Жидкое стекло свойства и применение: Область применения и методы использования жидкого стекла

Многие удивляются, когда узнают, что постоянно сталкиваются с применением жидкого стекла. Силикатный канцелярский клей, который до сих пор школьники используют для склеивания бумаги, а бабушки – для чистки посуды, это и есть жидкое стекло.

Немного истории

Жидкое стекло было получено не так давно, всего 2 века назад. Вряд ли мы надолго запомним имя ученого и формулы полученного вещества. Нам важно лишь знать, что это водный раствор силикатов натрия, калия или лития. В зависимости от основы меняются свойства получаемого вещества и сфера его применения.

Открытие имело большое значение: сырье было недорогим и встречалось повсеместно, процесс получения жидкого стекла оказался несложным, а применение оно нашло во многих отраслях.

Свойства жидкого стекла и сферы его применения

Жидкое стекло имеет несколько полезных свойств, которые обеспечили ему распространение во всех сферах нашей жизни: в быту (кухня, сад), в строительстве и химической промышленности, в производстве огнеупорных материалов и теплоизоляторов, различных шпатлевок, обмазок, огнезащитных пропиток и многого другого.

1. Во-первых, это клей в широком смысле слова. Водный раствор силикатов сам по себе обладает хорошей «липкостью», а в сочетании с различными наполнителями превращается в суперклей, которому подвластно все: бумага, стекло, дерево, керамика. Смешивая жидкое стекло с различными шлаками (отходы металлургических заводов), получают материалы для изготовления и ремонта оборудования, работающего в необычных условиях и при высоких температурах.
2. Во-вторых, застывает при обычных условиях и образует на поверхности материалов прочную пленку, которая работает как антисептик, защита от воды, от огня, от коррозии и других напастей.
3. В-третьих, это экологически чистое и нетоксичное вещество, которое достается нам недорого и хранится долго.

Есть и недостатки, но большинство из них относится к вопросам применения.

Цементно-песчаные смеси с жидким стеклом затвердевают очень быстро и не допускают повторного перемешивания. Работать приходится небольшими объемами, пропорции необходимо соблюдать строго.

Прочность бетона при использовании жидкого стекла снижается, это надо учитывать при проектировании и компенсировать дополнительным армированием.

Пленка силикатного клея в чистом виде без дополнительной защиты недолговечна. При попадании воды жидкое стекло опять растворяется. А покрасить или зашпатлевать ее после затвердевания не удается, к ней ничего не прилипает. Поэтому и встречаются негативные отзывы об использовании силикатного клея.

Видео: Решение проблемы рыхлой стяжки.

Где же применяется жидкое стекло?

• Большая проникающая способность силикатного клея используется при изготовлении различных шпатлевок, красок, замазок и клеев.
• Клей на основе силиката калия придает составу химическую устойчивость. Защитные краски, кислотоустойчивые покрытия для работы в химически агрессивных условиях делают с использованием жидкого стекла.
• Силикатный клей добавляют в стиральные порошки, ткани, бумагу.
• Составы на основе натрия широко используются для гидроизоляции. Добавляя жидкое стекло в бетон, повышают влагостойкость стен подвалов, бассейнов и придают им антисептические свойства. Плесень и грибок исчезают.
• Огнезащитные пропитки, штукатурки и пасты содержат в основе жидкое стекло. К тому же они приобретают антикоррозийные и влагостойкие свойства.
• Цементно-песчаные растворы с добавлением жидкого стекла выдерживают высокую температуру и используются при кладке печей.
• Вспененное стекло – плохой проводник тепла. Многие теплоизоляционные материалы производят с использованием жидкого стекла.
• В быту используется как клей, в саду – для защиты деревьев после прививок и обрезки.
• Последний писк автомобильной моды – полироли на основе жидкого стекла.

Это далеко не полный перечень применения жидкого стекла. В некоторых случаях мы используем его, даже не подозревая это. На строительном рынке представлен богатый выбор материалов, в состав которых уже входит силикатный клей. Но если вы решили использовать свой рецепт шпатлевки или пропитки, вы найдете жидкое стекло и в чистом виде. Только помните: надо соблюдать элементарную технику безопасности.

Применение жидкого стекла в строительстве

Эта сфера наиболее близка частным застройщикам. Не всегда условия строительства идеальны: приходится бороться и с повышенной влажностью, и с грунтовыми водами. При кладке печей нужен огнеупорный раствор, при обустройстве бассейна- водонепроницаемый. Чем пропитать деревянные конструкции для защиты от грибка и огня? Во всех случаях на помощь приходят составы с жидким стеклом.

Укрепление грунта при строительстве

Эта операция проводится в случае невозможности укрепить или заменить грунт под фундаментом другим способом. Раствор жидкого стекла закачивают в почву через полые сваи и грунт каменеет. Таким же образом укрепляют осыпающиеся склоны холмов вдоль дорог и в других местах для безопасности движения.

Гидроизоляция фундамента жидким стеклом

Фундамент всегда находится в неблагоприятных условиях, вода и морозы постепенно разрушают бетон. Чтобы максимально защитить его от воздействия этих факторов применяют разные способы гидроизоляции.

1. Введение жидкого стекла в состав бетона обеспечит наилучший результат и фундаменту не потребуется дополнительная гидроизоляция. Пропорции можно посмотреть на упаковке, стандартный состав – 1 л силикатного клея на 10 л бетона. Клей вливают в готовый бетон, быстро перемешивают и незамедлительно используют. Это особенность работы со всеми цементно-песчаными растворами с жидким стеклом. Схватывание происходит буквально в течение 10 – 15 минут и повторно замешивать уже бесполезно. Нельзя также уплотнять бетон вибратором или штыкованием. Другая сложность – правильно рассчитать объемы материалов. Не всегда возможно обеспечить соответствующую скорость работ на большой площади, поэтому более распространен другой способ гидроизоляции фундаментов.
2. Обмазочная гидроизоляция жидким стеклом обычно делается с внешней стороны фундамента и является только промежуточным слоем. Стены фундамента очищают от грязи, наносят жидкое стекло, разведенное в пропорции 1 к 2. После просушки наносят еще один слой и оклеивают рулонными материалами и утеплителями.
3. Раствор цемента и песка с жидким стеклом в равных пропорциях используют для заделки швов, обработки стен подвалов изнутри, гидроизоляции колодцев и бассейнов. В готовый раствор добавляют жидкое стекло и обрабатывают стенки. Предварительно можно промазать швы чистым силикатным клеем. И, не дожидаясь окончательного высыхания, нанести основной раствор.

Видео: Цементная стяжка после обработки жидким стеклом

Грунтование стен

Для приготовления грунтовки берут равные части цемента и жидкого стекла. Цемент разводят до нужного состояния и добавляют жидкое стекло. В раствор можно добавлять воду при загустевании. Отметим, что такая грунтовка обладает антисептическими и огнезащитными свойствами.

Гидроизоляция колодцев

Еще один состав для обработки колодцев состоит из равных частей жидкого стекла и песка. Смесь очень быстро «застывает», готовят ее маленькими порциями.

Пропитки для дерева

Антисептики для обработки деревянных поверхностей готовят из стекла и воды в равных пропорциях. Наносить этот состав следует на те участки, которые не будут отделываться позднее. Защитная пленка «защитит» не только от плесени, но и от краски, и от шпатлевки.

Для пропитки других материалов количество воды увеличивают вдвое.

Особенности работы с жидким стеклом

Хотя и отмечают нетоксичность силикатного клея, некоторые меры предосторожности необходимы. Работайте предназначенным для этого инструментом: емкости, валики, кисти, миксеры. Не пренебрегайте рукавицами и не допускайте попадания жидкого стекла на открытые участки тела, в лицо и глаза.

Читайте внимательно инструкции по применению, соблюдайте рекомендации по работе с жидкостью.

что это такое, состав для дерева, применение силикатного клея для пола, отзывы

В процессе ремонтных и отделочных работ не обойтись без качественных клеевых составов. К счастью, сегодня выбор подобной продукции велик и подобрать подходящий вариант не составляет особого труда. Среди богатого ассортимента разных видов клея стоит выделить жидкое стекло. Сегодня мы поговорим об особенностях и тонкостях применения такого состава.

Что это такое?

Каждый человек знаком с обычным стеклом. Этот материал появился больше 5000 лет назад в Египте. Однако не каждый потребитель в курсе, что собой представляет жидкое стекло.

Другое название такого состава – силикатный клей. Он состоит из воды и силикатных солей. Для изготовления такой клеевой смеси используются такие же компоненты, что и в производстве стеклянных изделий.

На данный момент существует несколько технологий производства жидкого стекла. Наиболее популярной из них является воздействие растворов на материалы с содержанием кремнезы в постоянных температурах.

Особенности

В наше время ассортимент отделочных материалов поражает своим многообразием. Благодаря широкому выбору различных смесей и составов мастера имеют возможность производить практически любые ремонтные работы. Так, одним из самых популярных и востребованных клеящих составов является жидкое стекло. Такую продукцию можно использовать в самых разных целях. Кроме того, использование качественного жидкого стекла может продлить срок службы здания.

Такой высокотехнологичный силикатный клей производят на основе натрия, калия или лития. Последний компонент используется реже всего.

Главной особенностью жидкого стекла является то, что оно может легко проникать в структуру жестких материалов. При этом этот клеящий состав отдает свою влагу, увеличивая степень вязкости и плотности.

Такой состав отличается повышенными клейкими свойствами. Также его отличает и теплопроводность. Благодаря этим особенностям этот силикатный клей зачастую используют во время теплоизоляционных работ. Изоляция, которая была установлена с применением жидкого стекла, способна выдерживать рекордные температурные значения до 1200 градусов по Цельсию.

Жидкое стекло способно улучшать эксплуатационные характеристики других материалов. Например, его довольно часто подмешивают в бетон. Такую смесь допустимо использовать для сооружения различных конструкций, которые будут регулярно контактировать с сыростью и влагой.

Силикатные клеевые составы используются не только для ремонтных работ. Их можно покупать для укладки различных отделочных материалов, обработки поверхностей для обеспечения дополнительной пожаробезопасности, а также для полировки оснований, которым это необходимо. Стоит заметить, что жидкое стекло отличает особая структура, способная сделать любую поверхность ровной и блестящей.

Плюсы и минусы

Достоинства

Силикатный состав является популярным и востребованным материалом. Это объясняется не только широким спектром его применения, но и множеством положительных качеств, которые присущи этому составу.

• Жидкое стекло, нанесенное на то или иное основание, после высыхания отталкивает сырость и влагу, тем самым подобная смесь выполняет роль качественного гидрофобизатора.
• Такие составы уничтожают вредные бактерии, а также предупреждают их появление в будущем. Это означает, что жидкое стекло является неплохим антисептическим средством.
• Жидкое стекло не дает появляться статическому электричеству на поверхности основания. Благодаря этой характеристике на участках, обработанных таким средством, не скапливается пыль.
• Если на основании присутствуют различные дефекты, например, трещины, то его следует обработать жидким стеклом. В данном случае этот клейкий состав заполнит собой поврежденные участки, а также сделает основу более прочной.
• Подобные смеси оказывают подавляющее воздействие на кислоты и защищают основания от огня, делая их более пожаробезопасными.
• Многие потребители заметили экономичный расход жидкого стекла. Конечно, здесь многое зависит и от самого мастера.

• Жидкое стекло может похвастаться прекрасными антикоррозийными качествами.
• Этот материал неплохо контактирует с минеральными основами.
• Спрос на подобные клеящие смеси объясняется их демократичной стоимостью. Позволить себе качественное жидкое стекло сможет каждый.
• Подобные составы отличаются долгим сроком службы. Они не теряют своих полезных качеств даже после многих лет с момента нанесения.
• Используя жидкое стекло, можно существенно продлить срок службы бетонных и лакокрасочных покрытий.
• Эти составы стойки к истиранию.
• Кроме того, жидкое стекло может похвастаться прекрасными свойствами адгезии. Оно легко схватывается с самыми разными материалами, от гипсокартона до бетона.
• Работать с этим клейким составом довольно легко, так как он беспроблемно ложится на любые основания.

Недостатки

По словам большинства домашних мастеров, работать с жидким стеклом – одно удовольствие. Однако данный материал не является идеальным.

Ему присущи и свои недостатки, которые обязательно следует учитывать в ходе ремонтных работ.

• Главным минусом жидкого стекла является присутствие в его составе большого количества щелочей. Эти ингредиенты оказывают неблагоприятное воздействие на кожу, поэтому работать с подобными клеящими смесями рекомендуется в высоких перчатках, а также в защитной одежде и обуви.
• К списку недостатков специалисты относят и слишком быстрое схватывание жидкого стекла с другими поверхностями. Твердеет этот материал буквально за 20 минут, после чего использовать его уже нельзя. Из-за этого работать с подобными смесями приходится как можно быстрее.
• Жидкое стекло можно использовать для гидроизоляции далеко не во всех случаях. Данные работы получится произвести, только если основание находится в легкодоступном месте, например, на поверхности фундамента.

Виды

На данный момент существует несколько разновидностей качественного жидкого стекла. Каждый из них используется для разных целей и обладает своими характерными особенностями.

Натриевое

Натриевое стекло представляет собой раствор высокой вязкости, в основе которого лежат натриевые соли. Подобный материал отличается прекрасными характеристиками адгезии, а также повышенной прочностью и долговечностью. Его можно наносить на материалы, имеющие самую разную структуру. Натриевые смеси не боятся температурных перепадов. Кроме того, они не подвержены возгоранию и не деформируются.

Для натриевых клеящих составов характерны некоторые особенности.

• Подобные смеси высыхают очень быстро – в течении 10 минут.
• Если материал застыл, в него можно добавить еще воды и хорошенько размешать, чтобы его можно было использовать снова.
• Натриевое жидкое стекло является материалом, который довольно часто используется при укладке плитки. В таком случае силикат натрия разбавляется водой для качественной грунтовки.
• Если перед укладкой натриевого состава на основание было нанесено простое жидкое стекло, то его высыхания ждать не стоит – затвердевшая стеклообразная пленка будет мешать достаточному сцеплению материалов.

Натриевые клейкие составы применяется как при строительных работах, так и в быту, к примеру, для чистки посуды, удаления различных пятен или сантехнических работ.

Калиевое

Подобная разновидность силикатного клея имеет в своей основе калиевые соли. Структура такого клея является довольно рыхлой. Кроме того, эти смеси отличает высокая гигроскопичность. Поверхности, покрытые калиевым жидким стеклом, не боятся перегрева и механических повреждений.

Подобные смеси обладают следующими свойствами:

• они создают прекрасную адгезию;
• им не страшны температурные скачки;
• качественный калиевый состав может защитить основание от агрессивных химических средств;
• защищает основания от появления таких дефектов, как грибок и плесень;
• в разы увеличивает стойкость основы к истиранию;

• достаточно легко впитывает лишнюю влагу, особенно если сравнивать калиевый состав с натриевым;
• не плавится под действием высоких температур;
• образует на основании более плотное и эластичное покрытие;
• после застывания обретает матовую поверхность, не имеющую пятен или бликов.

Литиевое

Литиевое стекло – это продукт, производящийся в ограниченных количествах. Благодаря особой структуре такие составы могут обеспечить прекрасную термическую защиту любых оснований.

Сфера применения

Жидкое стекло используется в самых разных сферах деятельности, потому и относится к универсальным материалам.

Силикатные смеси очень часто используют для качественной гидроизоляции различных материалов. Такими составами нередко обрабатывают стены и фундамент, причем не только общественных и частных строений, но и гаражей, которым так же требуется достаточная гидроизоляция.

Качественное жидкое стекло делает те или иные основания влагостойкими. В условиях повышенной сырости и влажности обработанные покрытия не будут разрушаться или деформироваться.

Жидкое стекло по праву признано одним из наиболее действенных и эффективных антисептических средств. Его можно укладывать и на стены, и на пол, и на потолки в помещении. Благодаря грамотной обработке таким составом эти поверхности не будут подвергаться образованию грибка и плесени, избавиться от которых бывает очень трудно.

Стоит заметить, что жидкое стекло можно использовать не только для предупреждения, но и удаления грибковых образований, если таковые уже завелись на стенах/потолке/полу. Достаточно обработать таким клейким раствором поврежденное основание, после чего разрушающие дефекты просто исчезнут с его поверхности.

Благодаря таким способностям к жидкому стеклу очень часто обращаются для подготовки перекрытий к будущей поклейке обоев. В данном случае антисептическая обработка является обязательным условием, особенно если полотна не являются «дышащими».

В строительной сфере также не обойтись без качественного жидкого стекла. В данном случае гидроизоляционные свойства материала приходятся весьма кстати. Кроме того, силикатные клеящие смеси допустимо использовать в условиях чердачных и подвальных помещений.

Жидкое стекло является незаменимым в ремонтных работах, поскольку непревзойденно защищает бетонные конструкции. Его можно наносить на разные основания, в том числе стяжки и бетонные блоки. После такой обработки подобные поверхности становятся более прочными, влагостойкими и пожаробезопасными.

Силикатные продукты используют и для обработки колодцев. Как правило, такие работы проводятся в два этапа. Сначала на перегородки укладывается чистовой материал, а потом его покрывают песчано-цементным раствором и жидким стеклом.

Также жидкое стекло является подходящим материалом для обработки внутренних стенок бассейна. Образовавшаяся после нанесения пленка способна защищать подобные конструкции от разрушений и протечек. По словам специалистов, для обработки таких оснований (как снаружи, так и внутри) следует наносить 2-3 плотных слоя жидкого стекла. В данном случае такой состав может использоваться как в не разбавленном виде, так и дополненным разными компонентами.

Однако стоит учитывать, что жидкое стекло нельзя наносить на кирпичные основания, так как этот материал может привести к постепенному разрушению кладки. Для таких конструкций лучше использовать специальный строительный состав ПВА.

Жидкое стекло приобретается не только для ремонтных работ. Так, натриевая и калиевая смеси часто применяются в простых бытовых целях. Поскольку эти смеси беспроблемно сцепляются с большинством различных поверхностей, их используют при укладке ПВХ-панелей и линолеума.

Когда же в помещении необходимо уложить металлические трубы, жидкое стекло можно использовать в качестве герметика для коммуникаций.

Также жидким стеклом пропитываются разные ткани. Такая обработка требуется, чтобы текстиль был невоспламеняемым. Кроме того, многие хозяева используют эти составы для защиты дерева (стволов и веток) от вредителей.

Подобные клейкие смеси можно использовать и для полировки различных поверхностей. Их можно наносить на поверхность стола, тумб, полок и прочих подходящих оснований, которым вы хотите придать более презентабельный и блестящий вид. Также с использованием жидкого стекла допустимо производить ремонт поврежденных деталей из стекла и фарфора.

Жидкое стекло нередко используют в качестве дополнительного ингредиента при изготовлении красивых наливных полов с 3D эффектом. Кроме того, к этим прозрачным смесям обращаются автослесари, поскольку ими можно обрабатывать автомобильные кузова. Для этого нередко используют двухкомпонентное вещество с оптимальным соотношением твердости, гидрофобности и блеска.

Прочие сферы применения

• жидкое стекло применяется в оформлении натяжных потолков;
• зеркал;
• керамической плитки;
• мозаичных панно;
• витражных полотен.

Как приготовить?

Сегодня в магазинах можно встретить как готовое жидкое стекло, так и составы, которые необходимо подготовить самостоятельно. Конечно, большинство покупателей предпочитает готовые варианты, хоть они и встречаются не так часто – жидкое стекло чаще используется в качестве добавки для приготовления определенного раствора. Однако они стоят дороже и расходовать их нужно полностью, иначе состав просто высохнет.

Применять отдельные компоненты намного дешевле, поэтому ручное приготовление жидкого стекла остается актуальным для многих мастеров.

Самостоятельная подготовка жидкого стекла – несложный процесс, с которым сможет справиться каждый.

Для этого нужно приобрести следующие приспособления и материалы.

• Ведро. Стоит брать отдельную тару, которую вы планируете использовать только для строительных работ. Уровень токсичности силикатов не является слишком высоким, однако их рекомендуется держать подальше от посторонних объектов, например, фруктов или овощей.
• Электродрель со шнековой насадкой. Подобный инструмент идеально подходит для перемешивания очень густых растворов.
• Кисть или пульверизатор.
• Цемент. В данном случае вполне можно обойтись простым портландцементом.
• Мелкий песок.
• Вода.
• Шпатель.
• Специальная одежда для защиты.

Перемешивать жидкое стекло с водой и прочими перечисленными составляющими следует в соответствии с пропорциями, требуемыми для конкретных работ. Если основа, на которую планируется наносить смесь, снижает уровень его сцепления, то рекомендуется использовать меньше воды или добавить больше цемента.

Разбавить жидкое стекло можно обычной холодной водой. Чтобы держать под контролем ее количество и не перелить, рекомендуется использовать специальные мерные стаканы достаточного объема.

Как правило, сначала в тару заливается вода, а затем засыпается цемент. Эти компоненты тщательно перемешиваются и в них добавляется само жидкое стекло. Чтобы размешать раствор как можно скорее, стоит использовать удобный строительный миксер. Постарайтесь сделать замес состава быстро, не отвлекаясь на другие вещи, поскольку он высохнет уже через полчаса – у вас не так много времени. Конечно, если вы никак не укладываетесь в это время, в смесь стоит добавить еще воды в небольшом количестве.

Для изготовления гидроизоляционного состава нужно брать по одной части мелкого песка, жидкого стекла и портландцемента. Перечисленные ингредиенты нужно засыпать в тару с уже налитой водой. После этого все компоненты нужно хорошенько перемешать.

Что касается подготовки огнеупорного состава, то процесс его приготовления состоит из двух этапов.

• Сначала надо изготовить смесь из трех частей просеянного песка и одной части портландцемента.
• Далее в эту смесь следует добавить жидкое стекло. В данном случае этот компонент подмешивается в расчете 25% на весь объем состава.

Подобные растворы можно смело использовать для создания качественных печей или каминов.

Антисептический раствор также можно подготовить своими руками. Он просто необходим, если речь идет о защите деревянных поверхностей, которые подвержены гниению. В таком случае материал нужно разбавить водой 1: 1. Подобная смесь идеально подойдет для оснований из бетона, покрытых штукатуркой или каменных конструкций.

Чтобы укрепить основную поверхность, нужно подготовить раствор, состоящий из 1 л воды и 300 г жидкого стекла. Однако стоит учитывать, что в процессе обработки большего эффекта вы сможете добиться, если будете наносить подобный раствор в 3 и более слоя. Не забывайте делать перерывы между укладкой каждого пласта.

По словам специалистов, будет лучше, если сначала вы смешаете сухие смеси, а жидкость добавите к ним только потом. В результате у вас должна получиться жидкая и однородная смесь.

Как наносить?

Для нанесения жидкого стекла не нужны специальные знания и богатый опыт. Главное, придерживаться простой инструкции, и тогда подобная работа не отнимет у вас много времени и сил.

Рассмотрим, как пользоваться такой смесью на примере обработки стен, покрытых грунтом.

• Заранее подготовленную грунтовку следует наносить на то или иное основание только после того, как вы удалите с него пыль и любые загрязнения.
• Когда основание будет идеально чистым, следует взять валик (или кисть), а затем нанести первый слой грунта на обрабатываемую поверхность.
• Обязательно дождитесь, когда первый нанесенный слой просохнет. После этого можно переходить к промазке основы вторым слоем отделочного материала. Не допускайте пропусков или подтеков.

• Теперь нужно приготовить защитный состав из цемента, песка и жидкого стекла. Хорошо перемешайте все необходимые компоненты. Дождитесь, пока грунтовка полностью не высохнет на основании.
• После этого раствор необходимо сразу же нанести на отделанную стену при помощи шпателя. Осуществляя такую работу, следует надеть специальные защитные очки, перчатки и спецодежду.
• В результате вам останется только дождаться, когда жидкое стекло на отделанной стене полностью высохнет.

Производители

В настоящее время на рынке строительных материалов присутствует много крупных и известных производителей, выпускающих высококачественное жидкое стекло. Многие из них предлагают услугу по доставке этого практичного материала.

Познакомимся поближе с некоторыми производителям.

«ХимСтройРесурс»

Этот производитель изготавливает жидкое стекло в промышленных масштабах. Продукция, выпускаемая «ХимСтройРесурс», соответствует всем стандартам качества и соответствует ГОСТам.

Ассортимент этого крупного производителя состоит не только из жидкого стекла, но и эпоксидного клея, фурфурилового спирта, кислоупорной плитки/кирпича и кислотоупорных насадок. Стоимость продукции компании «ХимСтройРесурс» является доступной.

«Меттерра»

Это крупный российский производитель жидкого натриевого стекла. Одноименное предприятие выпускает высококачественную продукцию, имеющую плотность 1,2-1,5 г/м2 и модуль от 2,6 до 3. По заявлениюям производителя, его жидкое стекло является экологически чистым и абсолютно безопасным.

«Меттерра» предлагает жидкое стекло в тарах заказчика, а также бочках с объемом 200 л и канистрах от 10 до 100 л. В условиях температуры -15 градусов составы этого производителя могут храниться около 30 суток.

«СтеклоПродукт»

Торговый дом «СтеклоПродукт» занимается изготовлением и реализацией качественной продукции. В ассортименте этой марки присутствуют пеностекло, силикатные глыбы, бутылки из стекла и жидкое стекло. В настоящее время продукты, выпускаемые этой фирмой, применяются на многих промышленных предприятиях.

«СтеклоПродукт» изготавливает натриевый состав с учетом всех требований и стандартов качества. Процесс производства жидкого стекла подвергается постоянным проверкам на каждом этапе, поэтому риск выпуска бракованной продукции исключен.

Хранение и техника безопасности

Силикатный клей не является опасным и токсичным материалом, но при работе с ним необходимо соблюдать ряд простых правил.

• Работайте максимально аккуратно. Не допускайте попадание жидкого стекла на открытые участки кожи. Кроме того, необходимо беречь слизистую оболочку и глаза. При нанесении защитного состава избегайте брызг.
• Смесь жидкого стекла нужно готовить в высоких перчатках и очках.
• Всегда максимально плотно закрывайте банки и прочую тару, в которых хранится или хранилось жидкое стекло. Делать это нужно сразу же после использования материала – не оставляйте тару открытой.

Срок хранения этого клейкого состава составляет 1 год. Подобный материал допустимо подвергать многократной заморозке, это никак не скажется на его эксплуатационных характеристиках. В процессе хранения может появиться осадок, но это считается нормой.

Советы

Большинство потребителей оставляет исключительно положительные отзывы о применении жидкого стекла. Этот материал легко наносится на многие основания, после чего они становятся более прочными и выглядят гладкими и аккуратными.

Если вы тоже решили обратиться к таким полезным и практичным растворам, то вам стоит прислушаться к некоторым советам специалистов.

• Если вы решили самостоятельно нанести жидкое стекло на то или иное основание, то вам следует его хорошенько обезжирить. Благодаря такой подготовке клейкая смесь будет лучше сцепляться с покрытием основы.
• В процессе замешивания раствора следите за тем, чтобы в него не попали посторонние частички или мусор. Это может негативно сказаться на адгезии покрытия.
• Наносить жидкое стекло на основание под штукатурку или краску не рекомендуется. В таком случае появившаяся пленка будет мешать дальнейшей обработке.
• Если вы хотите снизить твердеющие свойства раствора, то сперва нужно смешать жидкое стекло и воду, а цементно-песчаную смесь добавить потом.
• Не нарушайте пропорции компонентов для подготовки жидкого стекла. Такие погрешности могут привести к неэффективности получившегося состава.

• Если вы нанесли силикатный состав на кузов авто, то его рекомендуется обновлять примерно раз в год, несмотря на то, что производители гарантируют удержание этого материала на автомобиле в течение 3 лет.
• Силикатные продукты можно использовать при обрезке садовых растений. Для этого подобными составами обрабатываются поврежденные элементы. Благодаря такой обработке растения не гниют.
• Постарайтесь на капать жидким стеклом на другие поверхности, которые вы не собираетесь им покрывать. Многие потребители задаются вопросом о том, как снять такой состав с других оснований. Единого способа удаления жидкого стекла нет, однако некоторые пользователи советуют обдать его горячей водой и тереть до полного удаления. Одни стирают эту смесь лезвием, а другие используют уксус, чтобы растворить ее.

О том, как нанести жидкое стекло на бетон своими руками, смотрите в следующем видео.

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

Жидкое стекло: использование для гидроизоляции бетона

Бетон характеризуется пористой структурой, и проникновение влаги снижает эксплуатационные свойства бетонных строительных конструкций – вымывается цементное связующее, из-за чего монолитное тело разрушается, стальная арматура подвергается коррозии

СодержаниеСвернуть

Жидкое стекло для гидроизоляции бетона обеспечивает защиту материала от последствий контакта с водой.

Разновидности и свойства

Жидким стеклом называют водный раствор силиката калия, натрия или лития с добавлением модификаторов. Область применения средства зависит от его основного вещества:

• натриевое служит для изготовления строительных клеев и растворов для гидроизоляции;
• калиевое применяется для приготовления кислотоустойчивых бетонов и цементных ратворов;
• литиевое подходит для упрочняющей обработки бетонных основ пола с последующей полировкой.

Силикатное соединение выглядит как густая жидкость желтого или серого цвета, она не имеет запаха, не выделяет токсичные вещества. Растворителем служит вода. Обработка бетона жидким стеклом дает возможность улучшить его устойчивость к внешним воздействиям.

Способы применения жидкого стекла для бетона

Существует два способа защитить конструкции из бетона и железобетона от влаги при помощи силикатных растворов –  выполнить покрытие бетона жидким стеклом или ввести его в состав бетонного раствора на этапе изготовления монолитной конструкции. Рассмотрим, за счет чего формируется защитный барьер при нанесении состава на поверхность, и что дает жидкое стекло в бетоне.

Внешняя обработка

Силикаты, растворенные в воде, при заливке бетона жидким стеклом проникают в верхние слои конструкции через поры, движутся по капиллярам. При контакте с цементным связующим силикаты кристаллизуются. Возникшее в результате химической реакции вещество является водонерастворимым, оно устойчиво к воздействию кислот.

Поверхностная обработка производится для защиты от влаги:

• фундаментных оснований;
• стен и полов во влажных помещениях, подвалах, цокольных этажах;
• балконов и перекрытий;
• внутренней поверхности бетонных резервуаров, колодцев, монолитных чаш бассейнов и т.д.

Добавление в состав бетона

Для чего добавляют жидкое стекло в бетон? Введение в состав бетона силикатов калия и натрия позволяет получить материал, который после высыхания характеризуется уменьшенным диаметром капилляров и пор. Монолитные конструкции, выполненные из такого материала, характеризуются низким коэффициентом водопоглощения, повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию влаги, термостойкостью.

При добавлении жидкого стекла в бетон важно соблюдать пропорции: силикатный раствор должен составлять не более 2-5% от общей массы. Превышение указанной нормы приводит к ухудшению механических показателей бетона – он становится чрезмерно хрупким.

Бетон с добавлением силикатов применяется при строительстве гидротехнических сооружений, а также для обустройства:

• фундаментов построек на водонасыщенных грунтах и участках, склонных к подтоплению;
• фундаментов каминов, уличных очагов, домашних печей;
• колодцев и септиков;
• уличных и закрытых бассейнов.

Цементно-песчаный раствор с добавлением силикатов применяется для ремонтных работ в аварийных ситуациях – он в короткие сроки схватывается, образуя гидрофобный материал, и позволяет ликвидировать течь.

Технологии использования

Подробное изучение инструкции по применению жидкого стекла для бетона позволяет избежать ошибок при использовании состава. Расход состава зависит от специфики мероприятий по укреплению бетона жидким стеклом.

Бетоны с силикатами

Чтобы правильно приготовить рабочую смесь, следует знать, сколько жидкого стекла добавлять в бетон. Количество силикатных добавок не должно превышать 5% от общей массы раствора, в который также входит вода, цемент, песок и щебень. Марка цемента – не ниже 32,5 (М400).

Важно знать, как пользоваться жидким стеклом для бетона: его нельзя вводить в готовый раствор. По технологии требуется  песок смешать с цементом, а силикатную добавку растворить в воде, после чего замешать бетон, добавив щебень. Так как смесь быстро схватывается, ее следует сразу использовать и промыть емкость, в которой замешивался бетон.

Грунтовка

Грунтовка внутренних поверхностей бассейнов, септиков, колодцев, затопляемых подвалов и резервуаров помогает защитить конструкции от повреждения влагой. При этом заделываются имеющиеся дефекты и трещины. Использование жидкого стекла для трещин в бетоне позволяет создать надежный барьер против течи.

Состав для грунтовки: к смеси просеянного чистого песка, портландцемента М400 и воды добавляют силикатный состав. Массовая пропорция жидкого стекла и цементно-песчаной смеси 1:1. Чтобы нанести жидкое стекло на бетон, используют шпатель.

Железнение

Под железнением бетона жидким стеклом подразумевают обработку конструкций с целью увеличить прочность и долговечность верхнего слоя, повысить стойкость к механическим повреждениям, истиранию.

Готовый раствор на бетонную поверхность наносят лопаткой или кельмой, равномерно распределяют по всей площади. После высыхания выполняется полировка шлифовальной машиной. Для железнения лучше всего подходит силикат лития.

Гидроизоляция

Технология применения жидкого стекла для гидроизоляции бетона:

1. Перед тем как покрыть бетон жидким стеклом, с обрабатываемой поверхности устраняют выступающие неровности, удаляют мусор и пыль.
2. Далее поверхность грунтуется – чтобы разбавить жидкое стекло для пропитки бетона используется чистая вода в пропорции 1 литр силикатного концентрата на 2,5 литра воды. Раствор наносится распылителем, валиком или кистью. Повторная обработка – после высыхания первого слоя (раствор жидкого стекла на бетоне сохнет за 30 минут при температуре воздуха +20°С и нормальной влажности).
3. Обмазочный раствор готовится в соотношении 1:1:1 из концентрата жидкого стекла, цемента и воды. Состав наносится шпателем, мастерком или кельмой равномерным слоем по всей поверхности. Так как состав схватывается за 15 минут, его готовят небольшими порциями и быстро наносят.
4. Укладку рулонной гидроизоляции, утеплителя или облицовочной плитки можно производить спустя сутки после гидроизоляции конструкции жидким стеклом.

Достоинства и недостатки

Пропитка бетона жидким стеклом и добавление силикатов в бетонную смесь имеет ряд достоинств:

• строительные конструкции получают защиту от атмосферной и грунтовой влаги;
• повышается стойкость материала к кислотам;
• увеличивается прочность, жаростойкость и морозостойкость бетона;
• обеспечивается стойкость конструкций к появлению и распространению грибка;
• у обработанной поверхности возрастает износостойкость;
• благодаря текучести и вязкости состава, высокой адгезии, при нанесении формируется ровное покрытие, прочно сцепленное с бетонным основанием.

По сравнению с битумными и полимерными гидроизоляционными материалами силикатные составы недорого стоят и экономно расходуются. Покрытие рассчитано на 5 лет службы, после чего обработку требуется повторить.

В список недостатков входит:

• быстрое схватывание – смесь следует готовить малыми порциями и сразу же использовать;
• высокая хрупкость застывшей пленки – поверхность, подверженную механическим нагрузкам, требуется дополнительно защитить рулонной гидроизоляцией;
• обработанный бетон хуже поддается сверлению, резке штроб;
• при нарушении целостности пленки снижается эффективность гидроизоляции;
• силикатные растворы нельзя использовать для обработки кирпичной кладки, применять совместно с растворителями и органическими смолами;
• нарушение предписанных пропорций жидкого стекла в бетоне ухудшает эксплуатационные показатели конструкций.

 Заключение

Чтобы обработать бетон жидким стеклом и получить отличный результат не требуется профессиональное оборудование и специальные навыки. Силикатные растворы удобны в применении и доступны по цене.

Применение жидкого стекла в строительстве

Жидкое стекло применяется при производстве бетона, имеющего особые свойства – кислотоупорность, жаростойкость. Также жидкое натриевое стекло используется при изготовлении огнезащитных красок.

Основные сферы применения материала:

• гидроизоляция подвальных помещений, бассейнов;
• склеивание и связка стройматериалов;
• изготовления кислото- и огнеупорных силикатных масс;
• производство моющих и чистящих средств, клеев, красок;
• защита срезов деревьев;
• производство текстиля и бумаги.

Как использовать жидкое стекло?

Материал отлично подходит для гидроизоляции полов, стен, перекрытий подвалов, обустройства фундаментов, их защиты от грунтовых вод. Получив скидочные купоны бесплатно, можно серьезно сэкономить при покупке гидроизолятора и снизить расходы на обустройство подвала, колодца или бассейна, склеивание стройматериалов.

Для приготовления смеси, предназначенной для гидроизоляции, 1 л жидкого стекла смешивается с 8-10 л цементного раствора. Чтобы склеить поверхности стройматериалов, достаточно нанести стекло тонким слоем на обе склеиваемые поверхности и плотно их прижать на некоторое время. Для пропитки материалов их нужно обработать раствором, приготовленным из 400 г жидкого стекла и 1 л воды. Обработка проводится в несколько этапов: каждый новый слой наносится после просушивания.

Материал не выделяет токсичных веществ, пожаро- и взрывобезопасен, не теряет свойств после замораживания и оттаивания. В таре с жидким стеклом допустимо небольшое количество осадка. В случае попадания в глаза их нужно тщательно промыть большим количеством чистой воды.

Способы применения материала

Заполнение щелей и пустот в перегородках и стенах

Приготовьте раствор: по одной части жидкого стекла и цемента смешайте с тремя частями песка, в полученную смесь добавьте воду из расчета 25% от количества стекла. Смесь нужно постоянно перемешивать. Ею заполняются щели.

Грунтовка поверхности стяжки

В равных пропорциях смешайте жидкое стекло и цемент. Добавьте воду в тех же количествах. Обработайте поверхности.

Гидроизоляция колодцев

Проведите первичную замазку шахты колодца, нанеся на стенки жидкое стекло. Далее приготовьте раствор из равных частей цемента, жидкого стекла, просеянного мелкого песка и воды. Проведите повторную замазку колодца. Количество материала, нужного для гидроизоляции колодца, довольно велико, поэтому имеет смысл получить скидки по купонам, которые сейчас предоставляют все дисконтные строительные магазины.

Наружные работы, приготовление кислото- и огнестойких растворов

Поверхности обрабатываются раствором, приготовленным из смеси жидкого стекла, цемента, песка в пропорциях 1,5:1,5:4, воды.

Красящие растворы

Добавление жидкого стекла в красящие составы с окисью хрома, охрой и суриком способствуют повышению стойкости красок к прямым солнечным лучам.

Промазка деревянных частей

Для защиты древесины от плесени, грибка и сырости обильно промажьте поверхности раствором стекла.

Этот материал незаменим для строительных и ремонтных работ. Его можно приобрести в банках 0,5-6 дм3 на хозяйственных рынках или же заказать в бочках большой емкости у фирмы-производителя.

3 распространенных типа стекла: свойства и применение | Копп Гласс

Стекло — чрезвычайно универсальный материал; он используется каждый день в многочисленных приложениях, о многих из которых большинство из нас даже не подозревает. Мы используем его для питья, хранения еды и в качестве окон в наших домах и автомобилях, но стекло также используется во многих невидимых применениях. Например, стеклянные компоненты используются в медицинском диагностическом оборудовании, электронике, теплоизоляции зданий и в качестве армирующего материала в таких вещах, как доски для серфинга, ветряные турбины и ортопедические модели.Каждый день мы взаимодействуем с множеством стеклянных форм и композиций.

Так что же такое стекло?

Стекла представляют собой аморфный материал, в котором отсутствует периодическая кристаллическая структура с дальним радиусом действия. Это двухмерное изображение силикатного стекла натриево-кальциевого типа иллюстрирует эту случайную атомную природу.
Примечание. В этом двухмерном представлении дополнительная связь кремнезема с кислородом не видна, но должна присутствовать в трехмерной модели.

Стекло — это аморфный материал, не имеющий периодической кристаллической структуры на больших расстояниях.Стекла можно формировать несколькими способами, но наиболее распространенный метод заключается в нагревании сырья до расплавленной жидкости и последующем быстром охлаждении жидкости таким образом, чтобы атомы оставались в беспорядочно расположенном атомном состоянии.

При использовании метода плавления / охлаждения для формования стекла процесс часто начинается со смеси нескольких важных порошков сырья. Эти порошковые смеси состоят из множества различных компонентов, каждый из которых играет важную роль. В большинстве стекол составы разработаны так, чтобы включать сеткообразователи, флюсирующие агенты, модификаторы свойств, осветляющие агенты и красители.Химический состав определяет физические свойства и характеристики формованного стекла.

Это сырье затем нагревают до температуры плавления, достаточной для образования однородной вязкой жидкости. На этом этапе, в зависимости от технологии производства, расплавленным стеклом можно манипулировать и придавать ему желаемую форму. Химический состав может быть изменен для соответствия различным техническим характеристикам или для повышения технологичности.

3 наиболее распространенных типа коммерческого стекла и их применение

Стеклянные композиции разработаны так, чтобы проявлять различные физические, химические и оптические свойства.Различные области применения требуют определенных типов стекла и производственных процессов. В промышленном производстве стекла обычно используют несколько составов стекла. Мы кратко остановимся на трех наиболее распространенных коммерческих стеклянных композициях, их свойствах и типичных применениях.

Очки из силикатно-натриевой извести

Откройте холодильник и посмотрите на контейнеры и банки внутри, скорее всего, они сделаны из силикатного стекла натронно-кальциевого типа. Это семейство стаканов включает в себя многие стеклянные композиции, используемые для создания контейнеров для еды и напитков, декоративной посуды и аксессуаров, а также окон. На составы силикатно-натриево-кальциевого стекла приходится почти 90% производимого в мире стекла.

Его распространенность обусловлена ​​тем, что он относительно дешев в производстве; материалы являются обычными, и в сочетании они могут плавиться при более низкой температуре, чем многие другие составы стекла. Кроме того, производственные процессы были усовершенствованы, оптимизированы и автоматизированы в течение последнего столетия, чтобы улучшить производительность при массовом производстве этих очков.

Однако силикатно-натриево-кальциевые стекла обычно не так долговечны, как другие стекла, включая боросиликатные композиции. Они склонны к разрушению при тепловом ударе и могут разрушаться в химически агрессивных средах. Однако за счет дополнительного производства, такого как химическое и термическое упрочнение, долговечность и прочность могут быть улучшены.

Очки боросиликатные

В тяжелых условиях эксплуатации обычно используются боросиликатные стекла из-за их превосходной прочности.Они обладают хорошей стойкостью к тепловому удару и могут выдерживать экстремальные термоциклы с минимальным эффектом. Например, Pyrex, коммерческий боросиликатный состав, созданный Corning, Inc., обычно используется для выпечки дома или проведения экспериментов в лаборатории. Он может перейти от приготовления в духовке к воздушному охлаждению на прилавке без повреждений. Это связано с низким коэффициентом теплового расширения, который позволяет стеклу создавать меньше внутренних напряжений во время процессов нагрева и охлаждения, вызывающих растрескивание или разрушение.

Хотя многие материалы могут быстро разлагаться в абразивных средах, боросиликатные композиции показали свою способность справляться с этой задачей. Они обычно используются в осветительных приборах, где ухудшение качества поверхности и потеря проходящего света нежелательны.

В промышленных или транспортных средах стекло часто подвергается воздействию агрессивных химикатов, таких как реактивное топливо, гидравлическая жидкость, кислоты, фотоинициаторы, солевые растворы и нефтепродукты. Даже постоянное воздействие воды может привести к повреждению некоторых очков.Боросиликатные стекла показали способность противостоять как влаге, так и химическим воздействиям и будут продолжать работать, как ожидалось, несмотря на длительное воздействие воды и химикатов. Из-за этого эти составы стекла обычно используются для изготовления лабораторной посуды, смотрового стекла в промышленном оборудовании, вводов трансформаторов, взрывозащищенного освещения и внешних линз самолетов.

Фосфатные стекла

Фосфатные стекла в основном состоят из сеткообразователя P ₂ O ₅ , где в ранее упомянутых стеклах используется SiO ₂ или B ₂ O ₃ в качестве первичных сеткообразователей.Эти стекла обладают высокой стойкостью к плавиковой кислоте, но в остальном они имеют относительно низкую стойкость к химической коррозии. Композиции можно сделать более устойчивыми к химическим веществам и окружающей среде, разработав композицию для конкретных применений.

Фосфатные стекла хорошо подходят для легирования различными красителями, включая ионы переходных металлов и оксиды редкоземельных элементов. Эта способность позволяет создавать очки с уникальным и желаемым спектром пропускания.Эти цветные очки нашли свое применение в различных медицинских, военных и научных целях. Биоактивное стекло, которое является предпочтительным материалом для стимулирования роста костей в медицинской промышленности, также является составом стекла на основе фосфата.

Выбор стакана

На первый взгляд может показаться трудным решить, какое стекло лучше всего подходит для конкретного применения. Что важнее — высокая термостойкость или химическая стойкость? Не обязательно быть черным или белым ответом.Это зависит от окружающей среды, в которой будет находиться стекло, а также от требуемых технических характеристик. После того, как желаемые характеристики станут известны, анализ оптических, термических, химических и механических свойств стекла позволит определить, какое стекло будет работать лучше всего и будет наиболее экономичным.

Узнайте больше о Glass

Стекло — уникальный и сложный материал, сильно отличающийся от других прозрачных материалов. Если вы новичок в разработке стеклянных линз или компонентов, это может оказаться сложной задачей.

Чтобы помочь вам разработать более эффективные линзы для очков, мы создали обширную электронную книгу, которая включает более 40 страниц информации о тепловых, оптических и механических свойствах стекла.

Если вы хотите узнать, как разрабатывать стеклянные линзы и компоненты, оптимизированные как для ваших требований к производительности, так и для операционной среды, загрузите нашу бесплатную электронную книгу.

Жидкое стекло | Природа Фотоника

Удобное средство для изготовления кремнеземных структур, использующее фотоотверждаемый сыпучий кремнеземный нанокомпозит, открывает новые возможности для производства стекла. Вязкий материал, получивший название LiqGlass, вдохновил ученых из Технологического института Карлсруэ (KIT) в Германии ( Adv. Mater. http://doi.org/f3mkqz; 2016). Он состоит из наночастиц аморфного кремнезема (диаметром около 40 нм), которые смешаны с фотоотверждаемым мономером и фотоинициатором. Поместив LiqGlass в форму, а затем отверждая его ультрафиолетом и спекая при высокой температуре, LiqGlass можно превратить в высококачественное твердое кварцевое стекло произвольной формы — например, монету или печенье, как показано на рисунке. .

«Мы производим как микрооптические, так и микрофлюидные устройства из этого материала», — комментирует Бастиан Рапп из KIT. «После спекания LiqGlass нельзя отличить от кварцевого стекла по оптическим, химическим или механическим свойствам».

Обычно конструкции из стекла нестандартной формы изготавливаются путем травления твердых образцов плавиковой кислотой. Однако такое травление изотропно по своей природе, а это означает, что невозможно создавать асимметричные конструкции, такие как высокие вертикальные столбы или стены. К тому же использование опасной кислоты не удобно.

В отличие от этого, при новом процессе LiqGlass просто заливается в эластомерную форму желаемой формы, а затем отверждается ультрафиолетом в течение примерно 2 минут. Затем затвердевший образец удаляется из формы и нагревается для удаления органических связующих, а затем, наконец, спекается при температуре до 1400 ° C для сплавления наночастиц диоксида кремния вместе. Весь процесс изготовления занимает около 61 часа и не требует чистой комнаты или каких-либо опасных химикатов.

Предоставлено: WILEY

Команда утверждает, что размеры элементов в диапазоне нескольких десятков микрометров могут быть достигнуты с шероховатостью поверхности всего в несколько нанометров. Более крупные сложные структуры, содержащие полые каналы или полости, такие как микрожидкостная волноводная схема, показанная на рисунке, могут быть созданы простым ламинированием нескольких слоев отвержденного LiqGlass.

В то время как сложные оптические детали уже можно изготавливать из полимеров с помощью двухфотонной полимеризации с помощью прямой лазерной записи, использование стекла дает некоторые важные преимущества в некоторых приложениях, таких как очень высокая оптическая прозрачность, высокая механическая прочность и непревзойденная химическая стойкость.

«В настоящее время мы разрабатываем LiqGlass 2.0 — версию, которую можно использовать для аддитивного производства, стереолитографии и 3D-печати», — пояснил Рапп. «Это впервые позволит создавать трехмерные объекты из плавленого кварца с помощью быстрого процесса прототипирования». Рапп говорит, что в настоящее время они подают заявку на патент на LiqGlass 2.0 и планируют коммерциализировать его.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Graydon, O. Жидкое стекло. Nature Photon 10, 440 (2016). https://doi.org/10.1038/nphoton.2016.123

Ссылка для скачивания

Легкое микроструктурирование стекла — нанокомпозит жидкого стекла позволяет создавать сложные детали

[Изображение выше] Печенье и его стеклянная копия, созданная с использованием нового жидкого стеклянного нанокомпозита. Кредит: Синь Су; YouTube

Стекло — это здорово, но создание микроструктуры в этом замечательном материале — не такая уж простая задача.

Хотя это можно сделать — используя традиционные методы, такие как влажное травление, которое использует опасные материалы и имеет другие серьезные недостатки, или более продвинутые методы, такие как лазерное травление, — необходимы более эффективные методы для более простого, быстрого и недорогого создания микроструктурированного стекла, которое может быть используется для быстрого прототипирования приложений.

Инертность, термическая и химическая стабильность, а также универсальность стекла делают его идеальным материалом для таких применений. Вот почему исследователи из Технологического института Карлсруэ разработали фотоотверждаемый жидкий материал, который может дать стеклу преимущество.

Нанокомпозитный материал, называемый жидким стеклом или LiqGlass, представляет собой фотоотверждаемую жидкость, состоящую из нанопорошка аморфного диоксида кремния, мономера гидроксиэтилметакрилата и растворителя феноксиэтанола.

Поскольку это жидкость, нанокомпозит можно легко формовать при комнатной температуре в желаемую форму и структуру, используя мягкие полимерные формы. Но поскольку он содержит диоксид кремния, композит затем может быть подвергнут термической обработке для удаления полимеров, что приведет к образованию твердого стекла.

«Жидкое стекло — это шаг к созданию прототипов стеклянных микроструктур по низкой цене без использования чистых помещений или опасных химикатов», — пишут авторы в аннотации к статье, опубликованной в Advanced Materials .

Для обработки формованного нанокомпозита команда KIT вылечила материал УФ-светом. Затем при спекании отвержденного материала при 1300ºC полимеры выгорели, оставив только уплотненное стекло в формованной конфигурации.

Команда сообщает, что для создания еще более сложных компонентов можно связать несколько слоев нанокомпозита вместе, чтобы создать многоуровневую архитектуру, которая может потребоваться, например, для микрожидкостных чипов.

Авторы сообщают, что полученное стекло неотличимо от коммерческого кварцевого стекла, с хорошей химической стабильностью и аналогичными поверхностными, оптическими и механическими свойствами.

Хотя конечный продукт является хорошей копией пресс-формы, однако, согласно статье Chemistry Views об исследовании, в процессе спекания конечная часть усаживается на ~ 26%.

Описанный метод является предварительным, но он может представлять собой простой и недорогой метод создания стеклянных компонентов с тонкой структурой и дальнейшего продвижения стеклянных материалов в приложениях быстрого прототипирования и аддитивного производства.

«Используя LiqGlass, можно быстро и удобно преобразовать произвольные физические объекты, сделанные из практически любого материала с размерами элементов в диапазоне десятков микрометров и шероховатостью в несколько нанометров», — говорится в статье Materials Views о Работа.

Статья, опубликованная в Advanced Materials , называется «Жидкое стекло: простой метод мягкой репликации для структурирования стекла» (DOI: 10.1002 / adma.201506089).

Что такое жидкое стекло? Водное стекло или силикат натрия: факты

Водное стекло — это «волшебный» раствор, используемый для выращивания волшебных камней. Энн и Тодд Хелменстайн

Жидкое стекло — это общее название водного раствора силиката натрия или силиката калия. Его еще называют «жидкое стекло». Он получил свое название, потому что по сути это стекло (диоксид кремния) в воде.По мере испарения воды раствор превращается в стеклообразное твердое вещество.

Химическая формула жидкого стекла

Наиболее распространенная формула — Na ₂ (SiO ₂ ) _n O, хотя K ₂ (SiO ₂ ) _n O также является формой воды стекло.

Свойства жидкого стекла

IUPAC ID: метасиликат натрия или метасиликат калия

Формула: Na ₂ O ₃ Si

Внешний вид: Бесцветный в чистом виде, обычно бледно-зеленый или синий из-за примесей, содержащих железо .Твердое вещество обычно представляет собой белый порошок, который растворяется в воде с образованием щелочного раствора.

Плотность: 2,40-2,61 г / см³

Молярная масса: 122,06 г / моль

Точка плавления: 1,990 ° F (1088 ° C)

Растворимость: Растворим в воде, не растворим в алкоголь.

Открытие: Около 1940 года Жан Баптист ван Гельмонт наблюдал жидкое стекло как жидкость, образовавшуюся при плавлении песка и избытка щелочи. Определение химического вещества было дано в переводе 1892 года «Руководства по химической технологии » фон Вагнера.

Производство: Кварцевый песок и щелочь реагируют в жидкой или твердой фазе с образованием жидкого стекла. Карбонат натрия или каустическая сода — обычные щелочные материалы, используемые в процессе.

Использование стекла для воды

Стекло для воды используется для изготовления шариков или пакетов силикагеля, которые используются для защиты одежды и электроники от влаги. Химикат используется в пассивной противопожарной защите, для изготовления цемента, для стабилизации отверстий при бурении скважин, при производстве картона, в качестве флокулянта при очистке сточных вод, для консервирования пищевых продуктов, для ремонта автомобилей, а также при обработке пиломатериалов и других материалов. текстиль.Жидкое стекло используется как «волшебный» ингредиент для изготовления Magic Rocks. Помещение свежеотнесенных яиц в раствор жидкого стекла закрывает поры яиц от бактерий и газов, поэтому его можно использовать для сохранения яиц, когда охлаждение невозможно. Жидкое стекло также используется для упрочнения искусственного камня. Это естественное химическое вещество, содержащееся в некоторых минеральных ваннах, например в знаменитой Исландской Голубой лагуне.

Основы стекла: узнайте о стекле

Безопасное стекло

Чтобы использовать безопасный компонент, он должен быть надежным.Производители стекла осознали этот факт более 100 лет назад и применяют этот принцип в производстве стекла сегодня. Доступен широкий ассортимент безопасного стекла, которое используется как по отдельности, так и в сочетании с другими видами стекла в строительстве. Три основных типа стекла — это безопасное закаленное стекло, многослойное безопасное стекло и термоупрочненное стекло.

Полностью закаленное стекло
Закаленное стекло обладает в четыре-пять раз большей прочностью на разрыв, чем отожженное стекло той же толщины, и поэтому может выдерживать гораздо более высокие силы всасывания или тупого удара.Однако, если произойдет отказ из-за перегрузки, стекло разобьется на массу неплотно связанных частей, которые представляют меньший риск травм, чем осколки с острыми краями, полученные от разбитого обычного стекла.

Полностью закаленное стекло устойчиво к ударам мягких деформируемых предметов, таких как человеческое тело. Полностью закаленное стекло толщиной 6 мм особенно подходит для стеклянных покрытий с большой площадью поверхности в спортзалах и спортзалах.

Закаленное стекло, пропитанное нагреванием
Флоат-стекло содержит чрезвычайно низкие количества кристаллов сульфида никеля (NiS), которые неизбежно попадают в стекло через сырье.Чрезвычайно быстрый период охлаждения во время процесса отпуска «замораживает» частицы NiS в высокотемпературной кристаллической модификации. Когда, например, позже применяется тепло за счет поглощения солнечной энергии, эта кристаллическая структура может измениться из-за увеличения объема кристаллов. Это может привести к внезапному разрыву стекла, как только частицы превысят критический размер. Все остекления, имеющие отношение к безопасности, и стекла, такие как фасадное стекло, которые подвергаются воздействию высоких температур, должны быть подвергнуты дополнительному испытанию на нагрев.

Многослойное безопасное стекло
Многослойное безопасное стекло — ключевой компонент современной архитектуры. Постоянное соединение двух или более стеклянных панелей с липким, эластичным, очень прочным на разрыв поливинилбутиралем (ПВБ) делает из стекла многофункциональный элемент, который может выдерживать высокие статические нагрузки и конструктивные задачи в дополнение к его заданной прозрачности.

Эффект безопасности многослойного безопасного стекла основан на чрезвычайно высокой прочности на разрыв промежуточного слоя ПВБ и его превосходной адгезии к прилегающей поверхности стекла.В ситуациях механического напряжения, такого как удар, удар или влияние других сил, разрушающих стекло, фрагменты прилипают к слою ПВБ, так что многослойное безопасное стекло обычно сохраняет свою устойчивость под нагрузкой. При этом застекленное отверстие остается закрытым, что резко снижает риск получения травм из-за налипания стружки. В зависимости от использования многослойного безопасного стекла между двумя стеклянными панелями может быть размещено несколько промежуточных слоев ПВБ для удовлетворения более жестких требований.

Что такое стекло? | Как делают стекло?

Что такое стекло? | Как делают стекло? — Объясни это

Рекламное объявление

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 19 января 2021 г.

Теперь вы это видите, а теперь нет. Стекло
немного загадки. Достаточно сложно защитить нас, но он разбивается
невероятная легкость. Он сделан из непрозрачного песка, но полностью
прозрачный. И, что, пожалуй, самое удивительное, он ведет себя как
твердый материал … но это также замаскированная странная жидкость!
Вы можете найти стекло, куда бы вы ни посмотрели: большинство комнат в вашем доме будут
иметь стеклянное окно и, если не это, возможно, стеклянное зеркало … или
стеклянная лампочка.Стекло — одно из старейших и самых
универсальные материалы, созданные человеком. Давайте узнаем об этом больше.

Фото: Стеклянная загадка: Как нечто прозрачное для света кажется цветным? Цвета в этом стакане на самом деле нет! Стеклянные линзы преломляют (изгибают) световые лучи с разной длиной волны на разную величину, вызывая появление спектральных цветов. Это крупный план линзы Френеля с маяка.

Что такое стекло?

На фото: Витражи изготавливаются путем добавления солей металлов, таких как железо, марганец,
хром и олово в состав расплавленного стекла, чтобы придать ему разнообразные привлекательные цвета.Этот витраж, разработанный художником.
Эдвард Бёрн-Джонс в соборе Святого Филиппа в Бирмингеме, Англия.

Вы не поверите, но стекло изготавливается из жидкого песка. Ты можешь
сделать стекло, нагревая обычный песок (который в основном состоит из кремния
диоксид), пока он не расплавится и не превратится в жидкость. Вы не найдете этого
происходит на вашем местном пляже: песок тает на невероятно высокой
температура 1700 ° C (3090 ° F).

Когда расплавленный песок остывает, он не превращается обратно в
песчаный желтый материал, с которого вы начали: он проходит полный
трансформация и приобретает совершенно иную внутреннюю структуру.Но это
как бы сильно вы ни охлаждали песок, он никогда не перестанет
твердый. Вместо этого он становится своего рода замороженной жидкостью или какими-то материалами.
ученые называют это аморфным твердым телом.
Это как крест
между твердым телом и жидкостью с некоторым кристаллическим порядком
твердое тело и некоторая молекулярная хаотичность жидкости.

Стекло — такой популярный материал в наших домах.
потому что он обладает множеством действительно полезных свойств. Кроме
будучи прозрачным, его изготовить недорого, легко придать форму, когда он
расплавленный, достаточно устойчивый к нагреванию в застывшем состоянии, химически инертный
(чтобы стеклянная банка не вступала в реакцию с предметами, которые вы в нее кладете), и
его можно перерабатывать любое количество раз.

Как делают стекло?

Художественное произведение: Производство стекла упрощено: смешать и нагреть песок и переработанное стекло с карбонатом кальция и
карбонат натрия.

Когда американские ученые испытали прототип
атомная бомба в пустыне Нью-Мексико в 1945 году, взрыв превратился в
песок в непосредственной близости от удара в стекло. К счастью,
есть более простые и менее экстремальные способы изготовления стекла, но все
им нужно огромное количество тепла.

На заводе по производству товарного стекла, песок
смешивается с отработанным стеклом (из сборников вторсырья), кальцинированной содой
(карбонат натрия) и известняк (карбонат кальция) и нагревают в
печь.Сода снижает температуру плавления песка, что помогает
экономия энергии при изготовлении, но имеет досадный недостаток:
из него получается стекло, которое растворяется в воде! В
известняк добавлен, чтобы предотвратить это. Конечный продукт называется натриево-кальциево-силикатным стеклом. Это обычное стекло, которое мы
можно видеть все вокруг
нас.

Фото: боросиликатное стекло, такое как этот кувшин из PYREX® (задняя часть), выдерживает резкие перепады температур, в отличие от обычного стекла (переднее), которое разбивается.Обычная стеклянная банка спереди немного тоньше и значительно легче. Вы также можете увидеть,
очень ясно, что боросиликатное стекло имеет слегка голубоватый цвет (как и оксид бора, из которого оно сделано).

После того, как песок растоплен, его либо высыпают в
формы для изготовления бутылок, стаканов и других емкостей, или «плавающие»
(выливается в большую ванну с расплавленным металлическим оловом), чтобы получился идеально ровный
листы стекла для окон. До сих пор иногда изготавливают необычную стеклянную тару
«взорвав» их.Заворачивается «комок» расплавленного стекла.
вокруг открытой трубы, которая медленно вращается. Воздух продувается
открытый конец трубы, в результате чего стекло взорвалось, как воздушный шар.
С умелым выдуванием и точением можно получить самые разные удивительные формы.
сделал.

Производители стекла используют несколько иной процесс
в зависимости от типа стекла, которое они хотят сделать. Обычно другие
химикаты добавляются для изменения внешнего вида или свойств
готовое стекло. Например, химические вещества на основе железа и хрома
добавлен в расплавленный песок, чтобы стекло стало зеленоватым.Боросиликатное стекло, пригодное для использования в духовке (широко продается под
товарный знак PYREX®) является
производится путем добавления оксида бора к расплавленной смеси. Добавление оксида свинца
делает прекрасное хрустальное стекло, которое легче разрезать; высоко ценится
ограненный свинцовый кристалл сверкает цветом, преломляя (изгибая) свет
проходя через это. Некоторые специальные виды стекла производятся
разный производственный процесс. Пуленепробиваемый
стекло изготавливается из многослойного или ламината, состоящего из нескольких слоев стекла и пластика, склеенных
все вместе. Закаленное стекло, используемое в лобовых стеклах автомобилей, производится путем охлаждения расплавленного металла.
стекло очень быстро, чтобы сделать его намного тверже.Витражное (цветное) стекло изготавливается путем добавления металлических соединений в стекло, пока оно расплавлено; разные
металлы придают отдельным сегментам стекла разные цвета.

Стекло — твердое тело … или жидкость?

Изображение: Вверху: В правильном кристаллическом твердом теле атомы расположены в
аккуратный и предсказуемый способ. Внизу: в аморфном твердом теле, таком как стекло, расположение гораздо более случайное.

Это очень интересный вопрос.

Ответ — и то, и другое — и ни то, ни другое! Существуют самые разные мнения
о том, как относиться к таким материалам, как стекло, которые кажутся немного похожими на
жидкости в некоторых отношениях и немного похожи на твердые тела в других.

В школах и из книг мы часто узнаем, что все твердые тела имеют
фиксированная структура атомов.

На самом деле, существуют разные виды твердых тел, которые имеют очень
различные структуры, и не все, что мы называем «твердым», ведет себя
точно так же. Подумайте о куске железа
и кусок резины. Совершенно очевидно, что они
оба твердые тела, и все же резина сильно отличается от железа.
Внутри каучука и железа есть свои атомы (в
в случае железа) и молекул (в случае резины), расположенных в
совершенно разными способами.Железо имеет правильную или кристаллическую структуру.
(как карабин с атомами по углам), а резина — это полимер (состоящий из длинных цепочек молекул
слабо связаны между собой). Или подумайте о воде.
Как вы, возможно, обнаружили, вода — почти уникальное твердое вещество, потому что она
расширяется, чтобы начать с того, что он зависает. Короче не все подходит
аккуратно в наши представления о твердом, жидком и газовом, а не о всех твердых телах,
жидкости и газы ведут себя красиво, аккуратно и легко объяснимо. В
исключения — это то, что делает науку действительно интересной!

Аморфные твердые вещества

Вернемся к стеклу.Вглядываться в микроскоп
внутри стекла, и вы найдете молекулы, из которых он сделан
расположены в неправильном порядке. Вот почему стекло иногда
называется аморфным твердым телом (твердое тело без регулярного
кристаллическая структура, что-то вроде металла). Вы можете
также см. стекло, описанное как «замороженная переохлажденная жидкость». Это
еще один способ сказать «стекло — это жидкость, которая никогда не застывает».
озадачивающее утверждение, которое иногда можно встретить в научных книгах. Мы могли бы
скажем, стекло немного похоже на жидкость и немного похоже на твердое тело.Имеет
внутренняя структура, которая находится где-то между структурой жидкости
и твердое тело, с некоторым порядком твердого тела и некоторые из
хаотичность жидкости.

Стекло — далеко не единственное твердое аморфное вещество. Можно сделать
тип воды, называемый аморфным льдом, который можно описать как
между твердым веществом (вода) и жидкостью (лед). Вы делаете это с помощью охлаждающей воды
очень быстро. Лед образуется так быстро, что не успевает собраться
до его нормальной кристаллической структуры. Итак, что вы получаете, похоже на лед
но в некотором роде ведет себя как жидкая вода.Другие вещества могут быть
превращены в аморфные твердые тела. Солнечные элементы часто делают из
так называемый аморфный кремний.

Фото: солнечная панель из аморфного кремния.
Фото Денниса Шредера любезно предоставлено
NREL (Министерство энергетики США / Национальные возобновляемые источники энергии)
Энергетическая лаборатория) (фото № 22143).

Рекламные ссылки

Для чего мы используем стекло?

Фото: Стекло можно использовать для вторичной переработки других материалов.
материалы. Урановое стекло имеет необычный желто-зеленый цвет и светится в
ультрафиолетовый свет.Эти кусочки стекла были изготовлены из урана, оставшегося после очистки
завод Fernald по переработке урана недалеко от Цинциннати, Огайо, США.
Стеклование (превращение материала в стекло) — один из способов избавиться от
безопасность ядерных отходов.
Изображение предоставлено Министерством энергетики США.

Glass начинает ваш день с блеска: взгляд на часы, взгляд сквозь глазурь
на солнце или дождь, хмурый взгляд в зеркало, песня из
душ, пока вы умываетесь теплой водой, стекающей с
солнечные панели
на крыше.Стаканы упаковывают стол для завтрака, который сам по себе может
быть сделанным из дымчатого стекла, и есть бутылки и банки со всем
формы и цвета. Готовя завтрак на кухне, вы могли бы
использовать стеклокерамическую варочную панель или
микроволновая печь с металлической подкладкой
окно, чтобы волны оставались внутри. Может быть, ты смотришь теплые круассаны
через дверцу духовки из пирекса? (А это стеклянный чайник?)

Когда вы проверяете электронную почту во время завтрака (плохая привычка), скорость передачи данных в Интернете сжимается.
в ваш дом через оптические волокна, как потоки солнечного света
через отражающие тепло окна, которые сохранят прохладу.Вы читаете
слова через стеклянную ЖК-панель вашего ноутбука или закаленные
Стекло гориллы вашего смартфона, оба заряжаются солнечной энергией
из фотоэлектрических панелей на крыше. Говорящие головы
бормоча тебе через экран телевизора в углу.

Затем вы отправляетесь на работу или в школу в застекленной машине, автобусе, поезде (возможно, даже
вертолет), согнувшись под лампами с низким энергопотреблением, покрытыми стеклом, чтобы они оставались долговечными. Если вы едете, по шоссе вы
грохот может производиться из щебня и асфальта, в том числе
переработанное стекло; даже белые полосы посередине используют крошечное стекло
бусинки, чтобы они сияли в ваших фарах.Может быть, ты заглянешь в
банк или почта по дороге, улыбаясь кассиру позади
ее пуленепробиваемое окно, поскольку вы быстро делаете копию
ваши водительские права (которые вы по неосторожности оставляете на стеклянной пластине
копировального аппарата).

Фото: Стекло приносит вовнутрь! Это замечательная часовня странников на ранчо Палос-Вердес, Калифорния, спроектированная Ллойдом Райтом (сыном Фрэнка Ллойда Райта). Фотография из коллекции калифорнийских фотографий Джона Б. Лавлейса в журнале Кэрол М.Американский проект Хайсмита, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Если это современное здание, ваш офис или школа может быть миниатюрным стеклянным собором; мы
Считайте стекло хрупким и хрупким, но закаливайте его правильно
из него можно делать стены, полы, крыши и лестницы; магазины
демонстрируют свои изделия через огромные ламинированные панели, отполированные до
совершенство.

И это лишь малая часть того, что делает за нас стекло. Есть
загружает больше мест, где он прячется, от лампочек в
термометры
и металлокерамические пломбы в зубах корпусов лодок из стеклопластика,
«наждачная бумага», которую мы используем для украшения (часто стеклянная бумага), и
даже тензодатчики, которые предупреждают нас, когда здания трескаются.Ясно,
чистый, привлекательный, инертный, дешевый, прочный и эффективный. Какие
Вы могли бы хотеть большего? Стекло — один из тех волшебных материалов, которые мы абсолютно не воспринимаем как должное;
везде и нигде — «невидимо прозрачно», так что
мы даже не замечаем, что это есть!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги

• Стеклянный батискаф: как стекло изменило мир
  Алан Макфарлейн и Джерри Мартин Алан Макфарлейн и Джерри Мартин.Профиль, 2002. Исследует историю стекла с древних времен до наших дней. Я считаю, что это та же книга (в другой упаковке), что и «Стекло: всемирная история» Алана Макфарлейна и Джерри Мартина. University of Chicago Press, 2002.

.

• Введение в стекольную науку и технологию Дж. Э. Шелби. Королевское химическое общество, 2005. Текст для студентов, посвященный химическим и материаловедческим аспектам стекла. Охватывает различные типы стекла и их механические, оптические и другие свойства.
• Стекло: механика и технология Эрика Ле Бурхиса. Wiley-VCH, 2014. Охватывает историю, структуру, свойства и применение стекла.
• Наука о стекле Роберта Дормуса. Wiley, 1994. Классическое однотомное руководство по науке об аморфных стеклообразных телах.
• Атомы под половицами Криса Вудфорда. Bloomsbury, 2015. Если вы ищете более беззаботный подход, то моя недавняя книга исследует чудеса стекла в «Главе 8: Великолепное остекление». Возможно, вы сможете прочитать некоторые из них в Интернете в Google Книгах, перейдя по этой ссылке.

Статьи

• Ради искусства: риск и вознаграждение на 2000 градусов, Глория Доусон. The New York Times, 1 сентября 2016 года. Это слайд-шоу проходит за кулисами UrbanGlass, экспериментальной стекольной мастерской в ​​Нью-Йорке.

Стекло

• работает: как Corning создала ультратонкий и сверхпрочный материал будущего, Брайан Гардинер, Wired, 24 сентября 2012 г. Истоки замечательного стеклокерамического материала, который в конечном итоге стал стеклом Gorilla Glass для смартфонов.
• Удар за ударом: GlassLab приходит на Губернаторский остров Джулия Фельсенталь. The New York Times, 3 июля 2012 г. Представляем GlassLab в Музее стекла Корнинг.
• Willow Glass: ультратонкое стекло, которое можно «обернуть» вокруг устройств. Автор Катя Москвич, BBC News, 5 июня 2012 г. Corning представляет тонкое и гибкое стекло для дисплеев следующего поколения.
• «Шепчущий из стекла» Андреа Труппен. The New York Times, 27 января 2005 г. Мир Майкла Дэвиса, специалиста по реставрации старинного стекла.

Подкасты

Патенты

Чтобы получить более подробные технические сведения, попробуйте эти:

• Патент США 1 304 623: Стекло Юджина С. Салливана и Уильяма К. Тейлора, Corning, 27 мая 1919 г. Один из оригинальных патентов Corning на пирекс (боросиликатное стекло), в котором описывается его химический состав и физические свойства.
• Патент США 1304623: Изделие из натрийалюмосиликатного стекла, усиленное поверхностным слоем напряжения сжатия, Дэвид Бойд, Корнинг, 11 декабря 1973 г.Патент Corning на сверхпрочное «стекло Gorilla Glass», которое Apple использовала с таким большим эффектом в своих смартфонах и планшетах.
• Патент США 20160368777: Водосольватированное стекло / аморфные твердые ионные проводники. Автор Джон Б. Гуденаф и др., 22 декабря 2016 г. Один из самых новаторских химиков 20-го века предлагает совершенно новый тип батарей на основе стекла.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

PYREX® является зарегистрированным товарным знаком Corning Incorporated.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2007/2021) Стекло. Получено с https://www.explainthatstuff.com/glass.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Понимание стекла — типы стекла и процессы производства стекла

Стекло доступно во многих формах, от термостойкого Pyrex до многослойных безопасных ветровых стекол из ПВБ. Некоторые из материалов, обычно называемых стеклами, на самом деле являются пластиком или смесями пластика и стекла, хотя термин стекло явно не указывает на конкретный химический состав.Термин может описывать любое количество твердых, аморфных, неорганических и однородных твердых веществ, образующихся при достаточно быстром охлаждении расплавленных материалов для предотвращения кристаллизации. Однако типичными веществами, используемыми в производстве стекла, являются силикаты, бораты и фосфаты.

Стекло — негибкий материал, который образуется путем нагревания смеси сухих твердых материалов до тех пор, пока она не достигнет полутвердого состояния, с последующим быстрым охлаждением смеси для предотвращения образования кристаллической структуры, присущей большинству твердых материалов.Когда стекло охлаждается, атомы блокируются в неупорядоченном состоянии, аналогичном состоянию жидкости, прежде чем они смогут сформировать кристаллическое состояние твердого тела. Поскольку стекло не является ни жидкостью, ни твердым телом, а обладает обоими качествами, стекло существует как отдельный тип материи.

Благодаря своей прочности и универсальности стекло находит практически безграничное применение. Он широко используется в строительстве, обеспечивая облицовку большинства современных зданий и обычные архитектурные элементы из стекла для большинства других жилых построек.Он находит разнообразное применение в доме, будь то посуда, телевизионные экраны или электрические лампочки. Вероятно, это самый важный материал в астрономии, который изначально стал возможным благодаря использованию различных стеклянных линз. Помимо очевидного использования в биологических, химических и медицинских лабораториях (пробирки, химические стаканы, микроскопы), стекло также является частью корпуса для большинства приборов. Хотя линзы из поликарбоната в значительной степени заменили стекло в очках, исторически стеклянные линзы были единственным средством улучшения зрения.Даже искусство многим обязано стеклу, поскольку витражи и многие декоративные стеклянные предметы древности сохранились и вдохновляли художников на протяжении более тысячи лет.

В современной промышленности стекло выполняет множество биомедицинских и оптических функций. Он также является необходимым компонентом многих аэрокосмических и авионических устройств, а также полезным веществом в полупроводниковой технологии и электронике. Благодаря своим уникальным свойствам, некоторые виды стекла используются в интегральных схемах.Он также является армирующим материалом для слоистых пластиков. Стеклянные шарики используются при пескоструйной очистке, а стеклянные листы являются обязательным условием большинства производителей зеркал.

Эта статья дает представление об уникальных свойствах стекла, объясняет различные типы стекла и их состав. Кроме того, исследуется способ изготовления стекла, а также некоторые из различных способов обработки или обработки стекла после изготовления.

Расплавленное стекло выливают в форму.

Изображение предоставлено: Бенуа Дауст / Shutterstock.ком

Недвижимость

Хотя существует множество различных типов стекла, и их свойства различаются в зависимости от химического состава, есть несколько характеристик, которые имеют большинство видов стекла. Несмотря на свою хрупкую репутацию, стекло механически прочно. Дефекты поверхности ослабляют стекло, но есть способы минимизировать дефекты и укрепить его. Стекло — это твердый материал, который до некоторой степени устойчив к царапинам и истиранию. Стекло, как правило, химически устойчиво к большинству промышленных и пищевых кислот, а его устойчивость к другим химическим веществам различается.Он эластичен и поддается нагрузке, прежде чем вернуться к своей первоначальной форме. Конечно, предел прочности стекла зависит от его типа.

Стекло устойчиво к тепловому удару, что означает, что оно хорошо выдерживает резкие перепады температур, а также способно выдерживать сильную жару и холод в различной степени. Он поглощает тепло, сохраняет тепло, а не проводит его, и поглощает тепло лучше, чем металл. Стекло может с большой точностью отражать, изгибаться, пропускать и поглощать свет и высоко ценится за свои оптические свойства.Он сильно сопротивляется электрическому току и хорошо накапливает электричество.

Типы стекла

Стекло делится на типы по химическому составу. Это одни из наиболее распространенных типов.

Натриевое стекло

Натриево-кальциевое стекло, также известное как натриево-известково-кварцевое стекло или оконное стекло, является наиболее распространенным и наименее дорогим типом стекла. Он содержит около 70% кремнезема, а также соду, известь и небольшое количество других соединений. Сода снижает температуру плавления кремнезема, а известь стабилизирует кремнезем.Около 90% производимого стекла — натронная известь. Он химически стабильный, часто недорогой и очень работоспособный, поскольку его можно многократно повторно размягчать в процессе изготовления продукта. Это более мягкое стекло, которое удобно обрабатывать путем резки, но это означает, что оно менее устойчиво к царапинам, чем другие типы стекла, такие как боросиликат и плавленый кварц.

Натриево-известковое стекло часто подвергают химическому упрочнению для повышения его прочности, или его можно закалить для повышения его сопротивления тепловому удару и прочности.Как следует из прозвища, он обычно используется в окнах. Он также используется для бытовой стеклянной тары. Натронная известь имеет широкий спектр применения.

Свинцовое стекло

Свинцовое стекло, также называемое стеклом из оксида свинца или свинцовым кристаллом, содержит не менее 20% оксида свинца. Его также называют бесцветным стеклом, поскольку в оригинальной формуле 1600-х годов в качестве источника кремнезема использовался кальцинированный кремень, но теперь кремень больше не используется при его создании. Это более мягкое стекло, поэтому его легче разрезать на конструкции с высоким показателем преломления.Он не выдерживает высоких температур или резких перепадов температуры.

Поскольку свинцовое стекло преломляет и дороже, чем натриево-известковое стекло, его обычно использовали для изготовления декоративной стеклянной посуды. Однако, поскольку опасность проглатывания свинца теперь хорошо известна, сегодня свинцовое стекло используется в основном для электрических применений из-за его электроизоляционных свойств и более низкой температуры плавления. Низкая температура плавления желательна для термосваривания, чтобы его можно было изолировать вокруг электроники, чувствительной к более высоким температурам.Он также используется для защиты от рентгеновских и гамма-лучей в медицинских, технических и исследовательских работах, а также для оптических очков из-за его показателя преломления.

Из-за своей химической стойкости боросиликатное стекло часто используется для лабораторного оборудования.

Изображение предоставлено: PHOTOCREO Michal Bednarek / Shutterstock.com

боросиликатный

Боросиликатное стекло состоит из не менее 5% оксида бора. Прочное и термостойкое боросиликатное стекло является предпочтительным материалом для широкого спектра применений, от кухонной посуды до использования в лабораториях.

Создание боросиликатного стекла требует более высоких температур, чем те, которые необходимы для производства обычного стекла, хотя это также объясняет его более высокую термостойкость. Оно также подвергается гораздо меньшей нагрузке на материал, чем обычное стекло, из-за более низкого коэффициента теплового расширения, что также способствует его исключительным характеристикам при высоких температурах. Кроме того, боросиликатное стекло намного прочнее, чем традиционное стекло, и может противостоять несчастным случаям, которые могут привести к поломке другой стеклянной посуды.Даже когда он треснет, он обычно работает лучше, поскольку редко разбивается.

Боросиликатное стекло часто используется в научных и медицинских лабораториях, поскольку помимо других полезных качеств оно обеспечивает отличную химическую стойкость. Все, от пробирок, стержней и стаканов до градуированных цилиндров, пипеток и пробок, производится из боросиликата и используется в лабораториях по всему миру. Хотя боросиликатное стекло обладает исключительной кислотостойкостью, оно менее устойчиво к целому ряду щелочей, поэтому иногда следует использовать другие материалы.Боросиликатное стекло также используется в определенной оптике, например в зеркалах, поскольку оно хорошо сохраняет форму при изменении температуры. Другие области применения включают упрочнение различных пластиковых смесей, а также различных калибров и защитных стеклянных поверхностей.

Основным отличием боросиликатного стекла от традиционного стекла является замена соды и извести оксидом бора в процессе производства. Боросиликатное стекло должно содержать не менее пяти процентов оксида бора, который помогает связывать силикат, оксид алюминия и оксид натрия.

Алюмосиликат

Алюмосиликатное стекло содержит оксид алюминия. Он различается по составу, но обычно содержит от 20% до 40% оксида алюминия. Оно имеет свойства, сравнимые с боросиликатным стеклом, но более термостойкое, выдерживает температуры до 800 ^o по Цельсию и имеет лучшую химическую стойкость. Из-за такой термостойкости его гораздо труднее расплавить и, следовательно, изготовить, чем боросиликатное стекло. Двумя основными видами алюмосиликатного стекла являются щелочноземельное алюмосиликатное стекло и щелочно-алюмосиликатное стекло.Щелочноземельные алюмосиликатные стекла имеют очень высокую температуру размягчения и обычно используются для стеклянных колб для галогенных ламп, высокотемпературных термометров, могут быть покрыты электропроводящей пленкой и использоваться для резисторов в электронных схемах. Высокое содержание щелочи в щелочных алюмосиликатных стеклах улучшает их поверхностную прочность на сжатие. Они также очень твердые и устойчивы к царапинам. Они обычно используются для сенсорных дисплеев, таких как экраны смартфонов, а также для покровного стекла солнечных батарей и многослойного безопасного стекла.

Стекло с высоким содержанием кремнезема

Стекло с высоким содержанием кремнезема получают путем плавления стекла с целью удаления из него почти всех несиликатных элементов. В результате этого процесса можно получить от 95 до 99% кремнезема. Из-за отсутствия флюсов стекло с высоким содержанием кремнезема чрезвычайно трудно плавиться, его температура деформации достигает 1700 ° C, что означает, что его можно использовать при таких высоких температурах, как около 1000 ^o ° C. Стекло с высоким содержанием кремнезема имеет очень высокую температуру. низкое тепловое расширение, очень хорошая химическая стойкость, оптические свойства и механические свойства, но чрезвычайно высокие температуры обработки являются ограничивающим фактором при производстве и применении в более крупных масштабах.

По мере совершенствования технологии улучшается способность достигать большей чистоты стекла с высоким содержанием кремнезема, что позволяет изготавливать стекло все более и более высокого качества. Стекло с высоким содержанием диоксида кремния часто используется в полупроводниковой промышленности, поскольку диоксид кремния не загрязняет кремниевые пластины, а также для волоконной оптики, ламповых трубок, пропускающих УФ-лучи, прецизионной оптики, огнеупорных трубок и в качестве армирующего волокна в композитах.

Плавленый кварц

Плавленое кварцевое стекло, также называемое стеклом из плавленого кварца или стекловидно-кремнеземным стеклом, производится путем очистки и плавления природного кристаллического кремнезема, содержащегося в песке или горном кристалле, с помощью электрического или пламенного плавления.Получаемое в результате стекло очень прозрачное, даже для ультрафиолетового и инфракрасного света, устойчивое к погодным условиям и ударам. Его очень сложно изготовить, так как плавление происходит при температуре примерно 1650 ^– ° C, поэтому оно очень дорогое. Однако такая высокая температура плавления также означает, что оно может выдерживать температуры до 1400 ° C в течение коротких периодов времени, что позволяет ему выдерживать самые высокие температуры любого стекла. Из-за этого сопротивления плавленое кварцевое стекло часто используется в аэрокосмической отрасли, особенно в окнах пилотируемых космических кораблей.

Многослойное стекло создает узор из трещин в виде паутины.

Изображение предоставлено: Nutnaree Saingwongwattana / Shutterstock.com

Производство и отделка стекла

Хотя существуют некоторые производственные вариации при создании различных типов стекла, ниже описывается основной процесс, используемый для создания наиболее распространенных типов стекла, таких как натронная известь.

Производство

Состав стекла зависит от его типа.Главный компонент стекла, называемый формовщиком, должен быть нагрет до очень высокой температуры, чтобы он стал вязким. Наиболее распространенным первым является диоксид кремния, содержащийся в песке. Первый смешан с флюсом, что помогает ему плавиться при более низкой температуре. Обычные флюсы — это кальцинированная сода и поташ. Стабилизатор также используется для предотвращения растворения стекла или образования нежелательных кристаллических примесей. Обычным стабилизатором является оксид кальция из известняка. Эти сухие ингредиенты смешиваются вместе. Печь плавит шихту с образованием жидкого соединения.Стеклобой, состоящий из битого стекла, добавляется в шихту, чтобы помочь ему расплавиться.

При изготовлении цветного стекла в шихту добавляют оксид металла. Железо окрашивает стекло в зеленый цвет, медь — в голубой, кобальт — в темно-синий, золото — в темно-красный. Стекло с низким содержанием железа рекомендуется при окраске стекла в любой цвет, кроме зеленого. В небольших количествах диоксид марганца используется для обесцвечивания стекла, но в больших количествах он окрашивает стекло в фиолетовый цвет, а в больших количествах — в черный.

После плавления вязкое стекло выливают в ванну с расплавленным оловом, затем формуют в ленту и охлаждают.Медленный и равномерный процесс охлаждения называется отжигом. Стекло необходимо охлаждать равномерно, потому что, если одна область дольше остается горячей, она становится толще, а разные уровни толщины приводят к нагрузке на кусок стекла. Неправильно отожженное стекло с большей вероятностью треснет.

Раскрой

Затем отожженное стекло разрезается до нужных размеров. Обычно это делается с помощью станков с числовым программным управлением или станков с ЧПУ, которые способны выполнять чрезвычайно точные операции.Станки с ЧПУ работают в соответствии со специальными программами CAM и CAD, что позволяет им обрабатывать любое количество деталей с одинаковой точностью. Они также могут выполнять широкий спектр задач по обработке, которые обычно выполняются с помощью специализированного оборудования: они могут вырезать кривые и прямые линии, сверлить отверстия и шлифовать канавки. В станках с ЧПУ, используемых при производстве стекла, используется особый инструмент, в том числе алмазный абразивный инструмент, алмазные наконечники и твердосплавные круги, для достижения большей точности и возможностей обработки стекла.

После резки и формовки стекла производители обычно выполняют полировку стекла, ламинирование и другие отделочные работы. Полированные зеркала и линзы составляют значительную часть рынка стекольной продукции. Эти элементы обычно требуют исключительной точности, и допуски на поверхность должны быть точными, чтобы компоненты функционировали должным образом. Эти прецизионные компоненты используются в телескопах, призмах, лазерных линзах и зеркалах, а также в другой оптике, все из которых в значительной степени подвержены дефектам и неточностям.

Закалка

Закалка — это термообработка, при которой стекло упрочняется примерно в четыре раза по сравнению с незакаленным стеклом. Если закаленное стекло разбивается, оно разбивается на маленькие округлые кусочки, а не на зазубренные осколки.

Процесс закалки начинается с прохождения отрезанного и промытого стекла через закалочную печь в виде партии или непрерывной подачи. Стекло нагревается до температуры более 600 ^– по Цельсию, прежде чем оно пройдет закалку, процесс охлаждения.Во время закалки воздух под высоким давлением обдувает стекло из сопел в самых разных положениях. Внешняя поверхность стекла охлаждается намного быстрее, чем центр, из-за чего центр стекла пытается отодвинуться от внешней поверхности. В результате центр остается в напряжении, а внешняя часть подвергается сжатию, что придает закаленному стеклу прочность.

Стекло также может подвергаться химической закалке. Стекло погружают в ванну с расплавленной калиевой солью, в результате чего ионы натрия в стекле заменяются более крупными ионами калия.Более крупные ионы калия заполняют промежутки, оставленные ионами натрия, что создает состояние сжатия на внешней поверхности стекла. Этот метод более дорогостоящий, чем использование темперирующей печи, поэтому он не так широко распространен.

Недостатком закаленного стекла является то, что после закалки его нельзя обрабатывать повторно, поэтому перед процессом ему необходимо полностью придать форму. Кроме того, из-за сбалансированной нагрузки закаленного стекла, если какая-либо его часть будет повреждена, весь кусок стекла может разбиться.

Закаленное стекло — это тип безопасного стекла, используемого для окон автомобилей, входных дверей и других применений, где разбивание стекла может представлять опасность для людей.

Ламинирование

Ламинирование — еще один способ создания безопасного стекла. При ламинировании стекло укрепляется прослойкой из пластика. Промежуточный слой не только укрепляет стекло, но и удерживает кусочки стекла вместе в случае его разбития, предотвращая его разрушение.

Есть несколько процедур ламинирования.Два или более куска стекла склеивают с использованием тепла и давления между одним или несколькими слоями клея, обычно поливинилбутираля (ПВБ) или этиленвинилацетата (ЭВА). Другой метод — склеить два или более куска стекла промежуточным слоем из алифатического уретана или EVA с использованием тепла и давления. Стекло также может быть покрыто отвержденной смолой или этиленвинилацетатом.

Многослойное стекло трудно разрезать из-за его пластиковых слоев, но это возможно. Когда многослойное стекло повреждено, оно обычно трескается в виде паутины вместо того, чтобы разбиться на несколько опасных частей.

Сводка

В этой статье представлены сведения о стекле, его свойствах, способах изготовления и различных типах стекла. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/lead-glass
2. https://www.glennklockwood.com/materials-science/overview-glasses.HTML
3. https://www.tosoheurope.com/our-products/silica-glass/silica-glass-characteristics
4. https://rayotek.com/tech-specs/material-comparisons.htm#q2
5. https://www.heraeus.com
6. https://abrisatechnologies.com/2015/04/understanding-the-physical-properties-of-glass/
7. https://www.dillmeierglass.com/news/how-is-glass-made#
8. https://www.scientificamerican.com/article/how-is-tempered-glass-mad/
9. https: // abrisatechnologies.com / docs / Guide% 20to% 20Glass% 20Final% 20April% 202011.pdf

Прочие изделия из стекла

Прочие «виды» изделий

Больше от Plant & Facility Equipment

.