) 3СаО*SiO2, двухкальциевый силикат (белит) 2СаО*SiO2, трехкальциевый алюминат 3CaO*Al2O3 и четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО*Al2O3*Fe2O3. Цемент получают путем обжига измельченных смесей пород известняка, глины и других минералов при температуре 1300-1450 °С. Получаемый клинкер размалывают с введением гипса и других добавок. Этот цемент называется портландцементом. Основным минералом, определяющим прочность цементных смесей, является трехкальциевый силикат.

В основе отверждения цементных смесей лежит процесс гидратации клинкерных минералов при взаимодействии с водой. Процесс состоит в растворении клинкерных фаз с последующим выделением кристаллогидратов из пересыщенного раствора. Выделяющиеся кристаллогидраты срастаются в конгломерат, т. е. происходит процесс полимеризации. Наряду с этим имеет место механизм твердения, основанный на протекании топохимической (гетерогенной) реакции гидратации материалов.

Читайте так же:

Быстротвердеющий цемент сроки схватывания

Исследования показали, что вначале идет гетерогенная реакция образования кристаллогидрата, а затем происходит его растворение. На более поздних стадиях гидратация происходит в глубине зерна. Реакции основных минералов с водой имеют вид

Для приготовления смесей вводят 10-12 % цемента и примерно такое же количество воды. Оптимальное водоцементное отношение составляет 0,6-0,9. Процесс твердения цементных смесей происходит очень медленно, иногда более трех суток. Прочность через 4 ч составляет 0,1-0,15 МПа.

Более быстро твердеют глиноземистые цементы, содержащие минералы 3СаО*Al2O3, 5СаО*3А12O3 и CaO*2А12O3 (основной минерал). Их гидратация идет по реакции

Гель Al(OH)3 имеет большую удельную поверхность и упрочняет структуру.

Прогрессивным направлением является применение ускорителей твердения. Наиболее распространены следующие ускорители: хлориды (CaCl2, NaCl, AlCl3, BaCl2, FeCl3), карбонаты и фториды (K2CO3, Na2CO3, NaF), а также органические материалы (меламиновые смолы, триэтаноламин). Неорганические добавки повышают растворимость клинкерных фаз, а триэтаноламин ускоряет гидратацию.

Широко известным ускорителем затвердевания цементов является патока. Она взаимодействует с Ca(OH)2, ускоряя гидратацию и одновременно образуя сшитый полимер, упрочняющий смесь.

Весьма эффективно комбинирование цементов с лигносульфонатами. Особенно эффективно их применение в комбинации с цементом-гидралюмом, содержащим до 55 % 3СаО*Al2O3, технология получения которого разработана в Центральном научно-исследовательском институте технологии машиностроения и Московском государственном университете.

Недостатком цементов является снижение их активности при длительном хранении во влажной атмосфере из-за образования гидратных оболочек на их частицах. Поэтому цемент следует хранить в сухом месте в герметизированных емкостях.

Холоднотвердеющие смеси с цементом применяют для изготовления крупных отливок в единичном производстве. Цементы позволяют обеспечить лучшую выбиваемость смесей из отливок, так как при нагреве они дегидратируются и смеси разупрочняются.

Северный дачник — Новости, Каталог, Консультации

butil Тема утилизации мусора сегодня очень актуальна, и я хочу обратить внимание на стеклянную тару. Ее доля на городских свалках, а также на стихийных свалках в лесах весьма значительна. Это происходит из-за элементарной неинформированности населения о пользе добавления битого стекла в бетонные растворы. Научно доказано, что добавка битого стекла значительно повышает прочность бетона.

Так, на бетонирование крыши гаража у нас ушло не менее тысячи бутылок. Подбирали их прямо на улице. Если бы о пользе битого стекла знали дачники, то процент бутылок в мусорниках значительно сократился.

Добавление битого стекла создает надежную гидроизоляцию и продлевает срок службы бетона. Но нужно соблюдать меры предосторожности при разбивании бутылок. Нужно одевать защитные очки и бить в таре, в ведре к примеру. Наиболее удобно измельчать стекла между двумя кирпичами.

Пожалуйста, обратите внимание на данный вопрос. Нужно просто информировать население, разговаривать с ним, объяснять недопустимость выброса, к примеру, батареек вместе с пищевыми отходами и тд. Все дело за грамотной организацией.

Татьяна Ланская

Северный дачникъ: Не приходилось ещё слышать чтобы таким образом бетонировали крышу, но всё что связано с фундаментом, приступками, садовой самодельной плиткой и т.д. вполне справедливо. Вот пока некоторый сборный житейский опыт:

1. «Из личного опыта знаю, что любую стеклотару и даже битое стекло можно применять при изготовлении пола по грунту. Для этого копается специальная яма глубиной не более 20 сантиметров. Следом она засыпается любым стеклом. В таком случае все битое стекло выступает в качестве наполнителя. Поверх стекла укладывается сам пол. Не стоит забывать, что в таком случае стеклотара может стать самой надежной защитой от различной живности, к примеру от кротов. Пустые бутылки могут заменить даже самый качественный утеплитель. Ранее при строительстве дачных домиков использовали только пустые бутылки. Их укладывали сплошными слоями под пол. Также они использовались при выкладывании бетонной отмостки».

2. «Единственным, сколько-нибудь приемлемым и безопасным способом использования битого стекала в строительстве, я бы назвал применение его в дренажном слое под фундаментами. То есть можно засыпать предварительно измельченное стекло вместе с песком и щебнем в подушку под заливку фундамента. Почему нежелательно использование его в качестве наполнителя в бетонных растворах (вместо щебня)? Потому что стекло, в отличие от щебня, гладкое, следовательно, сцепляемость его с цементно-песчаной смесью будет недостаточной. Таким образом, полученный бетон будет слабее сделанного на основе чистого щебня».

3. «Утилизировать стеклобой, применив для закладывания фундамента, можно с использованием вяжущих материалов, в виде раствора с добавлением 1 части цемента марки М400, 2 порций песка и одной части стеклобоя. Бутылки необходимо тщательно разбить, чтобы не остались целыми их фрагменты, типа горлышка, которые могут не заполниться раствором, поэтому не будет достигнута надежная прочность фундамента. А с целых бутылок, запенив каждое горлышко, можно построить забор. Так, что не стоит выбрасывать такой экономичный и экологичный стройматериал».

Читайте так же:

Как растворить цементный клей

4. «У нас на даче тоже нашлось много стеклотары. Когда ставили баню, сосед посоветовал подпол под баней обложить пустыми стеклянными бутылками, предварительно выкопав яму в виде конуса. Вот по склонам этого конуса и выкладывать бутылки горлышками вниз, просто утопив их в грунт. Что дает такое приспособление: во-первых вода стекает вниз и не скапливается под полом, как следствие — деревянный пол меньше подвержен гниению, во-вторых — стекло нагревается, когда мы топим баню, и достаточно долго сохраняет тепло — полы в бане становятся теплее».

5. «Действительно стеклотару, достаточно часто используют на строительстве если такова имеется. Если у вас есть желание и достаточное количество времени и наверное самое главное терпения, то ее можно смешать с отсевом и засыпать в бетон. Самое главное стеклотару необходимо предварительно очень хорошо измельчить. Не измельченный вариант для использование в бетоне не очень хороший вариант. Для измельчения, как вариант, можно использовать бетономешалку обязательно заполненную водой, чтоб при поворотах осколки стекла не вылетали из нее».

Для чего добавляют жидкое стекло в цементный раствор?

Жидкое стекло в цементный раствор вводится для изменения физических свойств бетона. Эта добавка в строительной смеси выполняет множество разнообразных функций: от ускорения процесса затвердевания жидкой смеси цементного раствора до придания бетонной конструкции новых физических характеристик. Области применения жидкого стекла не ограничиваются строительством. Из-за своих отличных адгезивных характеристик жидкое стекло используется в качестве связующего материала при склеивании всевозможных материалов: от синтетических до натуральных. Широко применяется клей из этого материала для склеивания металлических деталей.

Таблица характеристик жидкого стекла.

Жидкое стекло представляет собой водный раствор целого класса силикатов. Самыми распространенными на российском рынке считаются натриевые силикатные смеси. Гораздо более мелкими партиями отечественная промышленность выпускает калиевые силикаты. Аммониевые и литиевые силикатные растворы очень редко встречаются в продаже, так как выпускаются ограниченными опытными партиями. Иностранные производители, помимо указания конкретного вида силикатного раствора, очень часто указывают и значение вязкости силиката в растворе.

Области применения жидкого стекла

Растворы силикатов применяются в трех областях.

Характеристики жидкого натриевого стекла.

Первая основана на способности силикатов ускорять отвердевание цементного раствора. В результате получаются высокопрочные образцы искусственного силикатного камня, отличающегося от обычного бетона своими гидроизоляционными характеристиками. Также растворы силикатов служат отличным скрепляющим материалом для создания монолитных конструкций из различных искусственных и синтетических материалов. Так, силикатный клей отлично зарекомендовал себя при монтаже натурального камня в качестве декоративных покрытий и при отделке интерьера натуральными и искусственными материалами.

Второй областью, в которой находят применение силикаты, является синтез искусственного растворимого кремнезема. Он служит для изготовления таких химических реагентов, как белая сажа, силикагель, золь кремнезема, различные катализаторы, цеолиты.

Третья область применения силикатов щелочных металлов — это химическая промышленность, где жидкое стекло участвует в синтезе различных веществ в качестве неосновного химического компонента. В бумажной промышленности составами с содержанием силикатного клея пропитывают бумажную массу, а также проводят склеивание слоев различных сортов бумаги. Жидкое стекло входит в состав смеси, которая покрывает сварочные электроды. Краски на его основе обладают повышенной огнеупорностью и влагостойкостью. Тяжелая металлургическая промышленность использует составы с ингредиентами силикатов для создания огнеупорных тиглей для высокотемпературной обработки металлов. Широкое применение в строительстве, помимо добавок к строительным смесям, водные растворы силикатов получили при создании инъекционных составов для дополнительного укрепления рыхлых грунтов под фундамент.

В быту силикатный клей широко применяется для создания огнеупорных, кислотоустойчивых и влагостойких конструкций и образований.

Этот материал нашел применение и в садоводстве. Растворы силикатов используют для обеззараживания стволов и ветвей плодовых деревьев при их обрезке или ранении. Это экологически чистый антисептик, препятствующий образованию на поверхностях, которые пропитаны им, плесени, грибков, гнилостных образований.

Особенности использования силикатов при создании бетонных конструкций

Подвижность бетонных смесей.

При работе с жидким стеклом нужно помнить, что это вязкое вещество, хорошо растворимое в воде. Добавляя его в цемент, всегда учитывайте быструю скорость схватывания смеси. Опытные строители рекомендуют вначале ввести добавку в воду, а затем с помощью электрической или механической мешалки произвести перемешивание полученной жидкости и сухих компонентов раствора. Следует помнить и о пропорции, которую следует соблюдать при составлении цементной смеси. Цементный раствор, в котором жидкое стекло не превышает 10-20% от массы цемента, достаточно быстро схватывается. Поэтому лучше всего готовить его небольшими порциями. При 50% содержания силикатов в цементном растворе схватывание смеси происходит за считаные минуты.

Читайте так же:

Жидкость фосфатного цемента представляет собой

Однако использование этого раствора оправдано для устранения течей в гидросооружениях частного или общественного пользования. Количество жидкого стекла влияет на скорость устранения аварии. Причем подобные мероприятия актуальны для быстрого устранения трещин, через которые сочится или протекает влага. Качество «заплатки» зависит и от состава цементной смеси, и от глубины трещины, и от температурных характеристик, сопутствующих ремонтным работам. Масса примеров успешного устранения подобных аварий только подтверждает оправданность использования силикатного клея в подобных ситуациях.

Классы и марки бетона.

Вне зависимости от того, для чего вы используете цементный раствор с жидким стеклом, вам потребуются следующие инструменты:

Емкость для раствора — это может быть ведро или тазик. В нем вы сможете смешать необходимые компоненты до нужных пропорций.
Мешалка — для смешивания раствора вы можете приобрести специальную насадку на дрель или перфоратор. Она поможет быстро перемешать компоненты смеси и незамедлительно приступить к работе.
Шпатель — для нанесения и распределения цементной смеси на рабочей поверхности.
Строительный уровень — понадобится для создания ровных и геометрически правильных строительных конструкций с использованием цементного раствора с жидким стеклом.

Все работы следует выполнять с соблюдением правил техники безопасности. Работать нужно в перчатках. При попадании силикатов или растворов, их содержащих, на слизистую, необходимо немедленно промыть пораженный орган большим количеством воды и доставить пострадавшего в место, где ему будет оказана профессиональная медицинская помощь. Для различных нужд существуют разные пропорции смешивания компонентов цементного раствора. Жидкое стекло выступает в нем в качестве вспомогательного реагента.

Виды цементных растворов с использованием силикатного клея

Схема приготовления раствора бетона.

Гидроизоляция требуется там, где строение или конструкция будут контактировать с влагой. Водостойкая штукатурка готовится из песка и цемента, которые смешиваются в пропорциях 1 часть цемента:2,5 части песка. Затем раствор нужно разбавить водой, в которой должен быть растворен силикат в соотношении 15% от объема цемента.

При гидроизоляции бассейнов, стенных или потолочных перекрытий, полов, потолков или подвалов применяют смесь, в которой на одну часть жидкого стекла берется десять частей простого цементного раствора (песок 3 части, цемент 1 часть). Перед использованием этой смеси поверхность следует покрыть одним или двумя слоями чистого силиката. Для этого лучше всего использовать жесткую кисть или щетку. Потом дождаться полного высыхания поверхности и уже затем приступать к нанесению цементного раствора.

Гидроизоляция колодцев требует применения смеси 1:1, где на одну часть цемента берут одну часть песка и одну часть жидкого стекла. Количество воды вычисляется таким образом, чтобы получить подвижную смесь, по консистенции напоминающую жидкую сметану.

Огнеупорные цементные растворы и иные способы применения силикатов

Определение готовности раствора.

Для того чтобы керамическая плитка прочно легла на бетонное основание и не отпала со временем, нужна хорошая плотная стяжка. Для усиления стяжки, а также для устранения дефекта изначально неверно смешанной и выполненной стяжки применяется силикатный клей. Смешиваем 6 частей силиката и одну часть воды и покрываем поверхность стяжки в несколько слоев.

При строительстве и ремонте огнеупорных конструкций, таких как камины, печи, дымовые трубы, используется такая же смесь, как и при гидроизоляции бассейнов. Огнеупорность, которую приобретает цементный раствор, будет обеспечивать кристаллическая структура силикатной составляющей, которая в равной степени сделает элементы конструкции прочными и долговечными.

На сегодняшний день раствор силикатов щелочных металлов используется как в чистом виде, так и входит в состав множества смесей и готовых продуктов. Не нужно выверять пропорции, готовые грунтовки и пропитки потребуют лишь добавления воды. Однако опытные строители предпочитают сами смешивать растворы, добиваясь от каждого ингредиента максимальной эффективности в конечной смеси.

Сколько добавлять жидкого стекла в цементный раствор: рекомендации

В попытках создания идеального цементно-песчаного раствора мы идем на добавление самых разных компонентов в него. Ведь не всегда бетон отвечает необходимым нам при строительстве требований. Различные добавки призваны повышать его качество. Одним из таких важных средств является жидкие стекло. Жидкое стекло – не прихотливый на самом деле материал, но нужно уметь правильно применять его в составе раствора. Как это делать правильно, сколько добавлять мы и рассмотрим ниже.

Начнем с того, что водные силикатные растворы, коими и являются стекло жидкого типа, имеют способность повышать водонепроницаемость, а также затвердевание бетона ускоряется. Таким образом, применение силикатного стекла уместно в организации бассейна или колодца, в приготовлении штукатурной смеси с повышенной адгезией, а также грунтовочного состава.

При этом важно отметить, что добавлять его в классический обычный цементный состав не всегда уместно. Например, некоторые специалисты говорят, что добавлять стекло стоит лишь в срочных по времени сроках строительства. При этом каждый конкретный случай будет нуждаться в конкретном рассмотрении.

Читайте так же:

Как правильно замазывать трещины цементом

Примечательно и соблюдение соотношения жидкого силиката с цементом, поскольку случае превышения его количества может быть не улучшение, а ухудшение качеств состава.

Влияние жидкого стекла на раствор

Для получения жидкого силиката требуется разбавление натром сплава соды и песка, а также молотого кремнезёма. Чтобы добавлять тот или иной элемент в смесь, необходимо знать целесообразность таких действий. Дело в том, что главная особенность его применения состоит в том, чтобы повлиять на сроки застывания раствора. А затвердевания цемента будет напрямую зависеть от состава.

Чтобы уловить суть наглядно, давайте взглянем на таблицу. Описывающую зависимость этих сроков от процентного содержания нашего жидкого компонента:

Как показывать практика, не стоит добавлять свыше 5% жидкого стекла. Дело в том, что требуемая пропорция идеально подойдет для бытового строительства, а вот превышение пропорции грозит застыванием бетона прямо в емкости, в которой его разводят.

Также излишки жидкого элемента приводят к понижению прочности цемента. И это удивительно, ведь обычно вроде все должно быть наоборот: чем выше вязкость, тем лучше прочность. Но нет.

Прочность любого бетона со временем падает. Но с излишками это проходит намного быстрее. Для начала посмотрите, по таблице сравнение падения прочности у обычного ЦПР и такового с добавками:

Как видите, чем больше добавки, тем скорее понизится уровень крепости конструкции. Конечно, по логике состав становится максимально прочным на первых порах, но уже через месяц потеряет четверть от первоначального показателя.

Рекомендуют применять жидкое стекло в таких случаях, для повышения таких показателей:

Повышения гидроизоляционных свойств для обустройства фундамента, колодца или других поверхностей, где повышенное воздействие влаги;
Повышение прочности конструкции, а также дополнительной прочности стяжки гидроизоляционного типа;
Для придания свойств жаропрочности при оштукатуривании изделий;
С целью устойчивости к химическому воздействию.

Устойчивость к влаге и жаропрочность

Самый весомый эффект, который вы получите при использовании добавок в цемент – усиление гидроизоляции и жаропрочности. Добавление повысит пористую структуру бетонов, снизить их водопроницаемость, поверхность станет более устойчивой к грибковому образованию и плесеням. Это справедливо, если ввести нормальное количество примеси в цемент, в верном соотношении.

Обусловлено это тем, что жидкое стекло будет вымываться водой со временем, а если вы допустите избыток, то цемент подвергнется разрушению под воздействием влажности.

Другой характерной особенностью является польза от получения жаропрочности искусственного камня. При повышении 200 градусов по Цельсию бетон разрушается. Если введется жидкое стекло в пропорции от 26 до 35 % повысится этот показатель до 1100-1400 градусов. Это целесообразно при возведении зданий промышленного назначения. Не забывайте о том, что требуется еще введение добавки в частном строительстве в обмазочной смеси для печки, камина иди дымохода.