Температура плавления жидкое стекло – производство разными способами, в том числе из стеклобоя, получится ли сделать его в домашних условиях и что можно из него изготовить?

При какой температуре плавится стекло?

 

Практически у каждого материала и соединения в мире имеется три возможных состояния: твердое, жидкое и газообразное. В нормальных условиях материалы пребывают в разном состоянии, которое зависит от их химических свойств.

Чтобы вывести их из равновесия, необходимо повышать или понижать температуру до указанного значения. Например, температура плавления стекла начинается примерно с 750 градусов по Цельсию. Материал имеет так называемые аморфные свойства, поэтому у него и нет конкретного значения.

 

Все зависит от количественного и качественного состава примесей в соединении. Так что установить конкретное значение для выбранного предмета можно исключительно экспериментальным путем. Для этого понадобится определенный набор измерительных приборов, который имеется только в специализированных лабораториях. Можно, конечно, взять и бытовые аналоги, но они будут иметь слишком большую погрешность.

 

Принципы расчета

 

 

• 1.    Необходимость обеспечения поэтапного повышения температуры расплавляемого тела строго на один градус. В противном случае невозможно будет достоверно установить, при каком именно показателе начинается процесс перехода из твердого состояния в жидкое, то есть эксперимент завершится неудачей.
• 2.    Нужно найти очень точный термометр, способный замерять температуру до 2 тысяч градусов по Цельсию с минимальной погрешностью. Лучше всего подойдет электронный прибор, который будет стоит слишком дорого для бытовых опытов.
• 3.    Проведение эксперимента дома в принципе не самая удачная идея, потому что придется искать посуду, в которой можно плавить стекло, раздобыть устойчивый источник огня, способный обеспечить нужный уровень подогрева, купить дорогостоящее оборудование.

 

Процесс плавления

 

 

Отсутствие четкого числа заставляет нерационально использовать производственные ресурсы. Например, на стекольных заводах в печах поддерживают температуру около 1600 градусов Цельсия, притом, что многие виды могли бы без проблем расплавиться и при одной тысяче. Экономия энергоносителей позволила бы значительно снизить себестоимость готовой продукции, что положительно повлияло бы на экономическую эффективность деятельности стеклодувных заводов.

Температура плавления стекла в градусах начинается от 750 (некоторые источники приводят цифру от 1000) и продолжается аж до 2500. При этом, если брать акриловое стекло, которое по сути не является стеклом, а просто имеет такое название, то оно плавится всего при 160 градусах, а на 200 градусах уже начинает кипеть. Но оно состоит из органической смолы и не имеет в составе кремния и других химических элементов.

А вот остальные марки наоборот зачастую могут похвастаться пестрым разнообразием состава. Используемый в производстве песок часто проходит недостаточную очистку, в результате чего в готовых изделиях содержится много ненужного. Внешне это никак не отражается на эксплуатационных свойствах, но приводит к аморфности химических характеристик.

 

 

 

Понижения температуры плавления стекла можно достичь, если в расплав добавить соответствующие элементы. В бытовых опытах наиболее доступными являются оксид свинца и борная кислота. Массовую долю нужно будет рассчитать по известным формулам, так как она будет зависеть от количества расплавленного стекла. После застывания можно будет повторить свой опыт и убедиться, что теперь материал плавится при значительно меньшей температуре.

 

Но стоит учесть, что полученное стекло не имеет практического значения и годится исключительно для опытов. Это связано с тем, что добавление примесей изменяет и его рабочие параметры, так что вещество не сможет в полной мере справляться с возложенными на него функциями. Именно поэтому никто не изменяет технологический процесс с помощью добавления указанных компонентов.

 

Основные значения

 

–    температура плавления бутылочного стекла – 1200-1400 градусов по Цельсию;
–    температура плавления кварцевого стекла – около 1665 градусов по Цельсию;
–    температура плавления ампульного стекла – 1550-1800 градусов по Цельсию;
–    жидкое стекло температура плавления – 1088 градусов по Цельсию.

Для последнего вещества можно указать точную цифру, потому что оно не проявляет аморфных свойств, так как является водно-щелочным раствором силикатов натрия и калия. Стоит также учесть, что стекло плавится не сразу, а вначале переходит в тягучее карамелеобразное состояние. Это свойство используется мастерами-стеклодувами для создания различных изделий и сувениров.

Заняться подобным ремеслом можно и в домашних условиях. Недостатка в сырье не будет, так как можно найти массу стеклянных бутылок прямо на улице. А в качестве прибора для размягчения материала подойдет и обычная газовая лампа. Свои изделия ручной работы можно будет потом продавать на сувениры и зарабатывать неплохие деньги.

promplace.ru

Температура плавления стекла (температура начала размягчения)

Понятие «температура плавления стекла» применяют по аналогии с точкой плавления чистого кристаллического вещества, однако аморфные или стеклообразные материалы, как известно, не имеют точки плавления, а обнаруживают в определенных температурных границах растянутый интервал размягчения, который имеет начальную и конечную температуру.

Начальная точка размягчения стекла характеризуется температурой, при которой его вязкость приобретает значение около 10

12пуаз. Для обычных промышленных стекол размягчение начинается в интервале температуры 400-600°С.

За конец размягчения стекла принимают температуру, при которой стекло имеет вязкость 2·10⁸ пуаз, что для большинства обыкновенных стекол соответствует температурному диапазону от 700 до 750°С.

На температуру плавления стекла (или начала размягчения) существенно влияет его химический состав. В частности, понижению температуры плавления стекла, так же как и его вязкости, способствуют следующие окислы: B₂O₃, BaO, Na₂O, K₂O, Li₂O, Fe₂O₃, MnO и PbO. Повышают температуру плавления стекол и их вязкость такие оксиды металлов, как Al₂O₃, CaO, MgO, SiO, ZrO₂, TiO₂.

Следует отметить стекла с высокой температурой плавления. К ним относятся: кварцевое стекло различных типов, кремнеземистые стекла, ситаллы и ситалловые стекла.

Например, температура плавления кварцевого стекла может достигать 1300°С. В диапазоне температуры от 630 до 730°С начинают плавиться (размягчаться) термостойкие стекла и стекла для медицинского применения. Оконное, лабораторное, посудное стекло и хрусталь имеют температуру начала размягчения от 530 до 600°С.

Температура плавления стекла (температура начала размягчения)

Стекло	t, °С	Стекло	t, °С
Кварцевое I	1300	Термостойкое Т28	645
Кварцевое КИ	1220	Медицинское НС-1	630
Кварцевое КВ, КУ, КВР	1160	Листовое оконное	600
Кварцевое II	1100	Пеностекло	< 600
Пеностекло кремнеземистое	1100	Лабораторное Ц32	590
Стекло для труб ситалловое	1100	Sial	590
Ситаллы СТЛ	980	Медицинское АБ-1	590
Шлакоситаллы	950	Лабораторное N846	582
Ситаллы СТМ, СТБ	930	Лабораторное N23	580
Волоконное бесщелочное	830	N51-A	574
Термостойкое Ц26	730	Симакс	570
Стекло для труб	725	Лабораторное N29	565
Термостойкое Щ23	710	Стекло Пирекс	565
Волоконное натриевое	710	Сортовое (посудное стекло)	560
Термостойкое N13	680	Uninost	530
Термостойкое Т16	680	Хрустальное (свинцовое)	530

Источники:

1. Стекло: Справочник. Под ред. Н. М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973.
2. Сентюрин Г. Г., Павлушкин Н. М. и др. Практикум по технологии стекла и ситаллов — 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1970.

thermalinfo.ru

Стекло. Получение и использование. Температура плавления стекла

Являясь одним из самых древних материалов, стекло используется человечеством на протяжении не одной тысячи лет. Универсальность этого вещества позволила ему найти применение в самых различных отраслях. По физико-химическим свойствам стекло относится к неорганическим соединениям, оно твёрдое, имеет аморфную структуру, изотропно.

Для каждого вида стекла характерно в процессе изготовления преобразование агрегатного состояния от жидкотекучего, чрезвычайно вязкого до стеклообразного вида. Технология производства предусматривает его остывание со скоростью, которая не позволяет перейти в фазу кристаллизации расплава.

Температура плавления стекла зависит от его качества и предполагаемых характеристик. Как правило, варка происходит в довольно широком диапазоне температур от 300 до 2500 °C. Зависят свойства этого вещества от компонентов, входящих в состав стеклообразующих расплавов. Их перечень довольно обширный и представлен различными оксидами, фосфатами, фторидами и прочими добавками. При этом классическая прозрачность является далеко не последней характеристикой для различных видов стёкол, встречающихся как в природе, так и синтезируемых в ходе производства.

С самыми древними стеклянными поделками, датированными семью веками до нашей эры, познакомились археологи, занимающиеся раскопками в Египте. Это были бусы и амулеты. Но прошло несколько тысячелетий, пока не появились первые промышленные предприятия, стекольные заводы восемнадцатого века. Особенностью стеклопроизводства в шихтах стало то, что температура плавления стекла достигалась использованием угля, а котлы для варки стали закрытыми.

До этого в качестве топлива использовались дрова, стекловаренные мастерские долго не находились на месте, печи рассыпались, а топливо в округе быстро расходовалось. Котлы были открытыми, дрова не выделяли веществ, влияющих на прозрачность и цвет выходного продукта. Температура плавления стекла в технологическом процессе такого типа достигала 1450 °C.

Важным событием стало изобретение в начале XX века метода производства листового стекла, названного по имени его разработчика Эмиля Фурко, предложившего машинный способ вытяжки. Просуществовав вплоть до 1959 года, он был вытеснен Флоат-методом, разработанным фирмой «Пилкингтон».

Основными составляющими обычного стекла является кварцевый песок в пропорции 69-74 %, сода (12-16 %), доломит и известняк (5-12 %). Но в технологическом процессе производства имеет важное значение не только при какой температуре плавится стекло, но и какая скорость охлаждения расплава. Теоретически при быстром охлаждении можно получить стекловидное тело и из металла, главное успеть охладить расплав до образования кристаллической решётки.

При всём многообразии привлекательных свойств обычного стекла в своё время возникла острая необходимость в более прочном и лёгком прозрачном материале. Прежде всего, это коснулась отрасли, специализирующейся на самолётостроении. Оргстекло получило своё название лишь по внешним сходствам с традиционным стеклом.

Ударопрочность его в пять раз выше, оно легче в 2,5 раза. По светопропусканию оно достигает уровня 92%, имеет высокую стойкость к старению. Намного проще и доступней оргстекло в обработке. Температура плавления оргстекла находится в пределах 90-105 градусов, что позволяет его подвергать термической обработке.

Но оба эти материала заняли каждый свою нишу в современном производстве. Традиционное неорганическое стекло прочно удерживает свои позиции и не собирается их сдавать новейшим органическим полимерам.

Использование широкого спектра различных примесей и добавок позволяет получить не только удивительные оптические характеристики стекла, но и значительно улучшить его механические свойства.

Кроме промышленного использования, нельзя не отметить роль художественного стекла. Мастера–стеклодувы, продолжая традиции древних художников, превратили создание шедевров из стекла в истинное искусство. В печах их мастерских достигается температура плавления стекла, работая практически вручную, в своём творчестве они не только проявляют незаурядную фантазию, но и затрачивают массу физических усилий.

fb.ru

Поведение жидкостекольных систем при повышенных температурах

Растворимое и жидкое стекло

При умеренном нагревании натриевые жидкие стекла по мере потери влаги увеличивают вязкость и затвердевают, когда содер­жание воды понижается до 20—30%. Выше 100 °С скорость потери веса снижается и обращается в ноль около’ 600 °С, когда гидратные формы кремнезема полностью отдадут воду.

Весьма важен темп нагревания. Если давление насыщенного пара в глубинных слоях стекла окажется выше атмосферного давления, то произойдет вспучивание материала. Этим явлением пользуются для получения пористых материалов, резко снижая внешнее давление в нагретой системе в той стадии, когда жидкое стекло еще сохраняет пластичность. Такой же результат получает­ся при быстром повышении температуры после гранулирования жидкого стекла, так как существует значительный градиент влаж­ности материала от поверхности к центру гранулы [58, 59].

В других случаях, когда жидкое стекло используется как связующее в бетонах, желательно получить наиболее плотные и прочные структуры. Пористость в бетонах возникает как за счет уменьшения объема жидкого стекла в ходе потери влаги и обра­зования крупных пустот, так и из-за возникновения капиллярной пористости затвердевшего жидкого стекла при его дальнейшем высушивании.

Пористость собственно затвердевшего жидкого стекла, высу­шенного при разных температурах, была определена нами для калиевых систем различных модулей, начиная от трех и кончая золями, стабилизированными калиевой щелочью. Также была из­мерена удельная поверхность по азоту методом БЭТ. Пористость определяли измерением эффективной ПЛОТНОСТИ (бэф) пикнометри – ческим методом и кажущейся плотности (ек)- Затвердевшие в

Течение недели растворы в слое 2—3 мм затем сушили до постоян­ного веса при различных температурах. Данные приведены в табл. 21.

Чем ниже модуль жидкого стекла, тем выше проявляется склонность системы изменять при потере воды свой общий объем, мало изменяя сплошность структуры. И наоборот, золи стремятся сохранить свой общий объем, создавая пористость при потере воды.

Равновесная сушка, т. е. высушивание жидкого стекла до постоянного веса при каждой температуре, и вопросы кинетики сушки описаны в разд. 4.3.

При дальнейшем нагревании обезвоженного силиката, как от­мечает Вейл [13], стекло увеличивается в объеме при температуре ниже ликвидуса градусов на 300 и это приводит к частичной потере прочности. Затем прочность начинает существенно возра­стать за счет анионной полимеризации и уплотнения всей системы при непосредственном возникновении безводных стекольных свя­зей. Водостойкость системы на этом этапе заметно возрастает. Вблизи 1000 °С начинают протекать реакции между силикатом и теми или иными наполнителями, если силикат находится в составе Жаростойкого бетона, и после достаточной выдержки при этой температуре система приобретает свою эксплуатационную проч­ность и жаростойкость максимум до 1600 °С (в зависимости от наполнителя) с началом размягчения под нагрузкой 0,2 МПа при этой температуре [57].

Высокотемпературные фазовые превращения безводных нат – Риевых и калиевых стекол можно увидеть по диаграммам в разд. 2-1 и 2.2.

При распылительной сушке натриевого жидкого стекла для получения легкорастворимых порошков температуру воздуха мож­но повышать до 300 °С, сокращая соответственно время сушки, Для калиевого жидкого стекла такое повышение недопустимо из – за образования нерастворимых форм силиката калия. Силикаты лития при потере гидратной влаги в районе 150—200 °С начинают превращаться в формы, нерастворимые в воде, и материал быстро приобретает водостойкость.

Силикаты четвертичных аммонийных оснований при нагрева­нии начинают разлагаться и теряют не только воду, но и органи­ческую составляющую. На рис. 41 приведены кинетические данные этого процесса при различных температурах. Видно, что нагрева­ние до 300 °С приводит к потере подавляющей части органики. Гидрат тетраметиламмония разлагается с образованием триме- тиламина и метилового спирта

(СН3), NOH—(CH, bN+Ch4OH.

Более сложные тетраалкилы аммония термически диссоциируют по схеме

R3(R’—Ch3-Ch3)N0H^R3N + h30+R’-CH=Ch3.

Силикат при этом превращается в частично гидратированный кремнезем, система становится полностью нерастворима в воде, но сохраняет влагопроницаемость. Переход от силиката четвер­тичного аммония к кремнезему не нарушает целостность пленок и покрытий и используется в практических целях.

Особую область использования растворимых стекол образуют технологии, в которых получение жидкого стекла и его отвержде­ние совмещаются в одном непрерывном процессе [57]. Такая технология включает совместный сухой помол растворимого стек­ла, части наполнителя и отвердителя. Затворяя по месту исполь­зования такую смесь водой и получая требуемые композиции, при повышенной температуре, подчас изменяющейся по заданному графику, проводят операции образования жидкого стекла и от­верждения всей композиции. Когда растворимым стеклом являют­ся гидратированные порошки силикатов калия или натрия, рас­творяющиеся при обычной температуре за несколько минут, то такая технология в физико-химическом отношении мало отли­чается от обычного процесса использования жидкого стекла в соответствующей композиции.

Другое дело, когда используют безводные растворимые стекла. Большей частью применяют не очень высокомодульные порошки с повышенной щелочностью. Они растворяются лучше, и с при­менением автоклава, т. е. при температуре выше 100 °С, растворе­ние продолжается десятки минут, часы и может вообще не завер­шаться полностью. Образовавшееся в системе жидкое стекло уступает во взаимодействие с не очень активным отвердителем, которым может быть и собственно наполнитель; система приобре­тет начальную прочность, и в дальнейшем, повышая температуру По заданному графику, проводят полное отверждение.

Использование более щелочных растворимых стекол, повышен­ная температура и необходимое давление пара позволяют связы­вать карбонатные породы, прежде всего известняки, магнезит, доломиты, достигая прочности на сжатие несколько десятков МПа. Подобная технология была опробована также с алюмосилика­тами, некоторыми кремнеземсодержащими породами и целым ря­дом наполнителей, практически не взаимодействующих с жидким стеклом при обычной температуре [57]. Основная трудность при­менения безводного растворимого стекла в виде порошков заклю­чается в отработке температурного режима, который бы позволил в достаточной степени растворить стекольный порошок и затем при более высокой температуре и давлении пара провести реакцию с наполнителем.

Взаимодействие растворов силикатов с соединениями кальция занимает важное место в практической химии и заслуживает отдельного анализа. Чтобы разобраться в огромном количестве известных из практики фактов, подытожим общехимические све­дения, характеризующие их …

В общем виде под силикатными красками следует понима1 суспензию наполнителей, отвердителей (силикатизаторов) и пиг­ментов в водных растворах водорастворимых силикатов, в част­ности жидких стекол. Применение жидкого стекла в качестве пленкообразователя для …

Наиболее высокомодульными щелочными силикатами являют­ся стабилизированные кремнезоли. Это дисперсные системы с низ­кой вязкостью и клейкостью. Раствор с содержанием Si02 более 10% при размерах частиц до 7 нм прозрачен, выше 50 …

msd.com.ua

максимальные и минимальные показатели :: SYL.ru

Стекло – материал, который однозначно выделяется на фоне остальных, произведенных человеком. В первую очередь это благодаря свойствам данного материала. Несмотря на то что один из видов стекла добывается в виде минерала, обычно этот продукт становится результатом человеческой жизнедеятельности.

Свойства стекла

Кроме того факта, что существует температура плавления стекла, и что из этого материала можно делать самые разнообразные изделия, он имеет много других свойств. Плотность стекла во многом зависит от его химического состава, этот показатель характеризует отношение объема к весу материала. Так, этот показатель самый низкий у кварцевого стекла. Хрустальное, наоборот, имеет самую высокую, которая может превышать 3 г/см³. От химического состава также зависит и прочность этого материала, то есть то, как стекло может сохранять свою целостность в изделиях под воздействием внешних нагрузок. При растяжении и при сжатии влияние химического состава практически одинаково. На твердость материала влияет наличие или отсутствие примесей и их количественный показатель в данном экземпляре. Самым твердым считается то, в состав которого входит большое количество кремнезема, а именно кварцевое, а также боросиликатное. В свою очередь, наличие в составе окислов свинца снижает прочностные характеристики. Как известно, высокая температура плавления стекла позволяет изменить его внешний вид и при необходимости получить совершенно иную форму. Но при низких температурах, которые считаются нормальными для человеческой жизнедеятельности, стекло под воздействием нагрузок разрушается, а не деформируется. Хрупкость стеклянных изделий зависит от толщины материала, а также формы. Проще всего разбить на осколки получается стекло плоской формы. Чтобы этот показатель повысить, на производстве материала в состав добавляют окислы магния, борный ангидрид. Чем более неоднородно стекло, тем больше вероятность, что при механических нагрузках оно разобьется.

Воздействие температуры

Отдельного внимания стоит температура плавления стекла. Несмотря на хрупкость материала, для того чтобы перевести в жидкое состояние, потребуется нагреть его до высоких температур. Что касается обычного стекла, то его температура плавления колеблется от 425 до 600 ^оС, у кварцевого этот показатель достигает 1000 ^оС. Из-за своей хрупкости и, соответственно, сложности произведения действительно больших деталей из стекла, появилась необходимость создания такого материала, который мог бы быть более прочным, сохраняя при этом остальные свойства. И в 1936 году в продажу поступает органическое стекло. Температура плавления оргстекла низкая, составляет всего 160 ^оС, а при 200 ^оС материал доходит до кипения. Применяется оргстекло буквально везде, поскольку прозрачность у него такая же, как и у других но вот по удароустойчивости оно стоит на порядок выше.

Виды стекла

Если временно не рассматривать оргстекло, а вспомнить о других видах данного материала, то их насчитывается четыре: обычное, кварцевое, боросиликатное и хрустальное. Каждый вид имеет свои особые черты, которые выделяют его среди остальных.

Обычное стекло

К этому виду стекла относят содовое, поташное, а также известково-натриево-калиевое. Первый вид используется для производства оконных стекол, посуды, различной стеклотары. Поташное имеет более высокую температура плавления. Стекла такого типа используются для создания высококачественной посуды. Эта разновидность обычного стекла имеет выраженный блек и прозрачность. Последний вид также активно используется для производства посуды.

Кварцевое стекло

Этот вид стекла получают путем плавления сырья высокой чистоты. Поэтому ответ на вопрос о том, при какой температуре плавится стекло кварцевое, – 1000^оС. Это демонстрирует тот факт, что данный тип материала ещё и самый термостойкий, поэтому, если опустить его в раскаленном виде в холодную воду, он не будет трескаться. Благодаря этому кварцевое стекло можно использовать при очень высоких температурах, ведь чтобы привести его жидкое состояние, температура должна достигать 1500^оС. Существует две разновидности этого стекла – прозрачный и молочно-матовый кварц. По своим показателям они практически одинаковы, но отличаются оптическими свойствами. Поверхность кварцевого стекла имеет бльшую адсорбционную способность не только к влаге, но и к некоторым газам. Также стоит помнить о том, что кварц необходимо предохранять от всевозможных загрязнений, в том числе и от жирных следов от рук, подобные пятна можно удалить этанолом, как вариант используют ацетон.

Боросиликатное стекло

Этот вид стекла имеет в своем составе большое количество оксида бора, чем и объясняется его название. Благодаря введению в состав этого вещества, оно может быть гораздо прочнее других видов. Стойкость к термоудару у боросиликатного стекла может превышать этот показатель у известкового в 5 раз. Другие показатели связаны с химической стойкостью стекла, позволяют активно использовать его в электротехнике. Чтобы размягчить этот вид описываемого материала, необходимо нагреть его до температуры 585^оС.

Хрустальное стекло

Все знакомы с хрусталем, именно этот материал считается самым высокосортным среди различных стекол, он не только имеет неповторимый блеск, но и обладает способностью сильно преломлять свет. Хрустальное стекло может быть свинцовосодержащим и бессвинцовым. Первые имеют больший вес и демонстрируют красивую игру света, из них делают посуду или сувениры. Бессвинцовые стекла чаще применяются в оптических приборах и характеризуются высоким качеством.

www.syl.ru

Жидкое стекло « Учи физику!

Стекло изготовляют из песка, воды и известняка. Если во время плавления мы не добавим известняк, то получим двухкомплектное стекло, или растворимый силикат. Эта стекловидная масса после остывания становится твердой и прозрачной, но приобретает новые по сравнению с минеральным стеклом свойства: она растворяется в воде.
Такое, стекло было известно уже в XV веке, но промышленное производство его развернулось лишь в XVIII — XIX веках. Первым обратил внимание на значение жидкого стекла в промышленности и домашнем хозяйстве немецкий профессор Иоганн Фукс.

Он то и назвал водные растворы силикатов (например силикаты лития, натрия, калия) жидким стеклом. Впервые жидкое стекло нашло широкое применение во время гражданской войны в Северной Америке: не было канифоли, и вместо нее при изготовлении твердого мыла было использовано жидкое стекло.

«Рецепт» изготовления жидкого стекла в домашних условиях прост: в тигель всыпается смесь, состоящая из одной весовой части чистого песка и четырех весовых частей безводного карбоната натртия (соды). Эти компоненты нужно тщательно растереть в ступке и смешать. Затем хорошенько нагреть тигель до высокой температуры, чтобы его содержимое полностью растопилось. Полученный в результате этой операции кремнекислый натрий вымывается из тигеля горячей водой. Образовавшийся раствор, или кремнекислый натрий, растворенный в воде, — и есть жидкое стекло. В промышленной практике растопленная в печи силикатная глазурь плывет непрерывным потоком в воду. Мелкие, распыленные кусочки глазури растворяются в водяном паре.

Сегодня жидкое стекло находит широкое применение. Так, в бумажной промышленности оно используется для изготовления картона, склейки бумаги, пакетов, коробок. В пищевой промышленности к нему прибегают как к бактерицидному и стерилизующему средству, например, в разливочных для мытья молочных бутылок или пивных бочек. Яйцо, погруженное в жидкое стекло, покрывается блестящей, непроницаемой пленкой. Такие яйца можно хранить целый год: они не портятся и не теряют своих вкусовых качеств.
В текстильной промышленности жидкое стекло применяется для пропитки и в качестве примеси для отбеливающих и моющих жидкостей.

В строительной промышленности оно служит вяжущим средством для асбеста и изоляционных материалов. Жидким стеклом можно укреплять грунты, оседающие или осыпающиеся под тяжестью воздвигнутых на них сооружений. Для этого в землю, глубоко под фундамент здания, вбиваются соответствующим образом заостренные трубки, а через них нагнетают раствор жидкого стекла. Одновременно через другие трубки нагнетается раствор хлористого кальция и пропускается электрический ток. После таких «уколов» грунт становится твердым, монолитным, и фундамент перестает оседать. Таким образом, когда в Варшаве строили трассу Восток — Запад, был укреплен склон под костелом святой Анны. Жидкое стекло широко используется для пропитки древесины (пропитанная им, она становится почти негорючей) и для изготовления красок. Оно входит в качестве одного из компонентов в состав детергентов и средств для очистки.

Чтобы познакомиться с достоинствами жидкого стекла, выполните для развлечения несколько экспериментов. Жидкое стекло для этого следует купить в магазине. Если вы хотите получить огнестойкое покрытие для древесины, тщательно смешайте 25 грамм порошкообразного сульфата бария, 1 грамм окиси цинка, 20 миллилитров воды и 25 грамм жидкого стекла, а затем покройте древесину этой смесью (сравнительно толстым слоем). Пропиточную смесь следует часто перемешивать. После того, как первое покрытие высохнет, то есть через 15 минут, нужно повторить эту операцию. Чтобы получить цветную пропиточную смесь, добавьте такой минеральный краситель, какой применяется для окраски стен.

Жидкое стекло — надежный клей. Им можно склеивать разбитые тарелки, вазы, бумаги, наклеивать бумагу на жесть, цинковый или оловянный лист. Клей изготовляется таким образом: 4 весовые части сахара растворить, слегка разогрев, в 10 часах раствора жидкого стекла, а затем добавить одну часть глицерина. Полученный клей бесцветен и быстро сохнет, а высохнув, становится водостойким.

Жидкое стекло можно использовать и для приготовления замазок. Нужно только помнить, что такие замазки быстро затвердевают (некоторые в течение нескольких или нескольких десятков минут). Поэтому изготовлять замазку следует непосредственно перед употреблением. Высохнув, эта замаэка не растворяется в воде, делая соединения водостойкими.

Из раствора жидкого стекла и растертого в мелкий порошок мела приготовляем самую простую замазку, которую следует тут же пустить в дело (кашица для склейки фарфора должна быть довольно жидкой). Другого рода замазку получаем, смешивая две части хорошо раздробленного асбеста и одну часть цинковых белил с таким количеством раствора жидкого стекла, чтобы образовалась густая кашица. Можно использовать только цинковые белила, но замазка с асбестом значительно лучше.

Замазку для скрепления железных частей, устойчивую к высокой температуре, можно приготовить, замешав смесь из 10 частей двуокиси марганца (коричневого или черного), 5 частей цинковых белил и одной части буры так, чтобы получилась не слишком густая кашица. За работу нужио взяться
сразу. Через некоторые время замазка становится очень твердой, но не растрескивается. Приготовленная таким же образом из смеси одной части цинковых белил и одной части двуокиси марганца, замешанной раствором жидкого стекла, замазка выдерживает даже температуру каления. Эти замазки можно использовать и для других целей.

Из цемента, замешанного раствором жидкого стекла (в пропорции примерно 2:1), получается замазка, применяемая при каменных работах. И эту замазку, так как она быстро затвердевает, следует изготовлять непосредственно перед употреблением. Перед, тем как накладывать замазку, места соединений нужно смочить раствором жидкого стекла. Такая замазка очень тверда, и поэтому ею можно заливать щели в каменных плитах и даже большие отверстия, ремонтировать поврежденные каменные ступеньки, карнизы и т.д. Для этого к цементу можно прибавить немного мелкого песка. Через 6 часов по отремонтированным плитам можно уже ходить.
Итак, жидкое стекло — это универсальный и дешевый материал, имеющий широкое применение.

К. ПШЕЗДЗЕЦКАЯ 3. ВЕНГЛОВСКИИ

uchifiziku.ru

Жидкое стекло Википедия

Жи́дкое стекло́ — водный щелочной раствор силикатов натрия Na₂O(SiO₂)_n и (или) калия K₂O(SiO₂)_n^[1]. Реже в качестве жидкого стекла используют силикаты лития, например, в электродном покрытии.

Жидкое стекло также широко известно как силикатный клей (торговое название).

История

Впервые жидкое стекло получил в 1818 году немецкий химик и минеролог Ян Непомук фон Фукс действием щелочей на кремниевую кислоту.

В настоящее время жидкое стекло получают обработкой в автоклаве кремнезёмсодержащего сырья концентрированными растворами гидроксида натрия или сплавлением кварцевого песка с содой. Известны также способы получения жидкого стекла, основанные на прямом растворении кремнистого сырья (опоки, трепелы, диатомиты и другие) в растворах щелочей при атмосферном давлении и относительно невысокой температуре (температура кипения раствора щелочи).

Характеристикой химического состава жидкого стекла является силикатный модуль. Модуль показывает отношение содержащегося в жидком стекле оксида кремния к оксиду натрия или калия и характеризует выход кремнезёма в раствор. По величине силикатного модуля о качестве жидкого стекла не судят, но в некоторых технологических прописях присутствуют указания к использованию конкретного модуля, когда конечный продукт напрямую зависит от количественного соотношения данных оксидов.

Свойства

Жидкое стекло растворимо в воде, вследствие гидролиза этот раствор имеет щелочную реакцию. В зависимости от концентрации водных растворов значение рН равно 10-13. Плотность и вязкость растворов жидкого стекла зависят от концентрации раствора, температуры и соотношения кремнекислоты к щелочи. Натриевое жидкое стекло (силикатная глыба) разжижается при температуре 590…670 °C. Отвердевшая плёнка жидкого стекла растворима в воде. Регидролиз снижается при реакции с ионами металлов (образуются нерастворимые силикаты), или при нейтрализации кислотой (образуется нерастворимый гель кремнекислоты). При химической реакции жидкого стекла с амфотерной металлической крошкой, базовыми оксидами металлов, алюминатами, цинкатами и плюмбатами образуется труднорастворимые силикаты в смеси с кремниевым гелем. Отвердевшая плёнка под воздействием влаги и углекислого газа воздуха теряет свои свойства и образуется белый осадок щелочного карбоната.

Растворы жидкого стекла несовместимы с органическими веществами (кроме сахара, алкоголя и мочевины), с жидкими искусственными смолистыми дисперсиями происходит коагуляция как органической коллоидной системы, так и силикатного раствора. Растворы спиртов, альдегидов, кетонов, аммиака и солевые растворы производят эффект «высаливания»^[2].

Применение

Областей применения жидкого стекла очень много. Его, в частности, применяют для изготовления кислотоупорного и гидроупорного цемента и бетона, для пропитывания тканей, приготовления огнеупорных красок и покрытий по дереву (антипирены), укрепления слабых грунтов, в качестве клея для склеивания целлюлозных материалов, в производстве электродов, при очистке растительного и машинного масла и др.

В сочетании со спиртом и самым мелким песком используют для создания «керамических» или оболочковых форм, в которые после прокаливания до 1000 °C отливают металлические изделия.

Жидкое стекло используется в буровых растворах, образуя нерастворимые соединения (так называемая «силикатизация» поверхности).

Примечания

Ссылки

wikiredia.ru