Жидкое стекло время застывания: Жидкое стекло сколько сохнет на бетоне

Содержание

Жидкое стекло – 6 примеров использования в строительстве и ремонте

Силикатный клей или жидкое стекло не является самым распространённым строительным материалом – однако сфера его применения достаточно широка. Вещество играет роль гидроизоляции, увеличивает прочность конструкций, защищает их от плесени и вредоносных микроорганизмов.

Однако, выбирая клей для строительства и ремонта, следует знать о его свойствах, преимуществах и недостатках. Стоит познакомиться с правилами приготовления и нанесения клеевой смеси. Это поможет использовать клей, не обращаясь к сторонним специалистам и экономя на строительных работах.

Содержание статьи

Жидкое стекло: состав и свойства

С момента изобретения клеящего вещества в 1818 году состав почти не изменился. Для создания пользуются двумя способами – нагревая в автоклаве концентрированный раствор гидроксида натрия или сплавляя кварцевый песок и соду. Иногда для получения клея кремний растворяют в щелочах.


В результате можно получить два вида стёкол:

• Натриевое. Отличиями материала можно назвать высокую клейкость и устойчивость к внешним воздействиям, включая температурные перепады и осадки. Он считается оптимальным вариантом для обработки фундаментов.
• Калиевое. По параметрам практически полностью совпадает с натриевым, но отличается увеличенной прочностью и отсутствием бликов на обработанной поверхности.

После обработки жидким стеклом, поверхность бетона отталкивает воду

Главными свойствами клея, обеспечивающими его популярность, считается повышение антистатических, гидрофобных и антибактериальных свойств обработанного материала. Вещество защищает от кислот и огня, повышает плотность конструкции, проникая в её поры. Если добавить жидкое стекло в раствор, после застывания тот становится практически монолитным.

Приготовление и нанесение

Материал почти не используется в чистом виде, но может быть компонентом таких растворов:
• Грунтовки, с помощью которой обрабатывают поверхности для подготовки к чистовой отделке. Для её приготовления смешивают в равных частях цемент с жидким стеклом и добавляют воду в количестве, достаточном, чтобы получить водянистую смесь.

• Гидроизоляционного раствора. Получают его смешиванием одинакового количества силикатного клея, портландцемента и песка.
• Огнеупорного раствора. Зная, сколько добавлять жидкого стекла в цементный раствор, можно получить материал, устойчивый к действию огня. Соотношение песка, цемента и клея – 3:1:1.
• Антисептического средства. Самое простое вещество, которое можно получить, если знать, чем разбавить жидкое стекло. В клей добавляют равное количество обычной воды.
• Вещества, позволяющего повысить прочность фундамента. Пропорция воды и клея – 5:2.

Занимаясь приготовлением смесей, сначала смешивают сухие компоненты, и только потом добавляют жидкости. Однако кроме особенностей создания, стоит знать и правила нанесения жидкого стекла. Обрабатываемую поверхность очищают от пыли, а перед началом работ грунтуют. Смесь наносят быстро – время застывания жидкого стекла на бетонном полу не превышает получаса. За один раз рекомендуется готовить столько вещества, сколько получится израсходовать в течение 20 минут.

Таблица применения жидкого стекла

Разобраться, для чего нужно жидкое стекло в строительстве и других отраслях, поможет таблица.

Гидроизоляция бассейнаНа внутреннюю поверхность стен и дна бассейна. Раствор жидкого стекла наносится в два слоя.
Обеспыливание бетонных половПрименяется как правило в гаражах. Раствор наносится на цементную стяжку.
Для склеивания ковролина и линолеумаПрименяется жидкое стекло на калиевой основе. Раствор отлично приклеивает линолеум и ковролин к бетонной стяжке.
Гидроизоляция бетонных фундаментовВ строительстве часто применяется раствор жидкого стекла разбавленный водой. Для гидроизоляции данным составом обрабатывают наружнюю часть фундамент строящегося дома.
Обработка внутренней стороны стен подвалов.Для увеличения гидроизоляционных свойств стен и предотвращения сырости, часто обрабатывают подвалы жилых домов
Добавление в бетон.Для защиты бетона от влаги, во время приготовления раствора в него добавляют смесь жидкого стекла

Применение в строительстве

Применяют жидкое стекло в строительстве не только для гидроизоляции. Добавляя вещество в бетон, можно увеличить прочность бетонной конструкции. Одновременно повышаются и гидрофобные свойства материалов. Правда, из-за быстрого застывания смеси её использование ограничено.
Покрытие жидким стеклом может применяться для гидроизоляции таких конструкций:
• Фундаментов, подвалов и чердаков. Смесь защищает бетон от влияния осадков, температуры и влаги, поэтому предназначена для обработки поверхности как снаружи, так и изнутри.

Обработка фундамента раствором жидкого стекла (гидроизоляция)

• Колодцев. Обработку выполняют дважды – сначала чистым раствором, затем клеем, в который добавляют цементно-песчаную смесь.

• Бассейнов. После внутренней обработки этих сооружений уменьшается риск разрушения и протечек. Вещество наносят в несколько слоёв.
Пользуются клеящим веществом и для повышения антисептических свойств разных поверхностей и материалов. Обработка позволяет избавиться от плесени и грибка, и предотвратить их появление в дальнейшем. Поэтому жидким стеклом для пола, потолка и стен часто пользуются для подготовки этих поверхностей к дальнейшей отделке – окрашиванию или оклеиванию обоями.
Сфера применения клея ограничена его техническими характеристиками. Так, с помощью этого материала не получится гидроизолировать кирпичные поверхности. Кроме того, защитная плёнка получается слишком хрупкой, из-за чего желательно использовать дополнительную защиту от влаги.

Преимущества и недостатки

Перед тем, как работать с жидким стеклом, стоит познакомиться с его преимуществами. К ним относят:

• безопасность и экологичность использования;
• стойкость к действию воды и огня;
• неплохую проникающую способность и высокую адгезию;
• низкую теплопроводность, благодаря которой обработка материала повышает ещё и его теплоизоляционные свойства;
• наличие у смеси антисептического действия, защищающего от плесени и грибка;
• сохранение эластичности при высыхании, из-за чего нарушить гидроизоляцию не может даже естественная усадка здания;
• сравнительно доступную стоимость такой гидроизоляции.

Недостатками материала можно назвать ограничения применения в строительстве. Практически единственным способом использовать его является обработка жидким стеклом бетонной или деревянной поверхности. Минусом является и необходимость разбавления клея жидкостями или добавления сухих веществ. Стоит отметить и небольшое время высыхания жидкого стекла, требующее быстрого нанесения раствора и его приготовления небольшими порциями. После того как материал схватывается, его уже не получится использовать для обработки и останется только выбросить.

Заключение
Зная, как наносить жидкое стекло, можно увеличить прочность фундаментов зданий, колодцев, стен и бассейнов. Для выполнения таких работ не понадобится большой опыт и квалификация – заниматься ими могут владельцы квартиры или дома. Главное – соблюдать все требования технологии для выбранного варианта смеси и обрабатывать только те поверхности, для которых подходит клеящее вещество. Это позволит получить качественную гидроизоляцию при сравнительно небольших затратах времени и средств.

применение его в строительстве, время высыхания смеси, инструкция по использованию

Не многие знают, для чего необходимо жидкое стекло и где оно используется. Этот строительный материал представляет собой обыкновенный силикатный клей, в основе которого лежит силикат натрия или калия. Довольно часто производители за основу берут все эти элементы.

Материал так называется из-за того, что после нанесения его на поверхность и последующего высыхания он становится прочным и прозрачным, как стекло. Часто при строительстве фундамента жидкое стекло добавляют в бетон. Цена бетонного раствора в этом случае увеличивается ненамного, так как стоит клей довольно дешево, но при этом эксплуатационные характеристики смеси значительно увеличиваются. Так что такое жидкое стекло, и как оно используется?

Преимущества и сфера применения жидкого стекла

Этот материал обладает определенными преимуществами:

  • используется как водоотталкивающее средство;
  • благодаря своим свойствам не электризуется;
  • защищает от воздействия кислот;
  • способствует увеличению плотности материала, заполняет поры;
  • препятствует образованию вредоносных бактерий;
  • обладает жаростойкими качествами.

Обладая замечательными гидроизоляционными свойствами, жидкое стекло применяют для покрытия фундамента и защиты от влияния грунтовых вод. Однако строительство – это не единственная сфера, где может использоваться этот материал. Жидкое стекло великолепно склеивает разнообразные материалы, а также добавляется в состав моющих и чистящих средств.

Но все же жидкое стекло чаще всего используется для увеличения гидростойкости и жаростойкости бетонной смеси. Очень важно в этом случае правильно приготовить смесь. Если она будет приготовлена некачественно, то бетон может потрескаться и возникнет неровная поверхность.

Положительные стороны бетона с добавлением жидкого стекла

Если смешать цемент, воду и песок в соответствующих пропорциях, то получится цементная смесь. При добавлении в нее щебня получается бетон. Чтобы добиться определенных изменений,

в готовую массу вносят различные добавки, одной из которых является жидкое стекло.

Эта добавка отличается недорогой стоимостью и рядом замечательных технических характеристик. Далее, приведены примеры того, какие изменения свойств и характеристик можно получить, если ввести в структуру бетонного раствора жидкое стекло.

  • Снижается время схватывания бетона.

Если общая масса будет содержать 2% силиката натрия, то бетон схватится примерно через час. При содержании в ней уже 5% силиката время сокращается до 40 минут. Такая добавка оказывает существенное влияние и на скорость затвердевания, в результате чего этот процесс ускоряется на 25%.

  • Получение гидроизоляции бетона.

Если не внести такую добавку, то у бетонной конструкции будут образовываться мелкие поры, так как часто контактируя с водой, она спустя некоторое время начинает отсыревать и разрушаться. Благодаря силикату натрия она становится совершенно водонепроницаемой

и предотвращается не только разрушение, но и образование грибка.

  • Жаростойкость.

Обыкновенный бетон способен выдерживать температуру до 200 градусов. При добавлении в него 30% жидкого стекла жаростойкость материала увеличивается в 5–6 раз. Такой бетон применяют для изготовления промышленных печей.

Применение жидкого стекла в строительстве

Как уже говорилось, жидкое стекло для бетона делает его влагостойким и помогает ему хорошо схватываться, однако, при этом довольно существенно снижается прочность монолита.

Если необходимо получить очень прочную конструкцию из бетона, то содержание этой добавки в массе не должно превышать 3%. Это касается изготовления раствора, необходимого для заливки фундамента.

Смеси, содержащие силикат натрия в большом количестве, замечательно подходят для ремонта фундаментов, которые разрушились из-за чрезмерной влажности. В этом случае инструкция по приготовлению состава будет следующей:

  • приготавливают бетонную смесь с обычными пропорциями гравия, песка и цемента;
  • в полученный состав добавляют 40–50% жидкого материала;
  • время высыхания такого раствора — несколько минут, из-за этого его следует готовить в непосредственной близости к определенному объекту.

Полученную смесь следует использовать как можно быстрее, потому что схватывается она моментально, а это позволяет избавиться от дефектов на довольно продолжительное время. Таким способом можно отремонтировать бетонные, керамические, асбестоцементные конструкции, а также чугунные трубы. Такая смесь также применяется для того, чтобы улучшить гидроизоляционные свойства бетонных и кирпичных стен.

Силикат натрия обычно добавляют к составу при заливке фундамента в таких местностях, где наблюдается высокий уровень грунтовых вод. При этом отмечается высокая стойкость монолита к разрушению.

Рекомендации по приготовлению и использованию состава

После того как будут определены конкретные пропорции жидкого стекла, его следует смешать с водой. Полученную массу выливают тонкой струйкой в строительную смесь, все время помешивая состав.

Так как такая добавка характеризуется значительной вязкостью, то для приготовления смеси применяют дрель с миксерной насадкой. Иначе масса очень быстро схватывается, еще до того момента, как она достигнет однородной консистенции.

Растворы, в которых силиката содержится от 10 до 50%, следует готовить в небольшом количестве, после чего сразу же его используют.

Инструкция по использованию жидкого стекла не предусматривает применения бетономешалки. При слишком высокой концентрации этого материала смесь способна застыть еще до окончания перемешивания.

Известно, что бетон начинает терять свою прочность, когда используется силиката натрия, поэтому для подведения коммуникаций необходимо применять алмазное бурение отверстий в бетоне, потому что такая технология способствует сохранению целостности монолита.

Заключение

Применение жидкого стекла в качестве добавки к бетонной смеси позволяет усилить такие качества конструкции, как влагостойкость, огнеупорность, устойчивость к появлению солевых пятен и распространению грибков. Все это способствует долговечности сооружения. Работы с таким материалом необходимо проводить с осторожностью, а глаза и руки следует обязательно защищать от контакта с этим составом.

Цемент с жидким стеклом для ремонта трубы

Жидкое стекло и цемент могут улучшить свойства готового материала, смешивание их в разных пропорциях может придать антисептические, кислотно защитные, влагоотталкивающие и огнестойкие свойства покрытию.

Жидкое стекло в растворе отвечает за формирование защитного покрытия от воздействия влаги и придание ему эстетичного вида. Подробнее об использование и приготовление данных материалов будет рассказано далее.

Особенности жидкого стекла

Жидкое стекло часто используется из-за наличия в его составе силиката натрия, не имеющего цвета и не пропускающего влагу. В более дорогих видах используется силикат калия, который отличается лучшими свойствами и формирует на поверхности пленку.

Для производства его смешивают со сплавленной содой, либо поташом с кремниевым диоксидом. Сам калий также не имеет цвета, либо выглядит, как белые кристаллы.

Чаще всего стекло калиевое находит свое применение в производстве лакокрасочных материалов, в связи с хорошими показателями защиты поверхности от химических и погодных воздействий.

При применении при производстве жидкого стекла натрия, оно применяется часто для клеевых растворов, может создать отличное гидроизолирующее покрытие. Натрий помогает защитить поверхность от большего количества воздействий, поэтому применяется чаще.

В строительных смесях такое стекло используются в жидком виде, отличающееся густотой и вязкостью. Затвердевает вещество от воздействия углекислого газа, который имеется в воздухе. Цемент вместе с жидким стеклом смешивается, чтобы наделить устойчивостью к кислотным и механическим влияниям.

Так штукатурка с данным материалом сможет наделить влагоотталкивающим барьером поверхность.

Жидкое стекло часто используется из-за наличия в его составе силиката натрия, не имеющего цвета и не пропускающего влагу.

Для чего добавляют в раствор

Смешанные компоненты такие, как цемент, песок и щебень создают хороший состав, иногда их свойств не хватает, для улучшения такого состава его обогащают добавлением жидких компонентов, в том числе жидким стеклом. Зачем же его применяют, становится понятно, если рассмотреть его положительные воздействия, оказываемые на раствор:

  • Улучшает влагоустойчивость, в связи с этим применяется для сооружений, который часто подвергаются воздействию влаги;
  • Процесс застывания с добавлением этого вещества происходит быстрее;
  • Дополнительная гидроизоляция поверхности, бетон с данной добавкой не будет подвергаться воздействию плесени и грибков;
  • Улучшает износостойкость покрытия;
  • Повышается эластичность;
  • Добавив его в раствор получают лучшее качество жаростойкости. Без него бетон может выдержать 200 градусов, с данным компонентом он сможет выдержать до 1400 градусов.

Также нужно отметить, что средство стоит недорого, а расход его низок, наносить его несложно, и с этой работой может справиться непрофессионал.

Таким образом, можно сказать, что добавление одного вещества может заменить сразу несколько дешевых пластификатором, при этом такой раствор покажет лучшие характеристики в результате. Но важно подобрать нужную пропорцию, чтобы получить необходимые свойства, об этом речь пойдет в следующей главе.

Процесс застывания с добавлением этого вещества происходит быстрее.

Приготовление раствора: соблюдаем пропорции

Чтобы решить какое соотношение компонентов лучше сделать, в первую очередь определяют время, за которое должно произойти схватывание. Для этого можно воспользоваться данными из таблицы:

Количество силикатного стекла в процентах Первичное сцепление в минутах Завершающее сцепление, количество часов
2 40-47 22-24
5 25-30 13-16
8 10-15 6-8
10 5-7 3-4

Если залить в жидкий цемент больше 25% силикатного стекла при подготовке бетона, то в итоге он через несколько дней после заливки просто рассыпется.

Поэтому сейчас будет рассмотрено, сколько жидкого стекла добавлять в цементный раствор:

  1. Если необходимо повысить гидроизоляционные качества поверхности, то в 100 миллилитрах воды разводиться 400 грамм вещества.
  2. Для получения универсального раствора, следует развести 1 часть цемента, с тремя частями песка и одну пятую силикатного компонента от объема всей смешиваемой массы.
  3. Для получения водоотталкивающей штукатурки берется 1 часть цемента с двумя с половиной частями песка, в этот раствор добавляется 15% жидкого стекла и вода.
  4. Чтобы покрыть оштукатуренную бетонную стены, вещество смешивается с водой в пропорции 1к5.

Если залить в жидкий цемент больше 25% силикатного стекла при подготовке бетона, то в итоге он через несколько дней после заливки просто рассыпется.

Но также нужно правильно приготовить сам бетонный раствор, выполняя ниже перечисленные этапы:

  • Нужно набрать очищенную воду в ведро;
  • В ведро добавляется один стакан жидкого вещества, все тщательно перемешивают, и переливают полученный раствор в таз;
  • Постоянно помешивая жидкость, в нее добавляется цемент и песок, в выбранных пропорциях;
  • Затем раствор нужно смешать с помощью строительного миксера, который потом нужно залить в опалубку.

В данном процессе стоит придерживаться ряда правил:

  • Силикатный клей не допускается вливать в песчано-цементный раствор, если он не был предварительно разбавлен водой, воду тоже нельзя вливать в раствор без наличия в ней клея;
  • На упаковке вещества можно найти инструкцию от производителя, стоит ее придерживаться, если оно используется для других целей, а не для получения бетонного раствора. В последнем варианте процент клея не должен превышать числа 3;
  • Жидкое стекло сокращает время на застывание, поэтому приготовление состава лучше осуществлять небольшими порциями. Нужно учитывать это свойство и при нанесении раствора на стену, увеличивая темп работы;
  • Используемые инструмент при приготовлении раствора нужно промыть сразу после завершения процесса;
  • Стараться не допускать попадания вещества на кожу и глаза, в помещение должно быть обеспечено постоянное проветривание, рядом не должно находиться источников огня.

Жидкое стекло сокращает время на застывание, поэтому приготовление состава лучше осуществлять небольшими порциями.

Использование раствора для гидроизоляции

В качестве гидроизолирующего средства применение силикатного клея в растворах встречается постоянно. Применяется оно в различных конструкциях. Его применение для них несколько различается, описание популярных областей использования данного вещества будет приведено ниже.

В качестве гидроизолирующего средства применение силикатного клея в растворах встречается постоянно.

Гидроизоляция фундамента

Чтобы надежно защитить фундамент от пагубного влияния воды его покрывают силикатным клеем в 2 слоя.

Такая методика получила название обмазочная, после покрытия защитными слоями фундамент сверху закрывается гидроизолирующими рулонными материалами.

Стеклом обычно также закрывают места соединения бетонных материалов, и иные трещины. Тогда цементный состав дополняют стеклом из натрия, перемешивается компоненты с добавкой цемента и воды.

Для получения гидроизоляционной смеси на каждый килограмм цемента добавляют 50 грамм вещества, а на десять грамм стекла приходится 150 грамм воды.

Смесь должна приготавливаться небольшими порциями, чтобы она не успела застыть раньше времени. Существует иная методика, согласно ей данный материал вносят в бетон напрямую, чтобы потом залить его в фундамент.

Для такого раствора нужны такие ингредиенты, как: цемент; жидкое стекло; щебень; песок; вода.

Сначала готовится раствор из песка и цемента, куда добавляют стекло размешенное в воде, а последним добавляется щебень, перемешав все вместе, стоит сразу начать заливать этот состав в фундамент.

Чтобы надежно защитить фундамент от пагубного влияния воды его покрывают силикатным клеем в 2 слоя.

Гидроизоляция бассейнов

Для создания барьерного слоя в бассейне, силикатное вещество может использоваться, как с внешней стороны, так и с внутренней. Внутри бассейна покрывают им стены и пол.

Сначала необходимо провести обработку всех стыков и имеющихся углублений. Данная обработка поможет получить хорошую герметизацию. Снаружи стекло служит одним из компонентов бетонного раствора.

Такое покрытие позволяет защитить бассейн от негативного влияния грунтовых вод.

Для создания барьерного слоя в бассейне, силикатное вещество может использоваться, как с внешней стороны, так и с внутренней.

Гидроизоляция колодцев

Для создания барьера в колодцах, приготавливается смесь из тех же компонентов (цемент, песок и жидкое стекло), но количество их в растворе должно быть равное. Данной смесью обрабатываются стыки и швы, а уже затем переходят к покрытию всей поверхности целиком. Улучшить полученную защиту можно предварительно покрыв поверхность жидким стеклом.

Улучшить полученную защиту можно предварительно покрыв поверхность жидким стеклом.

Другие объекты и помещения

В подвалах часто можно увидеть картину, когда стены их покрыты влагой, попадающей через швы в цоколе помещения. Помочь избавиться от данной проблемы может покрытия стен с использованием жидкого стекла.

Сначала стоит проверить сами швы, если из них действительно просачивается вода, то сначала занимаются очищением от грязи и обломков. После можно переходить к приготовлению раствора, берется цемент и жидкое стекло в соотношении двадцать к одному. Разбавление водой происходит до получения густого раствора.

Полученной смесью покрывают участки швов и имеющиеся трещинки. Через 24 часа ее покрывают силикатным клеем.

Если влажность на стене присутствует, то слой покрытия должен быть плотнее.

Подобная методика подходит и для работы в чердачных помещениях.

Если влажность на стене присутствует, то слой покрытия должен быть плотнее.

Применение в наружных работах

Чтобы защитить стены наружной стороны от разрешения влагой, их обычно покрывают специальной штукатуркой. Кроме водоотталкивающего эффекта, такая штукатурная смесь поможет избежать образования трещин под влиянием холодов зимой. Можно приготовить такой штукатурный раствор самостоятельно. Нужно взять: жидкое стекло, цементный состав, песок. Соотношение должно быть такое – 5 к 2 к 1.

Чтобы защитить стены наружной стороны от разрешения влагой, их обычно покрывают специальной штукатуркой.

Применение в отделочных работах

При отделке помещений регулярно выбирается этот состав для грунтовочных работ. Применяется он для обычной стяжки или для отделки плиткой. Для обычной стяжки выбирают состав, включающий в равных количествах цемент и силикатную смесь. Если планируется укладываться плитка, то грунтуют поверхность жидким стеклом. Цемент подбирается водостойкий, который можно заменить силикатным раствором.

Также данное вещество может пропитать материал. Часто его выбирает для дерева, ведь оно хорошо защищает деревянные изделия от воздействия плесени и грибков, и дает огнестойкое покрытие. Но подходит лишь для работы с небольшими объектами.

Можно замазывать силикатным раствором различные трещины, он способен проникать глубоко внутрь. Консистенция раствора получается густая, поэтому он не вытечет наружу.

Жидкое стекло хорошо защищает деревянные изделия от воздействия плесени и грибков, и дает огнестойкое покрытие.

Благодаря своей низкой цене и положительным качествам, силикатный клей получил большую популярность. Область его применения широка, и работа не требует дополнительных умений, провести ее можно своими руками.

Видео: Жидкое стекло на бетон

Как разводить жидкое стекло с цементом — приготовление и применение смеси

Воздействие на бетонную поверхность негативных внешних факторов приводит к ухудшению технических характеристик покрытия.

Применение жидкого стекла в бетоне поможет повысить сопротивляемость возводимой или готовой конструкции к негативному воздействию осадков, резких перепадов температур и других факторов, под влиянием которых свойства поверхностей из бетона существенно ухудшаются.

Перед тем как начать использовать такую защитную смесь, рекомендуется изучить ее технические характеристики, правила приготовления, а также плюсы и минусы применения.

Что собой представляет?

В классических бетонных смесях основными компонентами выступают:

Увеличить сроки эксплуатации сооружения поможет добавление в строительный раствор жидкого стекла.

Добавив к сухому составу воду, удастся получить прочный строительный материал для заливки фундамента, бетонного пола, а также возведения конструкций различного предназначения. Однако иногда физико-технических свойств такого бетона недостаточно, чтобы сооружение надежно выполняло свои функции.

Для улучшения технических характеристик раствора используется специальная добавка в бетон на основе жидкого стекла. Получается надежное, устойчивое к воздействию негативных внешних факторов покрытие, благодаря которому конструкция прослужит намного дольше заявленного срока.

Свойства материала

Использование жидкого стекла в бетоне позволяет добиться таких результатов:

  • Увеличить влагостойкость. Такая защита необходима для сооружений, постоянно контактирующих с водой. Это может быть бассейн, сырой подвал, резервуары, кольца колодца и т. д.
  • Ускорить застывание. Если приготовить классический бетонный раствор с использованием пропитки, время для твердения готового состава намного сократится. Достаточно будет 24 ч., чтобы поверхность стала готовой к дальнейшим строительным работам, в то время как обычный раствор сохнет 3—5 дней.
  • Повысить гидроизоляционные свойства. Жидкое стекло для гидроизоляции бетона добавляют для предотвращения появления плесени и грибков на поверхности. Дело в том, что особый состав изделия имеет бактерицидное воздействие, благодаря которому шансов на развитие и размножение у микроорганизмов нет.
  • Повысить жаропрочность. Поверхность, на которую наносят обычный бетонный раствор, может устоять при температуре до 200 °C, если больше, штукатурный слой разрушится. Но когда добавлять в раствор жидкостекольное средство и обработать им конструкцию, оно сможет выдержать температуры 1400 градусов и больше. Поэтому при строительстве камина или печи целесообразно приготовить цементный раствор с жидким стеклом.

Применение

Водоотталкивающие свойства материала позволяют использовать его при сооружении чаш для бассейна или при гидроизоляции фундамента.

Сферы применения этого качественного материала обширные. Изделие предназначено для следующих целей:

  • Изготовление бетона, обладающего специальными характеристиками, такими как морозостойкость, огнестойкость, кислотоупорность.
  • Гидроизоляция фундамента, если он обустроен в месте неглубокого залегания грунтовых вод.
  • Гидроизоляция стен, подвальных помещений, стяжки полов.
  • Обустройство чаш бассейна, стенок колодцев.
  • Производство штукатурки, обладающей водоотталкивающими свойствами.
  • Изготовление огнеупорного раствора для оштукатуривания и заделки стыков при обустройстве каминов, печей, барбекю.

Преимущества и недостатки

Жидкое стекло для бетона обладает рядом преимуществ, среди которых главными являются такие:

  • многофункциональность;
  • повышение адгезии;
  • образование на поверхности оболочки, надежно защищающей поверхность от грунтовой и атмосферной влаги;
  • надежная защита и укрепление обработанной конструкции;
  • быстрые сроки затвердения;
  • несложное приготовление и нанесение;
  • доступная цена.

Бетонная смесь с добавкой быстро затвердевает, поэтому работать с ней надо поспешно.

Однако прежде чем проводить железнение бетона жидким стеклом, необходимо взвесить все за и против, потому что помимо достоинств, такой способ защиты имеет и недостатки. Основными считаются такие:

  • Быстрое затвердение, из-за чего процесс заливки может утрудниться, потому что работать придется быстро.
  • Узконаправленность. Наносить материал в целях влагозащиты целесообразно только на бетонную и деревянную поверхность. Для других видов строительных растворов он не подходит.
  • Необходимость строгого соблюдения пропорции. Если инструкция приготовления смеси не соблюдается, готовый раствор получится малоэффективным.

Приготовление раствора

Инструменты и материалы

Технология изготовления бетонной смеси с добавлением жидкого стекла несложная. Сделать раствор можно и своими руками, но прежде следует подготовить инвентарь:

  • емкость для замешивания раствора;
  • специальная насадка на дрель, благодаря которой удастся быстро смешать компоненты;
  • кисть, валик или пульверизатор;
  • уровень, с помощью которого контролируется горизонталь или вертикаль обрабатываемой поверхности.

Раствор с жидким стеклом не делается в бетономешалке, потому как процесс застывания происходит раньше окончания приготовления.

Бетономешалка для смешивания компонентов раствора не подойдет, потому что раствор начнет затвердевать еще до окончания приготовления. С помощью механической мешалки можно лишь соединить все материалы, но без добавления жидкого стекла. Затем нужное количество пропитки добавляется и перемешивается вручную. Из материалов понадобятся:

  • цемент;
  • просеянный песок;
  • чистая вода.

Расчеты и пропорции

Чтобы правильно рассчитать пропорции жидкого стекла в общей массе раствора, важно определиться, за какой промежуток времени состав должен застыть. Исходя из этого критерия, рекомендуется изучить таблицу:

Расход жидкого стекла, % Начальное схватывание, мин. Окончательное застывание, час.
2 40—45 20—24
5 25—30 14—17
8 10—15 6—8
10 5—10 2—4

Распространенное соотношение цемента, песка и жидкостекольной пропитки такое:

Гидроизоляционное покрытие со специальной добавкой готовиться с разбавлением в одной литре воды.

  • Для изготовления надежного гидроизоляционного покрытия необходимо разводить жидкое стекло в 1 литр воды.
  • Для получения пластификатора универсального назначения требуется смешать цемент и песок (пропорция 1:3), затем добавить к ним силикатный материал объемом 1/5 от общего количества массы.
  • Если нужно покрыть и пропитать готовую оштукатуренную поверхность, вода и жидкостекольная пропитка смешиваются в соотношении 5:1 соответственно. Затем готовый раствор нужно нанести на бетон.
  • Для приготовления огнеупорного раствора в стандартную цементно-бетонную смесь добавляется до 5% силикатной пропитки.

Приготовление: основные правила

Обработка бетона жидким стеклом будет проходить быстро и качественно, если масса будет приготовлена правильно. Порядок действий такой:

  1. Приготовить 10 л чистой, профильтрованной воды. Техническая вода не подойдет, потому что соли и другие примеси, содержащиеся в ней, негативно влияют на реакцию.
  2. Набрать в стакан жидкое стекло и аккуратно лить его в воду, осторожно перемешивая состав до получения однородной консистенции.
  3. Готовый раствор перелить в таз, а после, аккуратно перемешивая все, добавить цементно-песчаную смесь в рассчитанных пропорциях. Добавление жидкого стекла в бетон без предварительного разведения в воде запрещено, потому что готовое изделие не будет соответствовать заявленным характеристикам.
  4. Взбить массу строительным миксером или дрелью со специальной насадкой.
  5. Готовым изделием заливается горизонтальная поверхность, например, опалубка или им можно покрыть стены.

Вертикальная поверхность после обработки жидким стеклом станет абсолютно гладкой. Если планируется дополнительная декоративная отделка, то для создания шершавости и надежной сцепки с применяемым материалом, рекомендуется дополнительно покрыть стену строительным средством «Бетоноконтакт».

Техника безопасности

Жидкое стекло не относится к веществам, обладающим высоким уровнем токсичности. Но если материал попадает на кожу или слизистую, он вызывает раздражение. Чтобы избежать травмирования, во время работы следует использовать спец.

одежду, на руки надевать специальные перчатки, а глаза защищать защитными очками. Помещения, где проводятся строительные работы с использованием жидкого стекла, должны постоянно проветриваться.

Если случилось так, что готовый раствор попал на кожные покровы, необходимо обработать поврежденный участок слабым раствором уксуса, разведенным в чистой воде.

Жидкое стекло и цемент: пропорции раствора и особенности

Жидкое стекло используется как добавка в различные строительные смеси.

Основное предназначение – создание поверхностного защитного покрытия, оно предотвращает проникновение влаги и улучшает декоративные качества материала.

Жидкое стекло и цемент в соответствующей пропорции придают полезные свойства готовому материалу: антисептические, кислотоупорные, гидрофобные и огнезащитные качества.

Особенности жидкого стекла

Применение раствора жидкого стекла обусловлено составом материала, в его основе используется силикат натрия – это вещество без цвета, которое устойчиво к проникновению влаги.

В дорогих составах применяется силикат калия, он обладает повышенными техническими характеристиками и склонен к формированию поверхностной плёнки. Для получения основных компонентов на предприятиях сплавляют соду, или поташ с кремниевым диоксидом.

Без примесей материал абсолютно бесцветный, или имеет вид белых кристаллов.

Применение силикатного стекла в строительных растворах актуально в виде силикатных жидких смесей, которые относительно густые и вязкие. Затвердение состава происходит при контакте с углекислым газом, которого много в воздухе. В процессе застывания появляются аморфные гидратированные оксиды кремния.

Широко распространено добавление жидкого стекла в цементные составы при выполнении строительных работ

Цемент и жидкое стекло совместно используются для обеспечения устойчивости к кислотным и механическим воздействиям. Штукатурка с указанной добавкой обеспечит создание гидрофобного покрытия.

Особый вид стекла применяется для обработки поверхностей из дерева и бетона, его часто добавляют в краски.

Цемент с силикатом разводятся в различных пропорциях в зависимости от необходимости водонепроницаемости покрытия, обычно в диапазоне 2-10% от общей массы.

Плюсы и минусы использования жидкого стекла

Добавление силикатного стекла в раствор приводит к повышению его технических и эксплуатационных характеристик.

Среди основных плюсов:

  • повышенная текучесть состава. Благодаря текучести продукта, он способен к проникновению в мельчайшие трещины для создания надёжной поверхностной защиты. Равномерное распределение состава происходит при нанесении как на бетон, так и дерево;
  • формирует качественную, водонепроницаемую плёнку. Смесь жидкого стекла с цементом может наноситься любым удобным способом, не зависимо от метода использования, плёнка будет целостной и сплошной. Производителем разрешено наносить стекло и цемент с большим перерывом;
  • небольшой расход. Этот раствор используют для закрытия трещины любого размера не зависимо от способа нанесения. Силикат с цементом можно смешивать хоть на этапе приготовления бетона, хоть для поверхностного покрытия в составе изоляционного материала;

Использование жидкого стекла при приготовлении строительных смесей на цементной основе является распространенной практикой

  • низкая стоимость. Цемент – это относительно дешёвый материал из-за доступности ингредиентов, ранее уже рассматривали, из чего делают цемент. Благодаря большому количеству природного материала, изготовление силикатного материала относится к недорогим процедурам. При низкой себестоимости стекло отличается качественной гидроизоляцией, по показателю водонепроницаемости не уступает остальным изоляционным покрытиям.

Средство является лидером по качеству и цене в своей сфере. В сравнении с другими материалами этот используется чаще из-за доступности и лёгкости нанесения, но у него есть недостатки.

К негативным сторонам относятся:

  • ограниченное применение в строительных растворах. Помимо обработки бетона и дерева, его негде применять в строительстве;
  • не используется как самостоятельное вещество. Применяется исключительно в совокупности с дополнительными веществами. Проблема кроется в хрупкости покрытия после застывания;
  • сложность нанесения является относительно высокой, так как сделать раствор пригодным следует достаточно быстро. Важно иметь глубокие знания о тонкостях материала. Главная особенность – быстрое высыхание, состав готовят небольшими порциями, схватившийся материал становится непригодным к использованию. Важно понимать, сколько добавлять жидкого стекла в раствор, при превышении концентрации ухудшается качество бетона. Состав рекомендуется к использованию в течение 6 минут.

Использовать материал можно самостоятельно, а для улучшения результата можно внести пластификатор. Чтобы избежать перерасхода материала, лучше его приготовлять в малых количествах.

На практике — не рекомендуется вводить более 5 % жидкого силикатного стекла

Пропорции компонентов при использовании жидкого стекла

Преимущественно разводят силикатный состав, его развести относительно просто – добавить воду, вспомогательные компоненты и перемешать с цементом. Стоит учитывать, что в составе самого стекла уже содержится небольшое количество воды. Для строительства приготовляется состав из цемента, песка, стекла, также желательно вносить пластификаторы.

Технология приготовления раствора для гидроизоляции своими руками

На этапе подготовки необходимо иметь жидкое стекло в количестве достаточном для добавления в раствор и нанесения слоем до 3 мм. Цементный раствор с жидкостью чаще смешивается исходя из соотношения 10 к 1.

Для использования в качестве гидроизоляции подобной концентрации будет достаточно. При использовании соотношения жидкого стекла с цементным раствором в массовом эквиваленте, важно учитывать значение плотности состава.

Масса в зависимости от плотности:

  • стекло – 1,5 кг/л;
  • смесь песка с цементом (1 к 4) – 2,6-2,7 кг/л;
  • бетон– 2,2-2,5 кг/л, для лёгких бетонов вес отличается;
  • песок кварцевого типа – 1,5-1,7 кг/л, в форме насыпи – 1,5 кг/л, а слежавшийся – 1,7 кг/л.

Эта добавка в большом количестве приводит к ухудшению прочностных характеристик цементного раствора

При соблюдении пропорции силиката в бетоне увеличиваются гидроизоляционные характеристики состава, что особенно важно для поверхностей, контактирующих с землёй и водой. Для придания прочности бетонам рекомендуется добавление силиката не только в раствор, но и использование в качестве наружного покрытия.

Материал широко используется для гидроизоляции колодца, стен зданий во влажных регионах и сооружений гидротехнического назначения. В отношении колодца и подобных строений рекомендуется использовать песок мелкой фракции с цементом в равных пропорциях. До нанесения выполняется главная подготовка – обработка поверхности силикатом.

Если поверхностная часть несущей конструкции пропитывалась раствором, не стоит дожидаться полного застывания состава. После формирования бетона поверхность, обработанная силикатом, покрывается плёнкой, которая ухудшает адгезию. На застывшее стекло плохо фиксируется даже грунтовка.

Повышение водонепроницаемости и жаропрочности

Раствор с жидким стеклом уменьшает пористость состава, и повышает водонепроницаемость. Бетонная конструкция и железобетонное изделие при нахождении в условиях повышенной влажности становятся уязвимыми к плесени и грибку. Благодаря антисептическому эффекту стекла, его нужно использовать в местах, контактирующих с водой, это защитит от образования плесени.

Приготовить такой состав можно лишь при добавлении небольшой концентрации раствора – 3% от общего объёма. Предпочтительно совмещать с крупнофракционными цементами. Смешивайте цемент в указанной пропорции, иначе при вымывании силикатного состава из бетона, он утратит часть прочностных характеристик и станет уязвимым к действию влаги.

Ощутимый положительный эффект при соединении жидкого стекла и цемента проявляется в усилении гидроизоляционных свойств

Добавка применяется для получения жаропрочного искусственного камня. Если подвергнуть стандартный бетон воздействию жара, около 200°С, материал начнёт разрушаться.

Если внести 1 литр кварцевого раствора на 3-3,5 л цемента, повышается жаропрочность до 1000-1400°С, что применяется для закаливания декоративного камня.

В процессе расчета изготовления облицовочного камня закладывается 29-34% на жидкое стекло.

Состав требуется добавлять при кладке блоков в промышленных объектах, частном строительстве: возведение каминов, дымоходов, печей.

Затвердевание

Использовать цемент с добавлением силикатов допускается в любой сфере, но особенно рекомендуется в местах с необходимостью быстрого застывания состава. Действует закономерность, чем в большем количестве применяют жидкое, тем быстрее схватывается бетон.

Конкретные примеры:

  • быстро застывать будет раствор с 10% силиката. Высыхание при температуре 20°С займёт порядка 4 часов, а время схватывания наступит через 5 минут;
  • если смешать с водой 2% силикатного стекла, длительность застывания увеличится до суток, а время схватывания – до 40 минут.

В основе примера используется цемент марки М400. Некоторые источники рекомендуют для повышения прочности бетона и высокого качества состава рекомендуют добавлять 25% силиката, но химические и технические характеристики подобного раствора будут снижены.

Всего за сутки готовый раствор начнёт рассыпаться, а добавка жидкого стекла в концентрации выше 25% вовсе не позволит застыть составу. На основании этого мы понимаем, что превышать концентрацию 10% силикатного клея для защиты от влаги не рекомендуется.

Заключение

При расчёте фундамента калькулятором и определении количества облицовочного кирпича важно учитывать необходимость в бетоне, а также силикатах. Техника строительства бетона с водопроницаемостью приведёт к быстрому разрушению строения.

Для постройки долговечного здания важно соблюдать концентрацию песка, цемента и жидкого стекла.

Разведение бетона – очень серьезная процедура, её можно выполнять без предварительного согласования с заказчиком или государственными органами, но в строгом соответствии с инструкцией.

Как правильно смешать жидкое стекло с цементом: пропорции, советы и рекомендации

Главная|Расчет|Как разводить жидкое стекло с цементом?

  • Дата: 12 ноября 2018
  • Просмотров: 19551
  • Коментариев: 2

Широко распространено добавление жидкого стекла в цементные составы при выполнении строительных работ. Оно ускоряет твердение бетона и повышает устойчивость к проникновению влаги.

Состав представляет собой раствор силиката натрия или калия.

Его изготовление осуществляется путем высокотемпературной обработки соды, кварцевого песка с уменьшением гранулометрических характеристик и растворением в воде.

Вводят жидкое стекло в раствор цемента при строительстве бассейнов, гидротехнических объектов, фундаментов, обустройстве печей и выполнении стяжки. Кроме того, незаменимо жидкое стекло для подготовки составов, если необходима штукатурка, обладающая высокой адгезией. Жидкое стекло с цементом, пропорционально смешанные, придают бетону огнеупорные и кислотоупорные свойства.

Введение жидкого стекла в цементный состав оправдано при сокращенных сроках выполнения строительных мероприятий. Применение жидкого стекла в строительных растворах требует соблюдения необходимой концентрации, так как отклонения от рекомендуемых пропорций связаны с непредсказуемыми изменениями характеристик.

Добавка жидкого стекла в раствор в зависимости от его количества придаст различные свойства готовому материалу

Рекомендуемые соотношения

Смешивайте цемент с жидким стеклом со строгим соблюдением рекомендуемых пропорций. Ошибка может вызвать разрушение или растрескивание конструкции. Процентное соотношение добавок, вводимых в цементный раствор, определяется с учетом объема цемента.

[testimonial_view id=»2″]

Применение жидкого стекла в строительных растворах осуществляйте, согласно следующим рекомендациям:

  • Жидкое стекло как гидроизоляционная добавка позволяет приготовить водостойкую штукатурку. Для раствора используйте 15% состав композита и смешайте с песчано-цементной смесью, соотношением 2,5:1.
  • Жидкое стекло с цементом для выполнения гидроизоляции бассейнов смешивайте, соблюдая пропорцию: на 10 объемных частей смеси должна быть добавлена одна порция силиката.
  • Цемент и жидкое стекло, а также песок, используемые, как защитные составы при изготовлении колодцев, применяйте в соотношении 1:1:1. Общая консистенция смеси должна соответствовать вязкости густой сметаны.
  • Жидкое стекло для бытовых целей следует добавлять в бетон объемом не выше 10% от общего веса.
  • Жидкое стекло и цемент, совместно с песком, перемешивается в соотношении 1,5:1,5:4 для подготовки обмазочных составов, обладающих огнеупорными свойствами. Доля воды для этого рецепта составляет не более четверти от общего объема добавки.Для снижения твердеющих свойств рекомендуется сначала смешать жидкое стекло с водой, и только потом добавлять его в песчано-цементную смесь
  • Жидкое стекло для подготовки обычного бетона применяйте, не превышая его концентрацию выше 3% от общего объема.
  • Цементный раствор с жидким стеклом смешивайте для грунтования в равных соотношениях. Песок для этой операции не применяется, а на общий объем силиката добавляйте четвертую часть воды. Разводить следует вначале цементный раствор. Затем полученный цемент порциями добавляйте в емкость с силикатом, непрерывно помешивая.

Процесс приготовления

Как сделать самостоятельно раствор с добавлением силикатов? Соблюдайте последовательность операций:

  • возьмите одно ведро чистой воды;
  • добавьте стакан силиката;
  • перемешайте, полностью растворив средство;
  • перелейте смесь;
  • введите, при помешивании, сухую цементно-песчаную смесь;
  • используя смеситель, взбейте массу до однородности;
  • заполняйте массой подготовленный объем.

На таком цементном растворе, приготовленном небольшими порциями, будет обеспечено высокое качество строительных работ.

Затвердевание

Помните, что продолжительность твердения обратно пропорциональна процентной доле силикатов. От того, сколько их введено, зависит время полного высыхания и начало схватывания. Рассмотрим на конкретных примерах:

  • Цементный состав с 2-процентным содержанием добавок полностью высыхает за сутки, а начинает схватываться через 40 минут.
  • При увеличении процентной доли силиката до 10%, продолжительность высыхания уменьшается до 4 часов с соответствующим сокращением начала схватывания до 5 минут.

Временные интервалы приведены для бетона, имеющего марку М400. Обратите внимание, что, несмотря на рекомендации сомнительных источников, советующих вводить добавок порядка 25%, это делать не следует. Такой массив рассыпается уже через сутки, и работы приходится выполнять повторно.

Заключение

Соблюдайте, готовя силикат и смешивая цемент, пропорции. Это позволит достичь требуемых эксплуатационных характеристик. Выполняйте рекомендации и эффект гарантирован!

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ruОбразование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.

Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.

Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Цемент с жидким стеклом: пропорции, применение, приготовление


Воздействие на бетонную поверхность негативных внешних факторов приводит к ухудшению технических характеристик покрытия. Применение жидкого стекла в бетоне поможет повысить сопротивляемость возводимой или готовой конструкции к негативному воздействию осадков, резких перепадов температур и других факторов, под влиянием которых свойства поверхностей из бетона существенно ухудшаются. Перед тем как начать использовать такую защитную смесь, рекомендуется изучить ее технические характеристики, правила приготовления, а также плюсы и минусы применения.

Что собой представляет?

В классических бетонных смесях основными компонентами выступают:

  • песок;
  • цемент;
  • щебень.


Увеличить сроки эксплуатации сооружения поможет добавление в строительный раствор жидкого стекла.
Добавив к сухому составу воду, удастся получить прочный строительный материал для заливки фундамента, бетонного пола, а также возведения конструкций различного предназначения. Однако иногда физико-технических свойств такого бетона недостаточно, чтобы сооружение надежно выполняло свои функции. Для улучшения технических характеристик раствора используется специальная добавка в бетон на основе жидкого стекла. Получается надежное, устойчивое к воздействию негативных внешних факторов покрытие, благодаря которому конструкция прослужит намного дольше заявленного срока.

Свойства материала

Использование жидкого стекла в бетоне позволяет добиться таких результатов:

  • Увеличить влагостойкость. Такая защита необходима для сооружений, постоянно контактирующих с водой. Это может быть бассейн, сырой подвал, резервуары, кольца колодца и т. д.
  • Ускорить застывание. Если приготовить классический бетонный раствор с использованием пропитки, время для твердения готового состава намного сократится. Достаточно будет 24 ч., чтобы поверхность стала готовой к дальнейшим строительным работам, в то время как обычный раствор сохнет 3—5 дней.
  • Повысить гидроизоляционные свойства. Жидкое стекло для гидроизоляции бетона добавляют для предотвращения появления плесени и грибков на поверхности. Дело в том, что особый состав изделия имеет бактерицидное воздействие, благодаря которому шансов на развитие и размножение у микроорганизмов нет.
  • Повысить жаропрочность. Поверхность, на которую наносят обычный бетонный раствор, может устоять при температуре до 200 °C, если больше, штукатурный слой разрушится. Но когда добавлять в раствор жидкостекольное средство и обработать им конструкцию, оно сможет выдержать температуры 1400 градусов и больше. Поэтому при строительстве камина или печи целесообразно приготовить цементный раствор с жидким стеклом.

Особенности жидкого стекла

Жидкое стекло часто используется из-за наличия в его составе силиката натрия, не имеющего цвета и не пропускающего влагу. В более дорогих видах используется силикат калия, который отличается лучшими свойствами и формирует на поверхности пленку. Для производства его смешивают со сплавленной содой, либо поташом с кремниевым диоксидом. Сам калий также не имеет цвета, либо выглядит, как белые кристаллы. Чаще всего стекло калиевое находит свое применение в производстве лакокрасочных материалов, в связи с хорошими показателями защиты поверхности от химических и погодных воздействий.

При применении при производстве жидкого стекла натрия, оно применяется часто для клеевых растворов, может создать отличное гидроизолирующее покрытие. Натрий помогает защитить поверхность от большего количества воздействий, поэтому применяется чаще. В строительных смесях такое стекло используются в жидком виде, отличающееся густотой и вязкостью. Затвердевает вещество от воздействия углекислого газа, который имеется в воздухе. Цемент вместе с жидким стеклом смешивается, чтобы наделить устойчивостью к кислотным и механическим влияниям. Так штукатурка с данным материалом сможет наделить влагоотталкивающим барьером поверхность.


Жидкое стекло часто используется из-за наличия в его составе силиката натрия, не имеющего цвета и не пропускающего влагу.

Применение


Водоотталкивающие свойства материала позволяют использовать его при сооружении чаш для бассейна или при гидроизоляции фундамента.
Сферы применения этого качественного материала обширные. Изделие предназначено для следующих целей:

  • Изготовление бетона, обладающего специальными характеристиками, такими как морозостойкость, огнестойкость, кислотоупорность.
  • Гидроизоляция фундамента, если он обустроен в месте неглубокого залегания грунтовых вод.
  • Гидроизоляция стен, подвальных помещений, стяжки полов.
  • Обустройство чаш бассейна, стенок колодцев.
  • Производство штукатурки, обладающей водоотталкивающими свойствами.
  • Изготовление огнеупорного раствора для оштукатуривания и заделки стыков при обустройстве каминов, печей, барбекю.

Виды жидкого стекла и область его применения


В строительстве применяются два вида жидкого стекла – калиевый и натриевый раствор.

  1. Натриево-силикатный. Широко применяется для гидроизоляции. Добавляемый в раствор для штукатурки стен натриевый раствор силикатов используется для обработки стен подвальных помещений и цокольных этажей. Данный вид растворов отлично сочетается с другими строительными и отделочными составами.
  2. Калиевый. Имеет высокий уровень кристаллизации, поэтому он обладает повышенной стойкостью к механическим повреждениям. Используется в основном в качестве обмазочного гидроизолирующего материала, в том числе для обработки деревянных поверхностей.

Растворы силикатов применяются в трёх основных областях строительства.

Искусственный камень

Благодаря способности жидкого стекла ускорять схватывание бетонных растворов и придавать им повышенную твёрдость, силикаты используются для получения высокопрочного искусственного камня.

Клеевые и окрасочные растворы

Силикатные растворы применяются в качестве добавок при создании клеевых составов для монтажа каменных и бетонных отделочных материалов. Такие силикатные клеи служат отличным скрепляющим материалом, обладающим хорошей адгезией и стойкостью к воздействию внешней среды.

Добавление жидкого стекла в окрасочные составы позволяет придать им огнестойкость и гидроизолирующие свойства.

Добавки в строительные бетонные растворы


Если добавить жидкое стекло в бетон, можно улучшить его технические характеристики, прежде всего влагостойкость и жаропрочность.

Рассмотрим подробнее, как использовать жидкое стекло для бетона при отделочных и строительных работах в домашних условиях.

Преимущества и недостатки

Жидкое стекло для бетона обладает рядом преимуществ, среди которых главными являются такие:

  • многофункциональность;
  • повышение адгезии;
  • образование на поверхности оболочки, надежно защищающей поверхность от грунтовой и атмосферной влаги;
  • надежная защита и укрепление обработанной конструкции;
  • быстрые сроки затвердения;
  • несложное приготовление и нанесение;
  • доступная цена.


Бетонная смесь с добавкой быстро затвердевает, поэтому работать с ней надо поспешно.
Однако прежде чем проводить железнение бетона жидким стеклом, необходимо взвесить все за и против, потому что помимо достоинств, такой способ защиты имеет и недостатки. Основными считаются такие:

  • Быстрое затвердение, из-за чего процесс заливки может утрудниться, потому что работать придется быстро.
  • Узконаправленность. Наносить материал в целях влагозащиты целесообразно только на бетонную и деревянную поверхность. Для других видов строительных растворов он не подходит.
  • Необходимость строгого соблюдения пропорции. Если инструкция приготовления смеси не соблюдается, готовый раствор получится малоэффективным.

Основные характеристики

Для чего конкретно применяется жидкое стекло и какими характеристиками обладает? В первую очередь нужно отметить, что материал представляет собой водный раствор силикатных солей. Разносторонние сферы действия позволяют его применять для разной степени обработки.

Перечислим несколько положительных характеристик жидкого стекла:

  • Применяется во многих сферах строительных и отделочных работ. Обрабатывать можно любые поверхности с любыми характеристиками.
  • Гидрофобное преимущество, которое позволяет защищать поверхность от воздействия влаги и воды. Именно грунтовка из жидкого стекла предотвращает пропитывание материала водой.
  • Минимальное время застывания независимо от условий и способов нанесения.
  • Антисептический эффект. В результате нанесения, покрытие жидким стеклом защищает поверхность от появления грибка и плесени.
  • Затвердевание производится в короткое время. Если производить равномерное нанесение и делать это в несколько тонких слоев, то эффект будет потрясающим.
  • Жидкое стекло для пола и стен используется во многих случаях, как средство, которое формирует огнеупорный слой.
  • Используется с целью защиты поверхностей от внешних воздействий, в частности, от действия химических средств и веществ, которыми могут обрабатываться поверхности.
  • Натриевое жидкое стекло является экологически чистым строительным материалом, который не действует на организм человека.

Свойства жидкого стекла имеют настолько широкие положительные масштабы, что материал используется в любой сфере строительных работ. При этом, цена не превышает допустимых норм.

Приготовление раствора

Инструменты и материалы

Технология изготовления бетонной смеси с добавлением жидкого стекла несложная. Сделать раствор можно и своими руками, но прежде следует подготовить инвентарь:

  • емкость для замешивания раствора;
  • специальная насадка на дрель, благодаря которой удастся быстро смешать компоненты;
  • кисть, валик или пульверизатор;
  • уровень, с помощью которого контролируется горизонталь или вертикаль обрабатываемой поверхности.


Раствор с жидким стеклом не делается в бетономешалке, потому как процесс застывания происходит раньше окончания приготовления.
Бетономешалка для смешивания компонентов раствора не подойдет, потому что раствор начнет затвердевать еще до окончания приготовления. С помощью механической мешалки можно лишь соединить все материалы, но без добавления жидкого стекла. Затем нужное количество пропитки добавляется и перемешивается вручную. Из материалов понадобятся:

  • цемент;
  • просеянный песок;
  • чистая вода.

Плюсы и минусы бетонных растворов с силикатными добавками


Жидкое стекло улучшает качество бетона
На современном рынке строительных материалов представлен широкий ряд всевозможных композитных составов, используемых в качестве улучшающих добавок в цементные растворы.

Однако, популярность такого проверенного временем материала, как жидкое стекло, не уменьшается. Это связано с простотой его использования и достаточно бюджетной стоимостью по сравнению с другими искусственными добавками для бетонных смесей.

Смешивая жидкое стекло с цементном, можно получить бетонные растворы, которые используются при следующих строительных работах:

  1. При строительстве бетонных фундаментов зданий, стенок колодцев, канализационных коллекторов и прочих конструкций, эксплуатировать которые предполагается в условиях повышенной влажности.
  2. При заливке бетонной стяжки, когда требуется придать ей дополнительные гидроизолирующие и прочностные свойства.
  3. При оштукатуривании поверхностей, подверженных значительному нагреву – каминов, печей и т.д.


С жидким стеклом нужно уметь работать быстро
Среди плюсов цементных составов с жидким стеклом можно назвать:

  1. Высокий уровень адгезии с любыми поверхностями.
  2. Отличные гидроизолирующие свойства благодаря способности силикатного раствора заполнять все поры в бетоне.
  3. Повышенная прочность, которая достигается введением в состав бетона силикатных растворов.

Как и все другие строительные материалы, жидкое стекло с цементном имеет и свои недостатки. Прежде всего, это быстрая кристаллизация и застывание раствора, в результате чего он время его использования ограничено.

Впрочем в отдельных случаях это может являться большим плюсом. В таблице показано соотношение схватывания цементного раствора в зависимости от процентной доли жидкого стекла в его составе.

Процентная доля жидкого силикатаНачало схватывания, минВремя полного высыхания, ч
060Не менее 7 суток
24024
53016
8158
105-74

Бетон, смешанный с силикатным составом, нельзя использовать для возведения несущих конструкций.


Чем больше вы добавляете этой смеси в бетон, тем более хрупким он может стать
Дело в том, что при увеличении доли силикатов прочность бетона сначала увеличивается, но затем значительно снижается. Так, если смешать жидкое стекло и цемент, то через неделю такой раствор по крепости будет на 1/3 превышать бетон без добавок силикатов.

Однако уже через пару недель прочность силикатно-цементного раствора начинает падать, и к концу месяца со дня заливки он уже на 25% уступает по крепости чистому бетону. И чем выше доля стекла в пропорции смеси, тем более хрупким становится бетон к концу его полного высыхания.

Расчеты и пропорции

Чтобы правильно рассчитать пропорции жидкого стекла в общей массе раствора, важно определиться, за какой промежуток времени состав должен застыть. Исходя из этого критерия, рекомендуется изучить таблицу:

Расход жидкого стекла, %Начальное схватывание, мин.Окончательное застывание, час.
240—4520—24
525—3014—17
810—156—8
105—102—4

Распространенное соотношение цемента, песка и жидкостекольной пропитки такое:


Гидроизоляционное покрытие со специальной добавкой готовиться с разбавлением в одной литре воды.

  • Для изготовления надежного гидроизоляционного покрытия необходимо разводить жидкое стекло в 1 литр воды.
  • Для получения пластификатора универсального назначения требуется смешать цемент и песок (пропорция 1:3), затем добавить к ним силикатный материал объемом 1/5 от общего количества массы.
  • Если нужно покрыть и пропитать готовую оштукатуренную поверхность, вода и жидкостекольная пропитка смешиваются в соотношении 5:1 соответственно. Затем готовый раствор нужно нанести на бетон.
  • Для приготовления огнеупорного раствора в стандартную цементно-бетонную смесь добавляется до 5% силикатной пропитки.

Использование раствора для гидроизоляции

В качестве гидроизолирующего средства применение силикатного клея в растворах встречается постоянно. Применяется оно в различных конструкциях. Его применение для них несколько различается, описание популярных областей использования данного вещества будет приведено ниже.


В качестве гидроизолирующего средства применение силикатного клея в растворах встречается постоянно.

Гидроизоляция фундамента

Чтобы надежно защитить фундамент от пагубного влияния воды его покрывают силикатным клеем в 2 слоя. Такая методика получила название обмазочная, после покрытия защитными слоями фундамент сверху закрывается гидроизолирующими рулонными материалами. Стеклом обычно также закрывают места соединения бетонных материалов, и иные трещины. Тогда цементный состав дополняют стеклом из натрия, перемешивается компоненты с добавкой цемента и воды.

Для получения гидроизоляционной смеси на каждый килограмм цемента добавляют 50 грамм вещества, а на десять грамм стекла приходится 150 грамм воды. Смесь должна приготавливаться небольшими порциями, чтобы она не успела застыть раньше времени. Существует иная методика, согласно ей данный материал вносят в бетон напрямую, чтобы потом залить его в фундамент. Для такого раствора нужны такие ингредиенты, как: цемент; жидкое стекло; щебень; песок; вода.

Сначала готовится раствор из песка и цемента, куда добавляют стекло размешенное в воде, а последним добавляется щебень, перемешав все вместе, стоит сразу начать заливать этот состав в фундамент.


Чтобы надежно защитить фундамент от пагубного влияния воды его покрывают силикатным клеем в 2 слоя.

Гидроизоляция бассейнов

Для создания барьерного слоя в бассейне, силикатное вещество может использоваться, как с внешней стороны, так и с внутренней. Внутри бассейна покрывают им стены и пол. Сначала необходимо провести обработку всех стыков и имеющихся углублений. Данная обработка поможет получить хорошую герметизацию. Снаружи стекло служит одним из компонентов бетонного раствора. Такое покрытие позволяет защитить бассейн от негативного влияния грунтовых вод.


Для создания барьерного слоя в бассейне, силикатное вещество может использоваться, как с внешней стороны, так и с внутренней.

Гидроизоляция колодцев

Для создания барьера в колодцах, приготавливается смесь из тех же компонентов (цемент, песок и жидкое стекло), но количество их в растворе должно быть равное. Данной смесью обрабатываются стыки и швы, а уже затем переходят к покрытию всей поверхности целиком. Улучшить полученную защиту можно предварительно покрыв поверхность жидким стеклом.


Улучшить полученную защиту можно предварительно покрыв поверхность жидким стеклом.

Другие объекты и помещения

В подвалах часто можно увидеть картину, когда стены их покрыты влагой, попадающей через швы в цоколе помещения. Помочь избавиться от данной проблемы может покрытия стен с использованием жидкого стекла. Сначала стоит проверить сами швы, если из них действительно просачивается вода, то сначала занимаются очищением от грязи и обломков. После можно переходить к приготовлению раствора, берется цемент и жидкое стекло в соотношении двадцать к одному. Разбавление водой происходит до получения густого раствора. Полученной смесью покрывают участки швов и имеющиеся трещинки. Через 24 часа ее покрывают силикатным клеем.

Если влажность на стене присутствует, то слой покрытия должен быть плотнее.

Подобная методика подходит и для работы в чердачных помещениях.


Если влажность на стене присутствует, то слой покрытия должен быть плотнее.

Приготовление: основные правила

Обработка бетона жидким стеклом будет проходить быстро и качественно, если масса будет приготовлена правильно. Порядок действий такой:

  1. Приготовить 10 л чистой, профильтрованной воды. Техническая вода не подойдет, потому что соли и другие примеси, содержащиеся в ней, негативно влияют на реакцию.
  2. Набрать в стакан жидкое стекло и аккуратно лить его в воду, осторожно перемешивая состав до получения однородной консистенции.
  3. Готовый раствор перелить в таз, а после, аккуратно перемешивая все, добавить цементно-песчаную смесь в рассчитанных пропорциях. Добавление жидкого стекла в бетон без предварительного разведения в воде запрещено, потому что готовое изделие не будет соответствовать заявленным характеристикам.
  4. Взбить массу строительным миксером или дрелью со специальной насадкой.
  5. Готовым изделием заливается горизонтальная поверхность, например, опалубка или им можно покрыть стены.

Вертикальная поверхность после обработки жидким стеклом станет абсолютно гладкой. Если планируется дополнительная декоративная отделка, то для создания шершавости и надежной сцепки с применяемым материалом, рекомендуется дополнительно покрыть стену строительным средством «Бетоноконтакт».

Как наносить жидкое стекло на стены своими руками

Главная / Строительство дома / Стены и перегородки / Как наносить жидкое стекло на стены своими руками

Жидкое стекло на стенах — это довольно распространенный способ оперативного и добротного выполнения гидроизоляционных работ. Технология широко используется в помещениях с повышенной степенью влажности: саунах, ванных комнатах, колодцах, хранилищах и т.п.

Силикатный клей или, как его называют, жидкое стекло готовят в заводских условиях. Основной составляющей является смесь соды (поташа) с диоксидом кремния. В результате получают кристаллическое вещество белого цвета либо прозрачное. Существует несколько разновидностей жидкого стекла: калийное, натриевое, калийно-натриевое, натриево-калийное.

Натриевую разновидность широко применяют в строительных работах. Обычно используют растворы силиката, разведенные водой. Нанесенный на поверхность силикатный клей взаимодействует с углекислым газом, который содержится в воздухе и тем самым затвердевает. Обработанные жидким стеклом деревянные поверхности защищены от грибков и плесени и, что немаловажно, обладают пожаростойкостью.

Основные инструменты для нанесения на поверхности из дерева либо цементно-бетонные — это малярные кисти или распылитель. Когда применяют распылитель как инструмент нанесения, надо использовать водный раствор силиката в сочетании 1:5.

Силикатный слой наносят снаружи деревянной поверхности, постепенно увеличивая его при этом. Небольшую поверхность из дерева рекомендовано окунуть в раствор жидкого стекла. Прежде чем начать укладывать плитку либо оштукатуривать стены, на них надо нанести жидкое стекло для предупреждения появления плесени и грибка, а также защиты от механических повреждений.

Сфера использования силиката:

    Склеивание фарфоровых, фаянсовых, стеклянных поверхностей;

Грунтовка поверхностей: бетонных, каменных, отштукатуренных;

Укладка линолеума, плитки ПВХ;

Изготовление замазок для водопроводных и чугунных труб;

  • Обработка срезов деревьев после обрезки.
  • Силикатный клей широко задействован для приготовления кислотоупорного цемента и бетона, для изготовления огнеупорных красок и всевозможных пропиток по дереву, для склеивания целлюлозных материалов. Соединяя спирт, мелкий песок, жидкое стекло, производят «керамические» плиты, которые после обжига при t 1000 градусов служат формами для производства металлических изделий. Силикат входит в состав различных строительных материалов: грунтовок, шпатлевок.

    Основная характеристика жидкого стекла — это его гидроизоляционные свойства. Для этого изолятор соединяют с цементом или раствором бетона в соотношении 1:10. Для повышения водонепроницаемости полов рекомендовано залить их дополнительным слоем стекла, толщиной в 3 мм.

    При проведении работ по гидроизоляции колодцев используют смесь силиката с цементом и мелким песком. Колодец предварительно обрабатывают изолятором, затем наносят раствор. При этом важно отметить, что при нанесении силикатного покрытия необязательно ждать его полного затвердения, так как стеклообразная поверхность не способствует хорошему сцеплению с грунтовкой или шпатлевкой.

    Защитить стены от влаги поможет водостойкая штукатурка, которую можно приготовить самостоятельно: сочетание жидкого стекла с цементом и песком в соотношении 1:2:5.

    Жидкое стекло применяют для укладки печей и каминов, для этого готовят раствор в соотношении: 1 часть цемента, 3 части песка и силикат в количестве, равном 1/5 цементно-песочного раствора, затем заливают воду.

    Соединение жидкого стекла (1 часть), гашеной извести (1 часть) и глины (1 часть) дает возможность склеивать природный камень.

    Жаростойкая замазка, приготовленная из жидкого стекла, позволяет склеивать дверцы печей. Добавление жидкого стекла в краски позволяет делать изделие стойким ко всем видам атмосферных воздействий.

    Нанесение жидкого стекла на поверхность дает ей следующие преимущества:

    Долговечность, ведь покрытие жидким стеклом придает твердость материалу, а значит, и повышает его прочность.

Водонепроницаемость, поскольку жидкое стекло обладает хорошими водоотталкивающими свойствами. Обработав снаружи деревянную поверхность слоем силиката, можно на долгое время забыть о ее повреждении влагой.

Жидкое стекло как антисептик позволяет защитить поверхности от грибка и плесени.

Пожароустойчивость, так как гидроизолятор является совершенно негорючим материалом.

Термостойкость: силикат может выдержать термическую обработку вплоть до температуры в 1000 градусов Цельсия.

Защита обработанного основания от химических воздействий.

Экологическая безопасность: силикат безопасен как для человека, так и для окружающей среды.

Грязе- и водоотталкивающие свойства.

  • Удобство в применении: силикат легко наносится на поверхность кистью или пульверизатором.
  • Однако обработка стен жидким стеклом не подойдет для тех случаев, когда изолированный слой планируется сверху покрасить. На поверхности будет сформирована пленка, которая не даст возможности лечь краске поверх нее.

    Провести гидроизоляцию силикатом не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Но придется тщательно изучить все стадии работ и запастись необходимым инструментарием.

    Прежде всего помещение, которое надо обработать силикатным клеем, очищаем от грязи, мусора, грибка и прочих загрязнений. Поверхности, которые являются деревянными, перед нанесением раствора силиката необходимо потереть наждачной шкуркой.

    Наносят силикатный клей кистью, щеткой или пульверизатором, в зависимости от выполняемых работ. Несмотря на то, что жидкое стекло — нетоксическое вещество, работы необходимо производить в средствах индивидуальной защиты (очках, перчатках), а после их выполнения руки тщательно вымыть теплой водой. Силикатный клей рекомендовано хранить в закрытых емкостях.

    Если все перечисленные мероприятия были выполнены, можно приступать к формированию гидроизолирующего слоя.

    Правильное соблюдение технологии приготовления раствора очень важно, так как влияет на конечный результат. Если необходима гидроизоляция стен жидким стеклом, то для нее используют соединение силиката и цемента либо бетона в сочетании 1:10. Полученный раствор может использоваться как гидроизоляционный материал в ванных комнатах, бассейнах, подвалах, колодцах, что позволяет увеличивать их срок эксплуатации. Это особенно актуально для тех регионов, где уровень влажности очень высок.

    Если необходимо приготовить кислотоупорный цемент, то стоит смешать жидкое стекло с цементом в сочетании 1:1. Для увеличения гидроизоляционных свойств бассейнов производят внутреннюю и наружную обработку жидким стеклом. При внутренней обработке материал наносится на стены в 2-3 слоя кистями или пульверизатором, что позволяет увеличить гидроизоляционные свойства бассейна. Но существует еще и наружное воздействие грунтовых вод на бассейны, в этом случае его обрабатывают раствором цемента и жидкого стекла.

    Алгоритм проведения работ сводится к следующему:

    Подготовленный гидроизоляционный материал наносится на поверхность. Следует учесть, что все растворы, состоящие из жидкого стекла, очень быстро затвердевают, поэтому нанесение необходимо проводить быстро.

    Обладая такой возможностью, как проникновение в любые неровности и щели, жидкое стекло для стен покрывает обрабатываемую поверхность полностью, и это защищает ее от пагубного воздействия воды и воздуха.

    Техника безопасности

    Жидкое стекло не относится к веществам, обладающим высоким уровнем токсичности. Но если материал попадает на кожу или слизистую, он вызывает раздражение. Чтобы избежать травмирования, во время работы следует использовать спец. одежду, на руки надевать специальные перчатки, а глаза защищать защитными очками. Помещения, где проводятся строительные работы с использованием жидкого стекла, должны постоянно проветриваться. Если случилось так, что готовый раствор попал на кожные покровы, необходимо обработать поврежденный участок слабым раствором уксуса, разведенным в чистой воде.

    Готовим строительные смеси

    Давайте подойдем к вопросу с практической точки зрения и рассмотрим, что же такого полезного можно сделать, используя жидкое стекло.

    Приготовление грунтовки из жидкого стекла. Чистым жидким стеклом, естественно, никто не грунтует, его нужно разбавлять.

    Для того чтобы приготовить грунтовку, кроме жидкого стекла вам понадобится еще цемент и чистая вода. На 10 кг цемента вам понадобится примерно такая же масса жидкого стекла. Вначале цемент смешивается с водой, можно это делать при помощи дрели с насадкой (миксер). После чего смесь цемента и воды доливается в жидкое стекло и также размешивается.

    Если получившаяся грунтовка слишком быстро твердеет и не дает нормально работать, нужно добавить немного воды и размешать.

    Гидроизоляционный раствор для колодцев. Перед приготовлением раствора песок необходимо хорошенько просеять. Смешайте одну часть песка, одну часть цемента и одну часть жидкого стекла.

    Вначале промажьте стены колодца жидким стеклом, затем повторно пройдитесь гидроизоляционным раствором.

    Жидкое стекло и цемент: пропорции раствора и особенности

    Особенности жидкого стекла

    Применение раствора жидкого стекла обусловлено составом материала, в его основе используется силикат натрия – это вещество без цвета, которое устойчиво к проникновению влаги. В дорогих составах применяется силикат калия, он обладает повышенными техническими характеристиками и склонен к формированию поверхностной плёнки. Для получения основных компонентов на предприятиях сплавляют соду, или поташ с кремниевым диоксидом. Без примесей материал абсолютно бесцветный, или имеет вид белых кристаллов.

    Применение силикатного стекла в строительных растворах актуально в виде силикатных жидких смесей, которые относительно густые и вязкие. Затвердение состава происходит при контакте с углекислым газом, которого много в воздухе. В процессе застывания появляются аморфные гидратированные оксиды кремния.


    Широко распространено добавление жидкого стекла в цементные составы при выполнении строительных работ

    Цемент и жидкое стекло совместно используются для обеспечения устойчивости к кислотным и механическим воздействиям. Штукатурка с указанной добавкой обеспечит создание гидрофобного покрытия. Особый вид стекла применяется для обработки поверхностей из дерева и бетона, его часто добавляют в краски. Цемент с силикатом разводятся в различных пропорциях в зависимости от необходимости водонепроницаемости покрытия, обычно в диапазоне 2-10% от общей массы.

    Как пользоваться жидким стеклом для гидроизоляции: способы применения

    Существуют разные способы применения силикатного раствора для придания объектам водоотталкивающих свойств. С ними необходимо ознакомиться до того, как использовать жидкое стекло для гидроизоляции, чтобы выбрать наиболее эффективную и подходящую технологию в конкретно взятом случае. Основные методы применения средства:

    • способ обмазывания;
    • методика проникновения;
    • добавление материала в бетон.


    Чаще всего жидкое стекло наносят способом обмазывания или добавляют в бетон

    Метод обмазывания помогает создать наиболее эффективную защиту поверхности, в частности, его применяют при гидроизоляции фундамента в качестве предварительного слоя, который наносят под рулонную изоляцию. С этой целью данным средством (в чистом виде) покрывают в два слоя бетонную поверхность. После полного высыхания жидкого стекла производят основной этап изоляционных работ.

    Полезный совет! Нанесение обмазывающего слоя на бетонную поверхность не только обеспечивает дополнительную гидроизоляцию, но и защищает ее от появления и развития вредоносных организмов, грибков и плесени.

    Проникающая методика незаменима тогда, когда до поверхности, подлежащей обработке, тяжело добраться. В таком случае не применяют чистое жидкое стекло, а смешивают его с водой в пропорции 1:1 и добавляют еще одну часть сухой строительной смеси. Раствор тщательно перемешивают и незамедлительно наносят, так как он очень быстро сохнет. Рекомендуется приготавливать небольшое количество смеси.


    Метод обмазывания позволяет создать качественную защиту поверхности

    Важно тщательно очистить обрабатываемую поверхность перед нанесением раствора. В таком случае сцепление материалов произойдет быстрее и будет более надежным. Смесь наносят с помощью шпателя и накрывают поверхность мокрой тканью, что предотвращает растрескивание покрытия.

    Плюсы и минусы использования жидкого стекла

    Добавление силикатного стекла в раствор приводит к повышению его технических и эксплуатационных характеристик.

    Среди основных плюсов:

    • повышенная текучесть состава. Благодаря текучести продукта, он способен к проникновению в мельчайшие трещины для создания надёжной поверхностной защиты. Равномерное распределение состава происходит при нанесении как на бетон, так и дерево;
    • формирует качественную, водонепроницаемую плёнку. Смесь жидкого стекла с цементом может наноситься любым удобным способом, не зависимо от метода использования, плёнка будет целостной и сплошной. Производителем разрешено наносить стекло и цемент с большим перерывом;
    • небольшой расход. Этот раствор используют для закрытия трещины любого размера не зависимо от способа нанесения. Силикат с цементом можно смешивать хоть на этапе приготовления бетона, хоть для поверхностного покрытия в составе изоляционного материала;


    Использование жидкого стекла при приготовлении строительных смесей на цементной основе является распространенной практикой

    • низкая стоимость. Цемент – это относительно дешёвый материал из-за доступности ингредиентов, ранее уже рассматривали, из чего делают цемент. Благодаря большому количеству природного материала, изготовление силикатного материала относится к недорогим процедурам. При низкой себестоимости стекло отличается качественной гидроизоляцией, по показателю водонепроницаемости не уступает остальным изоляционным покрытиям.

    Средство является лидером по качеству и цене в своей сфере. В сравнении с другими материалами этот используется чаще из-за доступности и лёгкости нанесения, но у него есть недостатки.

    К негативным сторонам относятся:

    • ограниченное применение в строительных растворах. Помимо обработки бетона и дерева, его негде применять в строительстве;
    • не используется как самостоятельное вещество. Применяется исключительно в совокупности с дополнительными веществами. Проблема кроется в хрупкости покрытия после застывания;
    • сложность нанесения является относительно высокой, так как сделать раствор пригодным следует достаточно быстро. Важно иметь глубокие знания о тонкостях материала. Главная особенность – быстрое высыхание, состав готовят небольшими порциями, схватившийся материал становится непригодным к использованию. Важно понимать, сколько добавлять жидкого стекла в раствор, при превышении концентрации ухудшается качество бетона. Состав рекомендуется к использованию в течение 6 минут.

    Использовать материал можно самостоятельно, а для улучшения результата можно внести пластификатор. Чтобы избежать перерасхода материала, лучше его приготовлять в малых количествах.


    На практике — не рекомендуется вводить более 5 % жидкого силикатного стекла

    Технология приготовления раствора для гидроизоляции своими руками

    На этапе подготовки необходимо иметь жидкое стекло в количестве достаточном для добавления в раствор и нанесения слоем до 3 мм. Цементный раствор с жидкостью чаще смешивается исходя из соотношения 10 к 1. Для использования в качестве гидроизоляции подобной концентрации будет достаточно. При использовании соотношения жидкого стекла с цементным раствором в массовом эквиваленте, важно учитывать значение плотности состава.

    Масса в зависимости от плотности:

    • стекло – 1,5 кг/л;
    • смесь песка с цементом (1 к 4) – 2,6-2,7 кг/л;
    • бетон– 2,2-2,5 кг/л, для лёгких бетонов вес отличается;
    • песок кварцевого типа – 1,5-1,7 кг/л, в форме насыпи – 1,5 кг/л, а слежавшийся – 1,7 кг/л.


    Эта добавка в большом количестве приводит к ухудшению прочностных характеристик цементного раствора
    При соблюдении пропорции силиката в бетоне увеличиваются гидроизоляционные характеристики состава, что особенно важно для поверхностей, контактирующих с землёй и водой. Для придания прочности бетонам рекомендуется добавление силиката не только в раствор, но и использование в качестве наружного покрытия.

    Материал широко используется для гидроизоляции колодца, стен зданий во влажных регионах и сооружений гидротехнического назначения. В отношении колодца и подобных строений рекомендуется использовать песок мелкой фракции с цементом в равных пропорциях. До нанесения выполняется главная подготовка – обработка поверхности силикатом.

    Если поверхностная часть несущей конструкции пропитывалась раствором, не стоит дожидаться полного застывания состава. После формирования бетона поверхность, обработанная силикатом, покрывается плёнкой, которая ухудшает адгезию. На застывшее стекло плохо фиксируется даже грунтовка.

    Правила работы

    Для работы с данным средством вам обязательно понадобится наличие тех или иных инструментов. Необходимо обязательно иметь соответствующую емкость, которая позволит вам проводить подготовку смеси. Нужно помнить, что все строительные работы обязательно проводятся в рукавицах.
    Для создания смеси и нанесения ее на бетон, вам понадобятся щетка, валик и кисть. Если же возникнет необходимость в нанесении распылением, то в наличии должен быть краскопульт.

    Используя чистое стекло, или же готовую смесь, стоит хорошо перемешать его при помощи щетки или кисти. Поверхность должна быть тщательно обработана от различных неорганических и органических загрязнений, таких как масло, пыль, жиры, плесени и много других. Бетонная поверхность должна быть обязательно обезжиренной, и по необходимости выровнена при помощи шпаклевки.

    Она наносится при помощи валика или кисти. При этом, стоит обязательно помнить, что клей способен проникать в глубину материала до 2 см. Чтобы добиться максимальной защиты пленки, необходимо нанести данный состав в несколько слоев.

    Жидкое стекло является полностью безопасным материалом, и в нем не содержатся никакие вредные вещества. Но если оно попадет на тело, то данное место стоит обязательно промыть водой. По завершении работ с жидким клеем, с инструментов и с рук стоит обязательно смыть все остатки смеси.

    Повышение водонепроницаемости и жаропрочности

    Раствор с жидким стеклом уменьшает пористость состава, и повышает водонепроницаемость. Бетонная конструкция и железобетонное изделие при нахождении в условиях повышенной влажности становятся уязвимыми к плесени и грибку. Благодаря антисептическому эффекту стекла, его нужно использовать в местах, контактирующих с водой, это защитит от образования плесени.

    Приготовить такой состав можно лишь при добавлении небольшой концентрации раствора – 3% от общего объёма. Предпочтительно совмещать с крупнофракционными цементами. Смешивайте цемент в указанной пропорции, иначе при вымывании силикатного состава из бетона, он утратит часть прочностных характеристик и станет уязвимым к действию влаги.


    Ощутимый положительный эффект при соединении жидкого стекла и цемента проявляется в усилении гидроизоляционных свойств

    Добавка применяется для получения жаропрочного искусственного камня. Если подвергнуть стандартный бетон воздействию жара, около 200°С, материал начнёт разрушаться. Если внести 1 литр кварцевого раствора на 3-3,5 л цемента, повышается жаропрочность до 1000-1400°С, что применяется для закаливания декоративного камня. В процессе расчета изготовления облицовочного камня закладывается 29-34% на жидкое стекло.

    Состав требуется добавлять при кладке блоков в промышленных объектах, частном строительстве: возведение каминов, дымоходов, печей.

    Затвердевание

    Использовать цемент с добавлением силикатов допускается в любой сфере, но особенно рекомендуется в местах с необходимостью быстрого застывания состава. Действует закономерность, чем в большем количестве применяют жидкое, тем быстрее схватывается бетон.

    Конкретные примеры:

    • быстро застывать будет раствор с 10% силиката. Высыхание при температуре 20°С займёт порядка 4 часов, а время схватывания наступит через 5 минут;
    • если смешать с водой 2% силикатного стекла, длительность застывания увеличится до суток, а время схватывания – до 40 минут.

    В основе примера используется цемент марки М400. Некоторые источники рекомендуют для повышения прочности бетона и высокого качества состава рекомендуют добавлять 25% силиката, но химические и технические характеристики подобного раствора будут снижены. Всего за сутки готовый раствор начнёт рассыпаться, а добавка жидкого стекла в концентрации выше 25% вовсе не позволит застыть составу. На основании этого мы понимаем, что превышать концентрацию 10% силикатного клея для защиты от влаги не рекомендуется.

    Инструменты для пропитки бетона

    Подготовленный состав наносится непосредственно на основание. Выбор инструмента определяется его конфигурацией и размерами. В соответствии с инструкцией по применению жидкого стекла для бетона при внешней обработке поверхности мастера используют малярную кисть для углов, стыков, мелких деталей или валик для ровных поверхностей. В увеличении скорости процесса помогает краскопульт, подключенный к промышленному пылесосу. Выбор инструмента зависит от площади покрытия и геометрии основания.

    Дополнительная информация! Из-за быстрого схватывания раствора все инструменты стоит подготовить заранее, с поверхности удалить старое покрытие, мусор, пыль, следы железнения.

    нужно ли для стяжки, гидроизоляции

    Некоторые строительные материалы применяются годами, другие со временем сдают позиции. К первым можно отнести цемент. Ему уже более сотни лет, но другого, более эффективного вяжущего так и нет. Ко второй группе, которая сдает позиции, можно отнести жидкое стекло. В настоящее время применение жидкого стекла неоправданно. В любой области его применения есть более эффективные средства, действие которых длится гораздо дольше и работать с которыми гораздо проще.

    Содержание статьи

    Что такое жидкое стекло

    Жидким стеклом называют силикат натрия или калия. Внешне выглядит как полупрозрачная густая жидкость. Степень «густоты» зависит от концентрации. Разбавляется водой. Вообще, это силикатный канцелярский клей. По любым ГОСТам и ТУ (технические условия) он именно так и проходит. В советское время его довольно активно использовали в строительстве. В частности, добавляли в бетон, чтобы снизить впитываемость воды.

    Жидкое стекло — это силикат натрия или кремния. Или силикатный клей

    Надо сказать, что сегодня есть гораздо более эффективные специальные добавки в бетон, которые разрабатывались именно для этих целей. Их использовать чрезвычайно просто — нужно добавить по норме в замес. С жидким стеклом же надо быть аккуратным. При неграмотном использовании очень сильно снижается прочность бетона. В одной из аннотации к этой добавке указано, что добавляют ее в бетон тогда, когда требуется высокая «стартовая» прочность, а прочность долгосрочная (через 28 дней) неважна. То есть, бетон с жидким стеклом целесообразно применять как ремонтное средство — устранить течь. Именно так его применяют на флоте для ремонта пробоин, чтобы можно было дойти до берега.

    Так почему же жидкое стекло добавляют в бетон, а не спецсредства? Потому что стоит оно намного дешевле. Но экономия часто выходит боком. При несоблюдении всех условий бетон просто крошится. Так что в качестве добавки в раствор жидкое стекло лучше не использовать.

    Стоит ли добавлять жидкое стекло в бетон

    На упаковках жидкого стекла указывается количество вещества, которое необходимо добавить в бетон для улучшения гидроизоляционных свойств. Но там не описаны недостатки такой добавки. И правила работы с полученным раствором тоже не прописаны, потому что работать очень непросто. И вот почему:

    При соблюдении всех этих нюансов можно надеяться на то, что бетон будет не только гидрофобным, но и прочным. Как видите, сложностей достаточно. А если посчитать дополнительные расходы (ЦПС + цемент для железнения), вряд ли выйдет дешевле, чем промышленные дорогие добавки. Так что применение жидкого стекла в бетоне вряд ли оправдывает себя.

    Обработка бетона жидким стеклом

    Несмотря на то что в раствор жидкое стекло лучше не вводить, бетон им обрабатывать можно. Например, можно заделывать трещины и щели, даже если из них сочится вода.

    После высыхания жидкого стекла, на бетоне образуется плотная пленка. Но она растворяется водой, так что просто смывается

    Заделка щелей и течей

    Делают очень небольшой замес. Даже меньше чем с алебастром. Не более 500 грамм. Перемешивают сухие компоненты (цемент с песком), в жидкость добавляют требуемое количество жидкого стекла. Для ремонтных пломб количество — 10% от массы цемента марки М400. Количество отмеряется строго на весах. Воду с жидким стеклом вливают в смесь сухих компонентов и быстро доводят до однородности.

    Сделать замес с жидким стеклом для моментально твердеющей пломбы — это да

    Раствор очень быстро накладывают на повреждение. От момента затворения до момента начала твердения всего несколько минут. Для надежности можно считать, что одна минута. Через пленку заплату можно придержать рукой или чем-то подпереть, если площадь большая. После схватывания заплатка держит воду. Для того чтобы она не рассыпалась, ее затирают цементом. Второй вариант образования твердой пленки на поверхности — пройтись кистью, смоченной в хлориде кальция. При этом образуется жесткая пленка. Но это лишь временное решение. Со временем заплата все равно разрушится.

    Поверхностная гидроизоляция

    Бетонную поверхность обрабатывают жидким стеклом, если необходимо повысить ее стойкость к воде. Тогда уложенный или не до конца затвердевший бетон просто обрабатывают (прокрашивают) кистью, смоченной в жидком стекле. Действительно помогает. На поверхности образуется плотная и прочная пленка, но при нагрузках она может трескаться. Поэтому пол так обрабатывать не стоит. Можно обработать стены подвала, например. Чтобы пленка все-таки не трескалась, сверху надо либо штукатурку наносить, либо чем-то закрывать (ГКЛ или ОСБ или еще чем).

    Применение жидкого стекла как временное решение — обработка бетонных стен

    Учтите только, что после обработки поверхности жидким стеклом возникнут проблемы с отделкой. Краска будет ложиться плохо, штукатурка будет соскальзывать. Краска совместима только силикатная, а она имеет ограниченное количество цветов, так как силикаты плохо взаимодействуют с пигментами.

    Так что жидкое стекло в бетоне, да и как поверхностная гидроизоляция — это уже прошлый век. Пленка со временем либо трескается, либо стирается, растворяется. Есть разные типы пропиток и добавок, с которыми гораздо проще и надежнее можно получить требуемые свойства. И цена не так уж отличается. Так почему все еще советуют его добавлять? А потому что так делали раньше. Как именно, не помнят, а может и не знали никогда. А с новыми добавками неохота разбираться. Много их, да и свойства разные.

    Другие области применения

    Жидкое стекло может применяться не только с бетоном. Есть и другие способы его использования:

    Как ни крути, но сегодня есть более эффективные средства для решения всех описанных областей применения. Да, они обычно дороже. Но результат обработки специализированными составами сохраняется на гораздо более протяженный срок. Высохшее жидкое стекло растворяется водой, так что с поверхностей постепенно вымывается. В бетон или раствор его вообще в домашних условиях лучше не добавлять. Результаты непредсказуемы. Вернее так — очень велика вероятность (примерно 90%) получить крошку вместо бетона. Да, она будет плохо впитывать воду, но вам от этого будет легче?

    Жидкое стекло для бетона: приготовление, пропорции, советы

    С целью придания водоизоляционных качеств застывающей массе и для улучшения ее прочности, используется жидкое стекло для бетона. Также состав ускоряет процесс застывания цементной массы. Перед началом работы по укладке бетона с использованием силиката, надо изучить принципы правильного приготовления такого раствора.

    Для чего в бетон добавляют жидкое стекло

    Строительная смесь изготавливается путем перемешивания пропорций песка, щебня, цемента. Он получается прочный, но бывает так, что требуется добавление пластификаторов. Таковым выступает жидкое стекло (ЖС). На раствор оказываются следующие воздействия:

    • Повышается влагоустойчивость. Это важно при формировании конструкций, находящихся в постоянном контакте с водой либо во влажных помещениях.
    • Процесс застывания сокращается во времени, но требуется температура окружающего пространства в пределах 20 градусов.
    • Раствор приобретает гидроизоляционные свойства.
    • Приобретенная антибактериальность препятствует размножению бактерий, плесени.
    • Увеличивается прочность на истирание.
    • Смесь получается эластичной, что облегчает нанесение.
    • Повышается устойчивость к повышенным температурам. Раствор с ЖС способен выдержать температуру в 1400 градусов, при этом обычный состав противостоит 200 градусам. И после длительного нагрева способен разрушиться. Эти нюансы важны при кладке печей и каминов.

    Читайте также: Как выбрать жидкое стекло для дерева?

    Как правильно приготовить бетонный раствор с жидким стеклом

    Если замешивание выполняется первый раз в домашних условиях, то в таком случае необходимо подробное изучение пропорций составляющих. Несоблюдение повлечет за собой непрочность конструкции.

    Инструменты для работы

    Перед началом работы подготавливается инструмент и материалы, которые понадобятся в процессе замешивания раствора:

    • Жидкое стекло.
    • Песок (требуется просеять), цемент, вода.
    • Емкость для замеса.
    • Дрель с насадкой для равномерного размешивания.
    • Средства личной защиты.

    Пропорции жидкого стекла

    Рекомендовано использовать для замеса соотношение бетона с жидким стеклом 1:10. Так как добавление ЖС в бетон влияет на время застывания.

    Читайте также: Какой клей выбрать для монтажа фанеры на бетонную стяжку?

    Применяемые пропорции:

    1. Доля клея в бетонной смеси 2% – начальное схватывание наступит через 45 минут, конечное – сутки.
    2. 5% силиката натрия в растворе – начальное схватывание через полчаса, конечное – 16 часов.
    3. 8% силиката натрия в растворе – начальное схватывание через 15 мин, конечное – 8 часов.
    4. 10% силиката натрия в растворе – начальное схватывание через 5 мин, конечное – 4 часа.

    Данные пропорции применимы для цемента марок М300, М400.

    Повышенный процент содержания силиката приведет не к улучшению качественного состава, а поспособствует разрушению конструкции в ходе эксплуатации.

    Правильно готовится смесь при следующем способе с применением строительного миксера:

    • Одно ведро воды, очищенной от примесей и добавок.
    • Вылить стакан силиката, тщательно перемешать.
    • Вылить массу в емкость большего объема.
    • Добавить состав цемента с песком. Постоянно производить перемешивание миксером (либо дрелью с наконечником).
    • Смесь готова.

    Подобное соответствие используемых материалов и порционное замешивание позволяет достичь значительного качества и полной гидроизоляции конструкции.

    Правила применения

    Кроме соблюдения пропорций при замесе, требуется знать необходимые требования применения и изучение инструкции по применению жидкого стекла. Правила такие:

    1. Недопустимо дополнение силикатом натрия готового замеса. Для начала приготавливается сухая смесь цемента с песком, затем она разводится постепенным прибавлением раствора воды с силикатом. Соблюдается постоянное размешивание.
    2. Регулярно выполнять руководство, придерживаться пропорций элементов. Например, для фундамента достаточно 3% содержания клеящего состава, при иных применениях процент повышается до 10.
    3. При быстром застывании раствора в емкости, допускается добавление малого количества чистой воды. Если не хватает времени на использование готовой смеси, то следует прибегнуть к замесу малого количества пропорций. Поэтому при применении ЖС, не следует использовать бетономешалку, так как по ней смесь растечется и быстро застынет.

    Рекомендуем посмотреть видео-инструкцию:

    Техника безопасности

    Применение такого средства для приготовления замеса не доставляет особых хлопот, но такая работа требует соблюдения техники безопасности.

    Силикат натрия не содержит токсических соединений и безвреден для организма, но при попадании на открытые участки кожного покрова приводит к раздражению. Также при разбрызгивании средство попадает на слизистую оболочку глаза либо верхних дыхательных путей, что тоже приводит к их раздражению, в худших случаях, к ожогу.

    Поэтому работу следует проводить в перчатках, халате, с маской на лице. Такие средства защиты помогут предотвратить не желаемые последствия для организма.

    Если попадание произошло, то следует немедленно промыть слизистые и покров большим количеством воды. Кожные покровы после промывки смазываются кремом либо мазью без содержания активных компонентов. При необходимости обратиться к врачу.

    В заключение

    Зная, как правильно применять жидкое стекло при приготовлении бетонного состава, возможно, провести качественную работу по возведению прочной, влагостойкой конструкции.

    Использовали материал при работе? Оставьте комментарий и поделитесь статьей в соцсетях.

    Давление жидкого стекла во время затвердевания экспериментального …

    Контекст 1

    … довольно ограниченная величина давления в трех случаях релаксации (Ia, b и c), представленных на рис. 1, приводит к напряженное состояние жидкого стекла, которое можно рассматривать как состояние без давления во время этой экспериментальной тепловой нагрузки (Случай …

    Контекст 2

    … в твердом стекле «критических» переходных растягивающих напряжений (для разрушения стекла зародышеобразование), в начале процесса затвердевания, не были подтверждены в нашем моделировании экспериментального процесса стеклования (случай Ia, b или c).Это явление может быть связано с соседней поверхностью стекла, которая сжимается быстрее, чем внутренняя часть (Daudeville and Carré, 1998), и, таким образом, создает состояние сжатия сердцевины и переходные растягивающие напряжения на краях. Для «некритических» переходных растягивающих напряжений мы представляем этот эффект здесь через состояние сжатия жидкого стекла во время затвердевания, учитывая тот факт, что жидкость и твердое тело находятся в механическом равновесии (расчеты давления, представленные в нашем исследовании, предполагают наличие нулевое атмосферное давление вне упаковки).На рис. 1 показано давление жидкого сердечника для различных случаев I-a, b и c. Состояние сжатия (обычно положительное давление) не наблюдалось для эталонного моделирования (Случай Ia с обеими релаксациями MV и M S …

    Контекст 3

    … На рис. ограниченная сжимающая нагрузка в самом начале затвердевания только при наличии MV (моделирование MV -MS, Случай Ib). Сжатие ядра пакета инициируется только при учете сложной карты переходной области (из-за теплового зависимость MV от истории по сравнению со случаем Ic).На временной оси случая I-c температура установки 775 K заставляет твердое стекло окружать жидкое стекло позже, чем в случае моделирования M V -M S (Случай I-b), но с эквивалентным концом отверждения. Для случая I-c этот период времени тогда короче (меньше времени для наращивания) и с более медленными скоростями охлаждения, вызывая менее важное повышение давления в жидкой фазе по сравнению со случаем I-b. Что касается эталонного случая I-a (моделирование M V и M S), упругое поведение твердого стекла происходит с более плавным переходом от несжимаемого поведения к эластичному твердому стеклу по сравнению со случаем M V -M S (I-b).Это может объяснить, почему жидкое ядро ​​имеет тенденцию быть наиболее реактивным при сжатии в моделировании MV -MS (Случай …

    Контекст 4

    … Следует отметить, что возможность иметь жидкость в депрессии была опущена , так что в конце периода затвердевания это поведение восстанавливается для твердого стекла.Механическая нагрузка имеет тенденцию быть похожей на состояние растягивающего напряжения для случая I, это показано окончательными вертикальными асимптотами, представленными на рис…

    Стеклование во время затвердевания жидкого металла на примере стеклообразующего сплава на основе Zr: Эксперименты и численное моделирование: AIP Advances: Vol 10, No. 8

    Наиболее интуитивно понятное поведение стеклования в термодинамике может быть сведено к непрерывное изменение параметров первого порядка и ступенчатое изменение параметров второго порядка. В общем, некоторые термодинамические параметры, например, C p , λ , плотность ( ρ ) и т. Д., играют решающую роль в температурном поле и изменении температуры материалов во время нагрева или охлаждения. В частности, температурная кривая полностью определяется указанными выше параметрами, когда материалы охлаждают или нагревают без фазового перехода. Для SGT, поскольку кристаллы не образуются и расположение атомов не изменяется в макроскопическом масштабе во время затвердевания, точное изменение температуры процесса охлаждения может быть численно проанализировано или смоделировано, когда заданы термодинамические параметры и условия охлаждения.Это означает, что, сравнивая записанные кривые температуры охлаждения с результатами численного анализа или моделирования, можно эффективно проверить достоверность модели теплового равновесия.

    A. Детали моделирования

    В данной работе используется программа ProCAST 30 30. Абдуллин А.Д., Металлург 61 , 433 (2017). https://doi.org/10.1007/s11015-017-0513-x использовался для моделирования процесса охлаждения исследуемого образца Vit1, а смоделированные кривые температуры охлаждения использовались для сравнения с записанными результатами и проверки того, используются ли параметры в моделирование было правильным.Чтобы моделирование совпало с процессом литья под давлением, был проведен расчет связи с полем потока и температурным полем. Внешний размер и диаметр внутренней полости медной изложницы составляют Ø100 × 100 мм 2 и 8 мм соответственно, что по размеру соответствует экспериментальному устройству. Начальная температура формы была установлена ​​равной 300 К. Верхнее отверстие полости было установлено как разливочный люк, а время разливки и температура разливки были установлены равными 50 мс и 1110 К соответственно, что максимально близко к ситуация с инъекцией.Кривая вязкости 31 31. A. Masuhr, T.A. Waniuk, R. Busch, W. L. Johnson, Phys. Rev. Lett. 82 , 2290 (1999). https://doi.org/10.1103/physrevlett.82.2290 сплава в диапазоне температур жидкости использовался для поддержки моделирования поля течения. В этой работе было проведено два численных моделирования с разными кривыми C p , полученными в разных условиях, где C p стадии стеклования, использованной в первом моделировании, было основано на калориметрическом результате, который был измеренные при скорости нагрева 20 K min −1 , соответствующей температуре от 626 K до 658 K (как показано на рис.2), а второе моделирование было основано на экстраполированных результатах, соответствующих диапазону температур от 595 K до 618 K. Что касается процесса охлаждения литья под давлением, теплопроводность считалась основным способом передачи тепла. Следовательно, помимо кривой C p , необходимо установить другие термодинамические параметры, включая λ и ρ формы и сплава Vit1, а также коэффициент межфазной теплопередачи ( h ) между формой и формой. Сплав Вит1.При моделировании зависимость h от температуры сплава Vit1 на границе контакта цитировалась из работы [5]. 3232. K. Q. Qiu, T. J. Xie, W. Zhang, Y. L. Ren, and G. X. Yang, J. Shenyang Univ. Technol. 39 , 496 (2017) (на китайском языке). https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.05.04. Термодинамические параметры медной кристаллизатора были установлены как 400 Вт · м −1 K −1 для λ , 8,9 г · см −3 для ρ и 0,39 Дж · г −1 K — 1 для C p соответственно. 33 33. Г. Н. Ян, Ю. Шао, К. Ф. Яо и С. К. Чен, AIP Adv. 5 , 117111 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4935440 ρ BMG Vit1, измеренное по принципу Архимеда, составило около 5,92 г / см −3 . Зависимость λ от температуры для исследуемого образца Vit1 BMG была отслежена, и результаты показаны на рис. 7, которые хорошо согласуются с заявленными значениями, измеренными Yamasaki et al. 34 34. М.Ямасаки, С. Кагао, Ю. Кавамура, К. Йошимура, Appl. Phys. Lett. 84 , 4653 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1759768 Для повышения точности моделирования λ считается таким же ступенчатым изменением, что и C p в двух моделированиях, а диапазоны температур соответствуют 626 K– 658 K и 595 K – 618 K. Для эксперимента по нагреванию λ жидкости в диапазоне температур от T x до T liq невозможно измерить из-за кристаллизации.Здесь, в моделировании, λ жидкости было упрощено до постоянной (линейной), которая равна значению, измеренному в диапазоне температур недостаточно охлажденной жидкости, как показано на рис. 7.

    B. Результаты моделирования

    Кривые температуры охлаждения в трех заранее определенных положениях в двух моделях используются для сравнения с зарегистрированными экспериментальными результатами, как показано на рис. 8 (а) и 8 (б) соответственно. Чтобы отразить реальный процесс литья, температурные кривые на рис.8 были нанесены на график с временем начала раньше, чем инъекция. По результатам измерений средняя скорость охлаждения (R¯) оценивалась по времени, измеренному в диапазоне температур от T м до T г , т. Е. R¯ = (Tm − Tg) / Δt, где T m — температура плавления, а T g — температура стеклования, которая соответствует Tcgon в данной работе. Согласно кривой теплового потока, измеренной при 20 К мин -1 , калориметрические значения Т м и Т г составляют 930 К и 626 К соответственно.Используя записанную кривую температуры охлаждения в позиции 3 в качестве кандидата, R¯ исследуемого образца Vit1 определяется как около 102 K · s -1 , что намного больше критической скорости охлаждения ( R c ) сплава, где R c составляет около 1 K с -1 , 7 7. J. Schroers, A. Masuhr, WL Johnson, R. Busch, Phys. Ред. B 60 , 11855 (1999). https://doi.org/10.1103/physrevb.60.11855, что отражает стеклянную природу образца.Примечательно, что начальная температура затвердевания жидкого металла в позиции 1, расположенной на границе раздела медной кристаллизатора и слитка, ниже, чем у остальных, что указывает на контактное переохлаждение жидкого металла. Согласно рис. 8 (а), Температурные кривые первого моделирования хорошо согласуются с зарегистрированными экспериментальными результатами на начальной стадии процесса охлаждения. Однако смоделированные температуры ниже зарегистрированных на средней стадии процесса охлаждения.В частности, в позиции 3, расположенной в центре образца BMG, временной интервал или диапазон температур, при котором смоделированная кривая не может соответствовать записанной, расширяется до большего масштаба. Разница температур (Δ T ) между зарегистрированными и смоделированными значениями показана на вставке к рис. 8 (a), где зарегистрированная температура отложена по оси абсцисс. Видно, что для всех трех положений Δ T сначала увеличивается и достигает пика в диапазоне температур от 550 K до 600 K, что близко к экстраполированному диапазону температур SGT.Затем Δ T уменьшается с падением зарегистрированной температуры, то есть температура моделирования снова приближается к зарегистрированному значению, когда жидкий металл полностью застекловывается. Эти явления указывают на то, что термодинамические параметры, использованные в первом моделировании, основанные на калориметрических измерениях BMG, не подходят для отражения процесса охлаждения при затвердевании жидкого металла в аморфное твердое тело. Результаты и замеры на месте показаны на рис.8 (б). Он показывает, что результаты моделирования для всех трех положений хорошо согласуются с измеренными значениями за время наблюдения. Максимальное значение Δ T составляет менее 10 K для всех положений, что показано на вставке к рис. 8 (b). Максимальная ошибка второго моделирования δ max , δmax = ΔTmax Trecord × 100%, составляет около 1%, что намного меньше, чем 4,9%, максимальная ошибка первого моделирования. Это означает, что экстраполированный диапазон температур SGT и термодинамические параметры, использованные во втором моделировании, лучше, чем те, которые использовались в первом моделировании, для выявления процесса затвердевания исследуемого образца BMG Vit1.Чтобы глубже понять процесс затвердевания жидкого металла, зависимость мгновенной скорости охлаждения от температуры как для записанных, так и для смоделированных кривых охлаждения была получена путем определения частных производных. Проиллюстрированный позицией 1 результат вычислений показан на рис. 9. Скорость охлаждения первого моделирования больше, чем экспериментальный результат в диапазоне температур от 700 K до 540 K, для которого начальная и конечная температуры этого диапазона являются немного выше, чем Tcgend, измеренная при 20 K min −1 , и немного ниже, чем экстраполированное Tsgs, соответственно.Это означает, что ступенчатое изменение диапазона температур, использованное в первом моделировании, отличается от такового для SGT во время охлаждения жидкого металла. Кривая скорости охлаждения второго моделирования в основном соответствует экспериментальному результату. Однако есть небольшие колебания вблизи экстраполированного диапазона температур SGT, что приводит к различию между зарегистрированной температурной кривой и смоделированной, как показано на вставке к рис. 8 (b). Согласно Refs. 33. Х. Б. Кэ, П. Вэнь, В. Х.Ван, AIP Adv. 2 , 041404 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4773224, 99. С. Т. Мойнихан, А. Дж. Истил, Дж. Уайлдер, J. Phys. Chem. 78 , 2673 (1974). https://doi.org/10.1021/j100619a008, и 3535. Л.-М. Wang, J. C. Mauro, J. Chem. Phys. 134 , 044522 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3526942, ступенчатое изменение (или, другими словами, «излом») на кривой C p T более выражено при нагревании, чем при охлаждении.В частности, изменение C p на этапе SGT более плавное или более непрерывное, чем зарегистрированное изменение, измеренное при постоянной скорости нагрева, или, другими словами, температурный диапазон SGT шире, чем у CGT, что может быть проверено по результатам измерения BMG на основе Pd. 6 6. Н. Нишияма, М. Хорино, О. Харуяма, А. Иноуэ, Appl. Phys. Lett. 76 , 3914 (2000). https://doi.org/10.1063/1.126819 Что касается второго моделирования, ступенчатые изменения термодинамических параметров, используемых в моделировании, находятся в линейной зависимости, а начальная и конечная температуры соответствуют экстраполированным температурам SGT, рассчитанным с помощью теплового модель равновесия.Это, в свою очередь, указывает на то, что настоящее моделирование может отразить сложное изменение температуры на кривых охлаждения вблизи SGT затвердевания жидкого металла с допустимой погрешностью.

    Отверждение — обзор | Темы ScienceDirect

    15.5.3 Бинарный сплав

    Отверждение сплава, очевидно, имеет большое практическое значение. В то время как «настоящие» сплавы, используемые в металлургии, обычно состоят из нескольких компонентов, бинарные сплавы предлагают простейшие условия для разработки методов, которые впоследствии могут быть распространены на многокомпонентные системы.Поэтому вернемся к модельной системе бинарного сплава, который, как предполагается, имеет постоянную общую числовую плотность ρ (или, что то же самое, постоянный молярный объем). Новой переменной по отношению к чистому веществу является состав c = ρB / ρ.

    Самые ранние попытки сформулировать модели для бинарных сплавов просто расширили формализм для чистого вещества, представленного выше (точнее, они не были точно сформулированы, как представлено ниже, но их можно легко привести в эту форму) [58,59 ].Плотности свободной энергии f s и f l функционала, заданного уравнением (15.47), теперь являются функциями как T и c , так и уравнения движения для переменная c (сохраняющаяся величина) получается стандартной процедурой:

    (15,63) ∂tc = −∇ → · J → = ∇ → · (M∇ → δFδc).

    Хотя эта модель является жизнеспособным представлением физической системы, если толщина границы раздела фаз фазового поля имеет свою естественную (атомистическую) ширину, ее трудно использовать с интерфейсами с «повышенным масштабом».Причина в том, что свойства интерфейса по своей сути зависят от объемной термодинамики в этой модели. Это можно понять по-разному. Как уже было найдено в уравнении (15.34) в разделе 15.3, равновесие между твердым телом и жидкостью в смеси означает, что функция ων = fν − μ˜cν принимает одинаковые значения ωeq для жидкости и твердого тела (ν = l, s). Поскольку состав твердого вещества и жидкости в сплаве различается, это означает, что существуют две обширные величины ( f и c ), которые изменяются на границе раздела в дополнение к фазовому полю ϕ .Если разделяющие поверхности Гиббса построены из условия нулевого превышения границы раздела фаз для c , ϕ и f в соответствии с процедурой, изложенной в разделе 15.3, положения трех поверхностей, как правило, не будут совпадать, что подразумевает что термодинамика интерфейса нетривиальна [34]. Профили ϕ и c в состоянии равновесия фактически связаны, потому что условие, что диффузионный ток равен нулю, дает

    (15.64) δFδc = g (ϕ) ∂fs∂c + (1 − g (ϕ)) ∂fl∂c = μ˜eq = constant.

    Это уравнение связывает c и ϕ , и в заданной точке x на границе раздела, g (ϕ (x)) fs (c (x)) + (1 − g (ϕ (x)) ) fl (c (x)) — µ˜c (x) в общем случае отличается от ωeq. Согласно (15.35) это дает вклад в избыточную свободную энергию границы раздела γ. Этот факт был впервые обнаружен в [5]. [60].

    Другой способ достичь того же понимания — записать условие равновесия для фазового поля через плоскую границу раздела.Он читается как

    (15.65) 0 = −δFδϕ = K∂xxϕ − Hfdw ′ (ϕ) + g ′ (ϕ) [fs (c, T) −fl (c, T)].

    Для чистого вещества плотности свободной энергии твердого тела и жидкости равны; это не относится к сплавам. Следовательно, на границе раздела (где g ‘(ϕ) ≠ 0) движущая сила действует на фазовое поле, которое конкурирует с членами, пропорциональными K и H , чтобы сформировать профиль границы раздела. Как следствие, поверхностная свободная энергия не следует простому масштабированию (15.23), но также зависит от выбора объемных свободных энергий.

    Для преодоления этой проблемы и получения моделей, в которых ширину интерфейса можно более легко регулировать, были разработаны различные решения. Первая идея заключалась в том, чтобы начать с картины «наложения фаз», которая основана на общих принципах уравнений переноса с усредненным объемом для многофазных систем [61]. Твердая и жидкая фазы рассматриваются как две независимые макроскопические фазы с двумя отдельными полями состава c s и c l , которые перекрываются в области диффузной границы раздела.Поскольку в действительности существует только одна глобальная композиция, дополнительная степень свободы должна быть устранена дополнительным условием. В случае разбавленного бинарного сплава можно использовать соотношение распределения c s = kc l , где коэффициент разделения k является константой. С помощью этого отношения можно исключить c s , и модель может быть полностью записана в терминах c l [43,62].В общем случае связь между двумя составами является результатом равновесия между твердым и жидким проходами,

    (15,66) μ˜s = ∂fs (c, T) ∂c | Cs = μ˜l = ∂fl ( в, Т) ∂c | Cl.

    Тогда «истинный» состав получается как

    (15,67) c = csg (ϕ) + cl [1 − g (ϕ)] = cl [1− (1 − k) g (ϕ)],

    где второе равенство справедливо только для разбавленного сплава. Сразу становится ясно, что при таком соглашении комбинация f − μ˜c является постоянной через границу раздела, и, таким образом, отсутствует избыточная энергия границы раздела, связанная с объемной термодинамикой.Уравнения движения для состава и фазового поля приведены в [5]. [60]; комбинация f − μ˜c появляется как термодинамическая движущая сила для фазового поля.

    Можно дать полностью эквивалентную формулировку этой модели, в которой связь с моделью для чистого вещества более прямая [63]. Он начинается с функционала

    (15.68) Ω = ∫Vωint + ωs (µ˜, T) g (ϕ) + ωl (µ˜, T) [1 − g (ϕ)].

    Здесь ωint имеет ту же форму, что и f int , а ων = fν − μ˜c — преобразования Лежандра плотностей свободной энергии, что означает, что они зависят от диффузионного потенциала, а не от состава.Этот функционал был назван «функционалом большого потенциала», хотя правильным выражением для большого потенциала бинарной смеси является f − μAρA − μBρB; однако в случае постоянного молярного объема функция ω удовлетворяет точно тем же термодинамическим соотношениям, что и большой потенциал чистого вещества, если химический потенциал заменен на диффузионный потенциал. В частности,

    (15,69) ∂ων∂μ˜ = −cν.

    Уравнения движения для переменных ϕ и µ˜ теперь могут быть получены прямым способом.Уравнение равновесия для фазового поля эквивалентно уравнению (15.65) с заменой разности f s f l на ωs − ωl. Поскольку последний равен нулю в состоянии равновесия, профиль границы раздела определяется одним только ωint, и при желании применяется масштабирование уравнения (15.23).

    Изменение Ω относительно µ˜ дает выражение для локального состава:

    (15.70) δΩδµ˜ = ∂ωs∂µ˜g (ϕ) + ∂ωl∂µ˜ [1 − g (ϕ)] = −c (µ˜, ϕ).

    Используя уравнение (15.69), легко увидеть, что это выражение фактически идентично уравнению (15.67). Взяв производную по времени от c (μ˜, ϕ) и используя сохранение массы, ∂tc = ∇ → (M∇ → μ˜), можно получить уравнение для диффузионного потенциала

    (15.71) χ (μ˜, T, ϕ) ∂tμ˜ = ∇ → (M∇ → μ˜) + (cl − cs) g ′ (ϕ) ∂tϕ,

    с

    (15.72) χ (μ˜, T, ϕ) = χs (µ˜, T) g (ϕ) + χl (µ˜, T) [1 − g (ϕ)] χν = ∂2ων∂µ˜2

    — обобщенная восприимчивость [5]. Структура этого уравнения полностью эквивалентна уравнению (15.53) для температуры, где χ играет роль теплоемкости C и c l c s вместо s l с с . Конечно, это просто выражает термодинамическую эквивалентность интенсивных переменных T и µ˜ и обширных переменных s и c . Однако главное отличие от случая чистого вещества состоит в том, что χ, как правило, сильно различается для жидкости и твердого тела, поэтому нельзя пренебрегать зависимостью χ от ϕ .

    Стекло следует определять как жидкость | Research

    Два ученых-материаловеда призвали переосмыслить определение того, что именно такое стекло. В новом определении стекло будет описываться как неравновесное, некристаллическое состояние вещества, больше похожее на жидкость, чем на твердое тело. 1

    Когда инженер-материаловед Эдгар Занотто выступал на конференции по технологии стекла, он, возможно, не ожидал, что вызовет горячие дебаты о природе стекловидных материалов.Несмотря на то, что люди использовали стекло около 6000 лет, оно все еще не поддается определению: стекло твердое и разбивается, как кристаллическое твердое тело, но оно также течет, как жидкость. Хотя это движение слишком медленное, чтобы его можно было наблюдать в обычном оконном стекле, некоторые стекла текут достаточно быстро, чтобы можно было проводить измерения. 2

    Теперь Занотто из Федерального университета Сан-Карлоса, Бразилия, и Джон Мауро из компании-производителя стекла Corning пытаются изменить хрестоматийное определение стекловидного состояния, которое обычно описывает стекло как некристаллическое твердое тело.Исследователи утверждают, что стекло следует классифицировать как замороженную жидкость, потому что его структура ближе к исходной переохлажденной жидкости, чем к кристаллическому состоянию.

    Стекла, как и жидкости, расслабляются и деформируются только под действием силы тяжести. С другой стороны, твердые тела деформируются только под действием внешнего давления. Более того, все стекловидные материалы в конечном итоге затвердеют в кристаллический материал. По мнению исследователей, если бы они уже были твердыми, этот фазовый переход был бы невозможен.

    И течение, и затвердевание происходят очень медленно по человеческим временам, что в некоторой степени объясняет, почему стекло так долго считалось твердым.

    Скромное предложение обновить учебники

    Новое предлагаемое определение стекла для неспециалистов:

    «Стекло — это неравновесное, некристаллическое состояние вещества, которое кажется твердым на короткое время, но непрерывно релаксирует в сторону жидкого состояния».

    У двух материаловедов есть более подробное определение для экспертов:

    ‘Стекло — это неравновесное, некристаллическое конденсированное состояние вещества, которое демонстрирует стеклование.Стекла имеют структуру, аналогичную структуре их родительских переохлажденных жидкостей (SCL), и они спонтанно релаксируют к состоянию SCL. Их окончательная судьба в пределах бесконечного времени — кристаллизоваться ».

    Природа стекла остается чем угодно, только не прозрачным

    Доктор Райхман сказал о теории доктора Волинса: «Я думаю, что многие элементы в ней верны», но он сказал, что это не полная картина. По словам доктора Райхмана, эта проблема привлекает теоретиков, «потому что мы думаем, что она еще не решена, за исключением, может быть, Питера.

    Ученые медленно накапливают новые улики. Несколько лет назад эксперименты и компьютерное моделирование выявили нечто неожиданное: по мере охлаждения расплавленного стекла молекулы не замедляются равномерно. Некоторые области сначала заклинивают, в то время как в других областях молекулы продолжают перемещаться, как жидкость. Что еще более странно, быстро движущиеся регионы ничем не отличаются от медленно движущихся.

    Между тем компьютерное моделирование стало сложным и достаточно масштабным, чтобы дать дополнительную информацию, и появилось еще больше теорий, объясняющих использование очков.

    Дэвид А. Вайц, профессор физики из Гарварда, пошутил: «Теорий стеклования больше, чем теоретиков, которые их предлагают». Доктор Вайц проводит эксперименты с использованием крошечных частиц, взвешенных в жидкости, чтобы имитировать поведение стекла, и он уклоняется от теоретических сражений. «Это может привести к таким противоречивым и громким аргументам, и я не хочу вмешиваться в это сам».

    Для ученых стекло — это не просто стекло окон и банок, сделанное из кремнезема, карбоната натрия и оксида кальция.Скорее, стекло — это любое твердое тело, в котором беспорядочно перемешаны молекулы. Многие пластмассы, такие как поликарбонат, являются стеклами, как и многие керамические изделия.

    Понимание стекла не только решит давнюю фундаментальную (и, возможно, достойную Нобелевской премии) проблему, но и, возможно, приведет к созданию лучших очков. Эти знания могут принести пользу, например, производителям лекарств. Некоторые лекарства, если бы они могли быть изготовлены в стабильной стеклянной структуре вместо кристаллической формы, растворялись бы быстрее, что позволяло бы принимать их перорально, а не вводить инъекции.Инструменты и методы, применяемые к стеклу, могут также способствовать решению других проблем в материаловедении, биологии и других областях, которые рассматривают общие свойства, возникающие из многих неупорядоченных взаимодействий.

    «Стакан — это, возможно, самый простой пример действительно сложной», — сказал доктор Харроуэлл, профессор Сиднейского университета. В жидкостях молекулы колеблются по случайным путям. При охлаждении жидкость либо замерзает, как вода в лед, либо не замерзает, а образует стакан.

    аморфное твердое тело | физика | Британника

    аморфное твердое тело , любое некристаллическое твердое тело, в котором атомы и молекулы не организованы в определенную структуру решетки. К таким твердым веществам относятся стекло, пластик и гель.

    Твердые и жидкие вещества являются формами конденсированного состояния; оба состоят из атомов, находящихся в непосредственной близости друг от друга. Но их свойства, конечно, сильно различаются. В то время как твердый материал имеет четко определенный объем и четко определенную форму, жидкость имеет четко определенный объем, но форма, которая зависит от формы контейнера.Другими словами, твердое тело демонстрирует сопротивление сдвигу, а жидкость — нет. Внешние силы могут скручивать, изгибать или искажать форму твердого тела, но (при условии, что силы не превышают предел упругости твердого тела) оно «возвращается» к своей исходной форме, когда силы снимаются. Жидкость течет под действием внешней силы; он не держит форму. Эти макроскопические характеристики составляют существенные отличия: жидкость течет, не имеет определенной формы (хотя ее объем определен), не выдерживает напряжения сдвига; твердое тело не течет, имеет определенную форму и проявляет упругую жесткость по отношению к напряжению сдвига.

    Британская викторина

    Наука: факт или вымысел?

    Ты загорелся физикой? Головоломка по поводу геологии? С помощью этих вопросов отделите научные факты от вымысла.

    На атомном уровне эти макроскопические различия возникают из-за фундаментального различия в природе атомного движения.На рис. 1 схематически изображены движения атомов в жидкости и твердом теле. Атомы в твердом теле неподвижны. Каждый атом остается близко к одной точке в пространстве, хотя атом не неподвижен, а вместо этого быстро колеблется вокруг этой фиксированной точки (чем выше температура, тем быстрее он колеблется). Фиксированную точку можно рассматривать как усредненный по времени центр тяжести быстро покачивающегося атома. Пространственное расположение этих фиксированных точек составляет прочную структуру атомного масштаба.Напротив, жидкость не имеет прочного расположения атомов. Атомы в жидкости подвижны и постоянно блуждают по материалу.

    Различие между кристаллическими и аморфными твердыми телами

    Есть два основных класса твердых тел: кристаллические и аморфные. Что отличает их друг от друга, так это природа их атомной структуры. Существенные различия показаны на рисунке 2. Основные особенности расположения атомов в аморфных твердых телах (также называемых стеклами), в отличие от кристаллов, показаны на рисунке для двумерных структур; ключевые моменты переносятся на реальные трехмерные структуры реальных материалов.На рисунке в качестве ориентира также приводится схема расположения атомов в газе. На рисунках, представляющих кристаллическую (A) и стеклянную (B) структуры, сплошные точки обозначают неподвижные точки, вокруг которых колеблются атомы; для газа (C) точки обозначают снимок одной конфигурации мгновенных положений атомов.

    Рис. 2. Расположение атомов в (A) кристаллическом твердом теле, (B) в аморфном твердом теле и (C) в газе.

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Атомные позиции в кристалле демонстрируют свойство, называемое дальним порядком или поступательной периодичностью; позиции повторяются в пространстве в обычном массиве, как на рисунке 2A. В аморфном твердом теле поступательная периодичность отсутствует. Как показано на рисунке 2B, дальний порядок отсутствует. Однако атомы не распределены в пространстве случайным образом, как в газе на Рисунке 2C. В примере со стеклом, показанном на рисунке, у каждого атома есть три ближайших соседних атома на том же расстоянии (называемом длиной химической связи) от него, как и в соответствующем кристалле.Все твердые вещества, как кристаллические, так и аморфные, обладают ближним (атомным) порядком. (Таким образом, термин «аморфный», буквально «не имеющий формы или структуры», на самом деле неверен в контексте стандартного выражения «аморфное твердое тело».) Четко определенный ближний порядок является следствием химической связи между атомами, которая является отвечает за удержание твердого тела вместе.

    Помимо терминов аморфное твердое тело и стекло, другие используемые термины включают некристаллическое твердое тело и стекловидное твердое тело.Аморфное твердое тело и некристаллическое твердое тело — более общие термины, в то время как стекло и стекловидное твердое тело исторически относились к аморфному твердому веществу, полученному путем быстрого охлаждения (закалки) расплава, как в сценарии 2 на рисунке 3.

    Рисунок 3: Два общие пути охлаждения, по которым группа атомов может конденсироваться. Путь 1 — это путь к кристаллическому состоянию; маршрут 2 — это путь быстрой закалки к аморфному твердому состоянию.

    Британская энциклопедия, Inc.

    На рисунке 3, который следует читать справа налево, показаны два типа сценариев, которые могут возникнуть, когда охлаждение вызывает конденсацию определенного количества атомов из газовой фазы в жидкую фазу, а затем в твердую фазу.Температура отображается по горизонтали, а объем, занимаемый материалом, отображается по вертикали. Температура T b — точка кипения, T f — точка замерзания (или плавления) и T g — температура стеклования. В сценарии 1 жидкость замерзает при температуре T f и превращается в кристаллическое твердое вещество с резким скачком объема. Обычно это происходит, когда охлаждение происходит медленно.Однако при достаточно высоких скоростях охлаждения большинство материалов демонстрируют другое поведение и переходят по маршруту 2 в твердое состояние. T f обходится, и жидкое состояние сохраняется до тех пор, пока не будет достигнута более низкая температура T g и не будет реализован второй сценарий затвердевания. В узком температурном диапазоне около T g , происходит стеклование: жидкость замерзает в аморфное твердое тело без резких скачков объема.

    Температура стеклования T g не так четко определена, как T f ; T г немного смещается вниз при снижении скорости охлаждения. Причиной этого явления является резкая температурная зависимость времени отклика молекулы, на что грубо указывают значения порядка величины, показанные в верхней части рисунка 3. Когда температура опускается ниже T г , , время отклика для молекулярной перестройки становится намного больше, чем время, доступное экспериментально, так что жидко-подобная подвижность (рис. 1, справа) исчезает, а атомная конфигурация становится замороженной в набор фиксированных положений, к которым атомы привязаны (рис. , слева и 2B).

    Некоторые учебники ошибочно описывают стекла как недостаточно охлажденные вязкие жидкости, но на самом деле это неверно. Вдоль участка маршрута 2, обозначенного как жидкость на Фиг.3, это участок, расположенный между T f и T g , который правильно связан с описанием материала как недостаточно охлажденная жидкость ( переохлаждение означает, что его температура ниже T f ). Но ниже T г , в стекольной фазе это истинное твердое тело (проявляющее такие свойства, как упругая жесткость против сдвига).Небольшой наклон сегментов линии кристалла и стекла на фиг.3 по сравнению с большим наклоном жидкостной секции отражает тот факт, что коэффициент теплового расширения твердого тела мал по сравнению с коэффициентом теплового расширения жидкости.

    Жидкость имеет структуру, которая может быть ключом к пониманию металлического стекла

    Изображение с просвечивающего электронного микроскопа наностержней металлического стекла. (Любезно предоставлено Джуди Ча)

    Исследователи обнаружили, что жидкость имеет структуру при определенных обстоятельствах, и что эта структура существенно влияет на загадочное и сложное образование металлических стекол.

    Формовочные, как пластик, но прочные, как металл, металлические стекла представляют собой относительно новый класс материалов, изготовленных из сложных многокомпонентных сплавов. Их уникальные свойства проистекают из того, как их атомы располагаются в случайном порядке, когда они охлаждаются из жидкости в твердое тело. Но контролировать этот процесс — и полностью использовать эти материалы — оказалось непросто, так как многое еще неизвестно о том, что происходит в процессе охлаждения.

    Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, дает некоторые ответы.

    Исследователи во главе с Джуди Ча, Кэрол и Дугласом Меламедом, доцентом кафедры машиностроения и материаловедения, обнаружили, что металлические стекла в жидком состоянии периодически образуют кристаллические структуры — их свободно движущиеся атомы выстраиваются в определенные структуры. Это происходит на границе раздела жидкости и твердого тела — то есть, когда расплавленный материал частично затвердел, соседняя жидкость образует структуру, которая заставляет твердую часть расти в 20 раз быстрее, чем это было бы в противном случае.

    «Мы подчеркиваем этот пробел в наших знаниях», — сказал Ча, который также является членом Института энергетических наук Йельского университета в Западном кампусе. «Область кристаллизации очень развита, но фундаментальные вопросы остаются открытыми».

    Джуди Ча в своей Йельской лаборатории. (Фото предоставлено Йельским университетом)

    Для исследования исследователи использовали просвечивающую электронную микроскопию, чтобы в реальном времени наблюдать процесс кристаллизации в стержнях из металлического стекла наноразмерных размеров. Имея возможность наблюдать материал в атомном масштабе, они обнаружили, что металлическое стекло кристаллизовалось бы со скоростью от 15 до 20 атомов в секунду, если бы жидкость образовывала структуру.Когда у него не было структуры, скорость составляла от трех до пяти атомов в секунду.

    Юйцзюнь Се, доктор философии. кандидат в лабораторию Ча и ведущий автор статьи сказал, что следующим шагом будет расширение применения того, что они узнали.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *