Ювелирное обозрение

Силикатный клей

Силикатный клей, который чаще называют жидким стеклом, – это минеральное соединение, широко используемое в быту и народном хозяйстве для соединения (склеивания) различных материалов. Вязкое текучее вещество известно человечеству почти 2 сотни лет, и все это время успешно применяется для многих целей.

История жидкого стекла

Впервые жидкое стекло было получено в Германии химиком Яном Непомук фон Фуксом в 1818 году. Технология его производства оказалась достаточно проста, а сырье – природное или искусственное – дешево и распространенно.

Жидкое стекло – это водный щелочной раствор полисиликатов натрия Na2O(SiO2)n, калия K2O(SiO2)n или лития Li2O(SiO2)n. Необходимым составным элементом жидкого стекла, от которого получил свое название и сам клей, являются силикаты – вещества, в состав которых входит кремнезем SiO2. Залежи натуральных силикатов имеются повсеместно, способы производства не отличаются сложностью, а обширная сфера применения делает силикатный клей одним из самых доступных.

Способы получения

Есть несколько технологий изготовления жидкого стекла. Возможен обжиг (сплавление) смеси кварцевого песка и пищевой соды в специальной емкости. Применяется также воздействие на сырье, содержащее кремнезем, насыщенными растворами гидроксида натрия, калия или лития. При этом необходимым условием является поддержание температуры кипения конкретного раствора щелочи.

Клеящая способность жидкого стекла связана с физической особенностью силикатов – хорошей адгезией практически к любым поверхностям. Адгезия основана на физике твердого тела. На внешней поверхности твердых предметов молекулы связаны слабее, чем внутри. При нанесении на такие поверхности силикатного клея, между ними возникает молекулярное притяжение. Жидкость в клее адсорбируется на соединяемых поверхностях, в результате чего вязкость и плотность клеевого шва возрастают. Равновесие поверхностных частиц сдвигается, цепочки кремниевой кислоты видоизменяются, идет процесс поликонденсации и образуется устойчивый адгезионный шов.

Клей в промышленности и быту

Силикатный клей применяется во многих отраслях народного хозяйства. Но одной из самых простых и распространенных сфер долгое время было использование его в качества соединителя для бумаги. С детства всем знакомый жидкий прозрачный клей в пластиковых флаконах есть не что иное, как канцелярский вариант силикатного клея. Правильная консистенция и аккуратное нанесение жидкого стекла позволяли склеить различные виды бумаги и картона. Однако было обнаружено, что с течением времени линия клеевого шва желтеет, а само соединение становится хрупким. Поэтому, хотя силикатный клей и используется сейчас в офисной работе, его применение более ограниченно, чем раньше.

Одной из крупнейших сфер применения жидкого стекла является строительство. Смесь силиката натрия с неорганическими отходами различных производств дает высокопрочный недорогой материал, который используется при возведении основных конструкций зданий. В качестве отходов используется шлак черной и цветной металлургии, а также ненужные продукты деятельности обогатительных фабрик. Используются также зола ГРЭС и ТЭЦ и непригодный для земледелия грунт. Неоспоримым преимуществом получаемого таким образом бетона является то, что его производство требует гораздо меньше затрат электроэнергии, что приносит явную экономическую выгоду. Силикат натрия также применяется для производства строительных панелей и светлой керамики.

Немного о свойствах

Вспененное жидкое стекло очень слабо проводит тепло. Это его качество активно используется для получения специальных теплосберегающих материалов. Теплоизоляторы на основе силикатов натрия используются и в промышленных аппаратах, и в штучных теплоизоляционных изделиях. В качестве наполнителя для силикатного раствора применяется камыш, стебли хлопчатника, жим сахарного тростника, а также древесные стружки и опилки. Это могут быть также железохромовый шлак и кварцевый песок. Силикатная теплоизоляция выдерживает температурные нагрузки до 1300°С и множественные перепады на нагрев и охлаждение.

Силикатный клей используется в металлургии при изготовлении напыления для сварочных электродов, а также в качестве связующего материала при производстве литейных форм и стержней. Жидкое стекло применяется в машиностроении – для деликатного соединения деталей, в производстве целлюлозы, бумаги и текстиля. Силикат натрия является необходимым компонентом многих процессов в черной металлургии, литейном производстве и химической промышленности.

Основное внимание здесь уделяется прочностным качествам силикатного клея. В химическом производстве при работе с агрессивными продуктами жидкое стекло является незаменимым кислотоустойчивым покрытием. Силикатный клей также входит в состав стирального порошка. Силикат натрия, введенный в состав целлюлозы, добавляет бумаге и ткани блеск и дополнительную твердость.

Большую роль силикатный клей играет в обеспечении пожарной безопасности. В строительстве многих сооружений используются не только негорючие материалы подобные камню, бетону и металлу, но и исключительно пожароопасные элементы вроде дерева, пластика и синтетики. Для гарантии безопасности жилья и рабочего места их покрывают специальным огнезащитным веществом на основе жидкого стекла. К тому же огнеупорные штукатурки и пасты имеют водостойкие и антикоррозийные свойства.

Часто силикатный клей используется в крупных и мелких ремонтных работах. Так, жидкое стекло входит в состав кислотостойких, устойчивых к повышенному давлению и жару известковых и цементно-песчаных растворов. Также оно является главным составным элементом влагостойких уплотняющих замазок и силикатных фасадных красок. Силикатный клей применяется для защиты оснований сооружений от воздействия грунтовых вод, используется при гидроизоляции бассейнов, защите от влаги полов, стен и перекрытий подвальных помещений. Жидкое стекло во взаимодействии с феррохромным шлаком и золой продлевает срок службы грунтовых дорог.

Неожиданное применение силикатный клей нашел в садоводстве. После обрезки и прививания плодовых культур место среза обрабатывают жидким стеклом. Это придает растению прочность и защищает от плесени, грибков и паразитов.

Подведем итоги

Силикатный клей – это необычное соединение, применяемое в различных областях производства. Созданное для склеивания бумаги и картона, оно позднее стало применяться в составе различных клеевых смесей и замазок. Составы, включающие силикатный клей, отличаются устойчивостью к высокой температуре, являются теплоизоляторами и не подвержены воздействию органических вредителей (гнили, плесени, насекомых)

К недостаткам жидкого стекла можно отнести его сильнощелочную реакцию, которая при неосторожном обращении может вызвать ожог. Тем не менее, полезные свойства силикатного клея обеспечивают его востребованность в современном производстве.

Представляем вашему вниманию один из самых широко используемых бытовых составов — силикатный клей. Его называют также канцелярским клеем или жидким стеклом. Спектр его применения начинается канцелярией и заканчивается строительством. Из чего делают клеящее вещество, его положительные и отрицательные свойства, способы применения и меры предосторожности — все это кратко описано в статье.

Состав, производство

Силикатный клей, или жидкое стекло — это водный щелочной раствор стекловидных силикатов (кремнеземов). Впервые жидкое стекло было получено в начале 19 века немецким химиком Я.Н. фон Фуксом. Тогда и обнаружились удивительные клеящие свойства вещества. Силикаты распространены в природе в виде залежей, и их добыча малозатратна. Легкое и недорогое изготовление силикатного клея сделало его популярным и доступным продуктом, каким он остается и в наше время.

Формула клея зависит от используемых ингредиентов. Чаще всего, участвуют соли кремниевой кислоты — силикаты натрия (Na₂O(SiO₂)_n) или калия (K₂O(SiO₂)_n). Реже — силикат лития. Именно эти вещества наделяют продукт клейкими свойствами.

Есть несколько технологий производства жидкого стекла:

1. Плавление в специальном сосуде кварцевого песка с гидрокарбонатом натрия (больше известным как пищевая сода).
2. Воздействие на силикат гидроксидом натрия, калия или лития.

Преимущества и недостатки

Силикатный клей имеет гораздо больше преимуществ, но не во всем он превосходит другие клейкие смеси. К положительным относятся следующие свойства:

• склеивает практически любую поверхность, подходит для пропитки тканей, дерева, бумаги, стекла, фарфора, кожи;
• скрепляет разнородные плоскости;
• состав глубоко проникает в структуру материалов и отдает им влагу, достаточно надежно скрепляя их;
• высокая теплопроводность, пожароустойчивость;
• стойкость к перепадам температур;
• экологичность (состав не токсичен);
• устойчивость к воздействию воды и неблагоприятным погодным условиям;
• предотвращает появление ржавчины;
• проникает в самые маленькие щели, повышая прочность конструкций;
• невысокая цена;
• простота использования.

Среди недостатков жидкого стекла следует отметить:

• быстрое затвердевание смесей с включением клея;
• не подходит для обработки поверхностей под покраску (скользкая пленка не даст красящим веществам закрепиться);
• склеенная бумага со временем желтеет и деформируется.

Применение

Жидкое стекло используется как в быту, так и в промышленности. Состав называют канцелярским или конторским: именно в этих учреждениях он получил распространение в первую очередь, из-за свойства хорошо склеивать бумагу и доступности по цене.

В строительстве, как правило, применяется жидкое стекло не в чистом виде, а в композиции различных строительных смесей.

Свойства канцелярского клея зависят от его состава. Так, силикат калия отличается повышенной устойчивостью к химикатам и неблагоприятным погодным условиям. Это позволяет использовать такой материал в приготовлении специальных красок для защиты поверхностей. Клей на основе силиката натрия добавляется в огнезащитные составы, подходит для улучшения любых других клеев. Он также нередко выступает как компонент очищающих средств благодаря противогрибковым и антисептическим свойствам.

Совет
Попробуйте использовать силикатный клей вместо спецсредства для пригоревшей посуды. Смешайте клей с водой и прокипятите с раствором емкость. Когда нагар отойдет (а это произойдет быстро и легко), не забудьте тщательно прополоскать емкость.

Силикатный клей широко применяется в строительстве:

1. В работах, где требуются высокие гидроизоляционные свойства материалов: ремонт ванных комнат, бассейнов, саун. Клей выдерживает постоянный контакт с водой.
2. Как добавка в цемент, ускоряющая его затвердевание. Силикат вступает в реакцию с раствором цемента, в результате чего образуется алюминат натрия. Он отвечает за быстрое высыхание цемента.
3. Используется в составе теплоизоляционных материалов. Вещество способно выдерживать температуру до +1200˚ C, поэтому применяется для противопожарной обработки труб и печей.
4. Изготовление штукатурки для заделки щелей.
5. На основе жидкого стекла, цемента и воды готовится качественная грунтовка.
6. Для улучшения других клеящих составов.

Также жидкое стекло применяется в следующих сферах:

• в литейной промышленности — изготовление форм для литья;
• машиностроении — соединение деталей;
• текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности — придание блеска тканям и бумаге;
• химической промышленности — улучшение свойств стирального порошка;
• садоводстве — обработка свежих спилов деревьев, чтобы избежать развития грибковых заболеваний.

Правила использования

Применяя жидкое стекло, следуйте этим простым правилам:

1. Лучше не допускать попадания щелочи на кожу. При работе с силикатным клеем наденьте защитные перчатки.
2. Использование клея детьми должно проходить в присутствии взрослых. Объясните малышу, что клей опасен для глаз.
3. Всегда следуйте инструкции при приготовлении строительных смесей.

Легкий в изготовлении, недорогой и практичный — силикатный клей остается ведущим бытовым клейким составом вот уже третье столетие. Соблюдение правил использования и мер предосторожности гарантируют стабильный результат во многих бытовых и промышленных областях. Отдавая предпочтение силикатному клею, вы защищаете себя от вредных испарений и других нежелательных эффектов, которые имеют конкуренты продукта.

Основные сведения о материале

Свойства водно-щелочного раствора силиката калия делают этот материал универсальным в применении

Жидкое калиевое стекло — это коммерческое название водно-щелочного раствора силиката калия или натрия. Материал при нанесении тонким слоем и частичном высыхании, образует студенистое гелеобразное покрытие. При полном высыхании вещество образует прозрачное гидрофобное натриевое покрытие, которое при механическом воздействии крошится или покрывается сколами.

Если соблюдена инструкция применения, калиевое стекло делает бетон водонепроницаемым

Силикатный клей хорошего растворяется в воде, образуя растворы с различной степенью вязкости. Раствор с малой степенью вязкости отличается высокой впитывающей способностью. Такие средства повсеместно применяют в строительстве.

В последнее время многие автолюбители для усиления блеска лакокрасочного покрытия кузова применяют специальный состав , который ошибочно называют жидким стеклом. На самом деле, кузовное покрытие с силикатным клеем не имеет ничего общего

Как применить водно-щелочные растворы силиката натрия

Иллюстрации	Способы применения
	Окрасочная гидроизоляция бетонных фундаментов. Для гидроизоляции фундамента применяется раствор жидкого стекла (1 часть) и чистой воды (2 части). Раствор наносится кистью в 2 слоя с перерывом на впитывание.
	Обработка жидким стеклом подвалов и цокольных этажей изнутри помещения. Для увеличения гидрофобности стен, пола и потолков в подвале делается водный раствор жидкого стекла в пропорции 1 к 2. Раствор в несколько слоев наносится на предварительно просушенные поверхности.
	Добавка для бетона. Для того чтобы сделать бетон влагозащищенным на 100 литров смеси замешиваем 1 литр жидкого стекла. Перемешивание как на фото выполняется до полного затворения добавки и до получения равномерной консистенции раствора.
	Гидроизоляция для бассейна. Чаша бассейна, так же как и бетонная стяжка, обмазывается жидким раствором, который проникает в поры материала, заполняет их и в них полимеризуется. После высыхания первого пропиточного слоя раствора наносится второй поверхностный слой. Расход на 1 м² составляет около 0,5 литра.
	Обеспыливание полов. Цементные основания в гараже и других хозяйственных помещениях пропитываются жидким водным раствором. Средство для пола впитывается в цементную поверхность на 3-4 мм вглубь и там полимеризуется, скрепляя толщу материала и склеивая частицы между собой.
	Гидроизоляция дерева. Водный раствор жидкого стекла можно использовать в качестве пропитки для дерева. Раствор, наносимый на деревянные поверхности, перекрывает доступ влаги и воздуха в пористую структуру. В итоге древесина будет надёжно защищена от негативного воздействия биологических факторов.
	Приготовление герметичной бактерицидной затирки. Межплиточная затирка, приготовленная на цементной основе, со временем меняет свой цвет во влажных плохо проветриваемых помещениях. Чтобы затирка не плесневела, добавьте в смесь калиевое стекло — четверть от общего объема.
	Цемент с жидким стеклом в качестве быстросохнущего клея. Если своими руками приготовить цементнопесчаную смесь, в которую вместо воды добавить жидкого стекла, получится раствор, который сохнет быстро как алебастр.
	Применение в качестве универсального клея. Силикатное стекло отличается высокой степенью адгезивности. Поэтому густой водный раствор этого средства в домашних условиях можно использовать для склеивания разных материалов, среди которых плотный картон, ДВП, фанера, древесина и даже фарфор.
	Применение в качестве клея для укладки линолеума и ковролина. На калиевое стекло отлично ложатся рулонные напольные покрытия.

Используя такой клей можно быть уверенным, что он не будет плесневеть под линолеумом, как это часто бывает с клеем Бустилат или ПВА.

1. Применение в садоводстве. При подрезке садовых деревьев на месте удаленных ветвей остаются открытые срезы — раны.
   Чтобы в срез не проникли опасные бактерии и не начались гнилостные процессы, поверхность раны обрабатывается жидким стеклом. Защита дерева обеспечивается плотной воздухонепроницаемой коркой.

1. Применение в качестве санитарного герметика. Для того чтобы обеспечить максимальную герметичность, на месте соединения водопроводных и канализационных труб, промажьте стыки неразбавленным жидким стеклом. После высыхания средство будет более гидрофобным, чем большинство известных герметиков.

Рекомендации по нанесению

• Перед тем как наносить средство, обрабатываемая поверхность тщательно очищается от загрязнений, которые могут снизить впитывающую способность;
• Обработанные силикатным раствором поверхности должны сохнуть не менее суток;
• Нанося средство в несколько слоев, делаем обязательный перерыв для высыхания каждого предыдущего слоя;
• Даже после высыхания силикатная корка легко крошится, поэтому по подготовленному полу нельзя перетаскивать тяжелую мебель и тяжелые металлические предметы с острыми краями;
• Средство наносится как густая краска — кистью или валиком. В отдельных случаях для формирования защитного покрытия можно применить штукатурный шпатель.

За и против применения жидкого стекла

Трехлитровую банку натриевого стекла можно купить всего за 130 рублей!

• Доступная цена. В сравнении с другими гидрофобизаторами, силикатное стекло стоит недорого;
• Простота применения. Силикатный клей несложно развести водой до нужной консистенции и еще проще его нанести.

• Длительное высыхание. При нанесении в один слой средство будет сохнуть не менее суток. Приступать к эксплуатации раньше этого времени нельзя;
• Хрупкость покрытия. После полного высыхания покрытие будет твердым, но хрупким и неустойчивым к истиранию.

Подведем итоги

Теперь вы знаете преимущества и недостатки использования жидкого стекла. Кроме того, вы имеете представление о том, как правильно применить это средство в быту и по хозяйству. Если остались вопросы, расскажите об этом в комментариях. Также, рекомендую посмотреть видео в этой статье.