Производство цемента и стекла

Обновлено: 29.04.2024

Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 11. ПОДГРУППА КАРБОНА

§ 11.9. Производство стекла и цемента

Из искусственных силикатов больше значение имеют стекло, цемент и керамика .

Стекло. Состав обычного оконного стекла приближенно выражается формулой Na ₂ O СаО ∙ 6 SiO ₂ .

Стекло добывают сплавлянням в специальных печах смеси соды Nа₂СО₃, известняка СаСО₃ и белого песка SiO ₂ . Химизм процесса можно представить так: при сплава образуются силикаты натрия и кальция:

Эти силикаты и кремнезем (его берут в избытке) сплавляют в массу, которая постепенно охлаждается:

Часто в производстве стекла соду заменяют сульфатом натрия и углем. В этом случае силикат натрия образуется по уравнению реакции:

Для изготовления специального стекла меняют состав исходной смеси. Заменяя соду Nа₂СО₃ поташом К₂СО₃, получают тугоплавкое стекло (для химического посуды). Заменяя мел СаСО₃ оксидом свинца(II) Г b О, а соду - поташом, добывают хрустальное стекло. Оно имеет большую променезалом - лювальну способность и применяется для изготовления художественной посуды.

Добавки оксидов металлов в исходной смеси придают стеклу различной окраски: оксид хрома(III) С r ₂ О₃ - зеленого, оксид кобальта(II) СоО - синего, оксид марганца(И V ) М n О₂ - красновато-лилового и т. д. Стекло при повышении температуры постепенно размягчается и переходит в жидкое состояние. Обратный процесс также осуществляется постепенно - стеклянная масса загустевает по мере остывания. На этом свойстве стекла основывается формирование с него различных изделий. С помощью машин из стеклянной массы извлекают листовое стекло (рис. 11.4).

Из стекла изготавливают волокна и ткани для технических нужд. Освоен выпуск склокристалічних материалов - ситаллов, которые по сравнению со стеклом имеют большую прочность. Из них изготавливают электрические изоляторы, посуду и др. Цемент. Обычный силикатный цемент, или портландцемент,- зеленовато-серый порошок, который при смешивании с водой затвердевает на воздухе (или в воде), превращаясь в каменеподібну массу. Конечно его добывают прокаливанием (1 400-1 600°С) до спекания сырьевой смеси, состоит из известняка и глины.

Прокаливание осуществляется в специальных цилиндрических вращающихся печах. Испеченная зернистая масса, образуется, называется клинкером. Это - полуфабрикат. Клинкер с соответствующими добавками размалывают до тонкого порошка в шаровых мельницах и получают окончательный продукт.

В природе встречаются породы, которые содержат известняк и глину в соотношениях, необходимых для добывания портландцементу. их называют мергелями. Значительные залежи мергеля в районе Новороссийска; на их основе работают крупные цементные заводы.

Смесь сырья готовят и искусственным способом. Регулируя состав смеси, получают различные виды цемента - швидкотвердіючі, морозостойкие, коррозионностойкие и др.

Из смеси цемента, воды и наполнителей (песок, гравий, щебень, шлак) после их затвердевания получают искусственный камень - бетон. Смесь этих материалов до затвердевания называется бетонной смесью. При затвердевании цементное тесто связывает зерна заполнителей. Твердение происходит даже в воде. Бетон со стальной арматурой (внутренним каркасом) называется железобетоном. Бетон и залізобетони в значительных количествах идут на сооружение гидроэлектростанций, дорог, несущих конструкций зданий.

Разработаны и изготавливаются также бетоны, в которых в качестве вяжущего используются органические полимеры или полимеры вместе с цементом. Это так называемые пластобетони, имеющие особые свойства.

Рис. 11.4. Машина для вытягивания листового стекла:

1 - расплавленное стекло; 2 - лодочка; 3 - вальцы; 4 - стеклянная лента

Производство стекла, цемента и керамики относится к силикатной промышленности, которая перерабатывает природные соединения кремния.

1 Керамикой называют материалы и различные изделия, которые изготавливают из природных глин путем формования, сушки и выжигание. Это кирпич, облицовочные плитки, черепица, трубы, глиняная посуда, фарфоровые и фаянсовые изделия.

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

Физические свойства

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

Распространенность

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

Получение

1) Промышленность – нагревание угля с песком:

2C + SiO ₂ = t˚ = Si + 2CO

2) Лаборатория – нагревание песка с магнием:

2Mg + SiO ₂ = t˚ = Si + 2MgO

Химические свойства

Si – восстановитель

2) Со фтором при обычных условиях

Si 0 + C = t˚ = Si +4 C

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

4) С водородом не взаимодействует

Силан (SiH ₄ ) получают разложением силицидов металлов кислотой:

5) С растворами кислот не реагирует

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

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

Si – окислитель

С металлами (образуются силициды):

Si 0 + 2Mg = t˚ = Mg ₂ Si -4

Применение

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

Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость.

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

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

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

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

Силан - SiH ₄

Физические свойства:

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

Получение:

Химические свойства:

2) Разложение: SiH ₄ = t˚ = Si + 2H ₂

Оксид кремния (IV)

(SiO ₂ ) _n

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

Для изготовления раствора при постройке фундамента или кирпичной кладки используется связующее вещество, которое называется цемент. Рассмотрим из чего делают цемент, для каких целей он нужен, а также процесс и технология производства. Разберём каким образом может изменяться состав цемента в зависимости от его назначения и для каких погодных и географических условий применяются его виды. Также ознакомимся с сырьём для изготовления и какими аналогами его можно заменять.

Виды цемента и что это такое

Под цементом чаще всего подразумевают связывающее вещество, которым скрепляют газоблок, кирпич, шлакоблок и другие элементы для создания строений. Также цемент используется для создания фундамента, так как с его помощью можно связать между собой арматуру или щебень, которые служат укрепляющим основанием и сам бетон, из которого получается искусственный камень.

Бетоном является жидкая масса, которая чаще всего состоит из песка и цемента, смешанного с водой в определённых пропорциях. Из-за своего химического состава порошкообразное вещество смешиваясь с водой меняет свои свойства.

Вначале цемент становится жидким или вязким, в зависимости от количества жидкости. После этого под действием температуры вода испаряется, а вся масса начинает густеть. Когда все высохнет, цемент станет твёрдым, а его плотность будет разной, что зависит от состава самого порошка, а также от правильности рецепта бетона. Для быстрого перехода от состояния пасты до вида кирпича, цементу нужен тёплый и влажный воздух.

В древние времена цемент делали из подручных материалов, которые могли найти в природе, так как технологии искусственного создания большинства химических составляющих тогда ещё не было. Даже сейчас у каждого вида цемента есть свои пропорции и состав, так как все они отличаются сферой использования.

Например, для мостов, опоры которых монтируются в воду, подводных сооружений, стройках под землёй или для конструкций, которые должны выдерживать агрессивные погодные условия, применяется сульфатостойкий цемент. Его особенность в том, что он медленно застывает, но в его составе меньше содержание алюминатов кальция, что даёт ему возможность выдерживать низкие температуры.

Аналогами сульфатостойкого цемента являются пуццолановые и глинозёмные составы. Их также применяют для создания конструкций в среде с повышенным содержанием влаги или сильными морозами. Отличительной чертой глинозёмного является то, что химический состав цемента разбавляется глинозёмным шлаком или гипсом. Эти вещества дают возможность делать конструкции, которые не подвержены коррозии и быстро твердеют.

Один из самых популярных видов связывающего вещества является портландцемент. Его белую разновидность применяют для создания декора, наливных потолков или прочих элементов внешнего вида. В состав цемента добавлено больше гипса, что меняет его цвет на белый. Если добавить к составу порошка пигменты, которые изменяют окрас вещества, то можно подобрать цвет готового цемента под требуемый декор.

Также одной из разновидностей «портланда» является шлаковая, которая применяется для очень больших и тяжёлых конструкций. В её составе находиться до 25 % шлаковых гранул, которые сильно повышают прочность готового бетона.

Для того, чтобы ускорить производство, цемент должен быстро затвердевать, поэтому есть разновидность, в состав которой входят минеральные добавки, ускоряющие затвердевание бетона. Чаще всего такой цемент применяют для создания железобетонных конструкций или постройках, для которых сильно ограниченны временные сроки.

Для специализированных предприятий по добыче и переработке газа или нефти применяется тампонажный цемент. Исходя из названия можно понять, что он применяется для закрытия отверстий. Чаще всего с его помощью герметизируют скважины, так как он начинает твердеть и набирать прочность в начале процесса сушки.

Чтобы сделать конструкции загнутой формы или изгибающиеся под определённым углом требуется пластифицированный цемент. Эта разновидность укрепляющего вещества содержит добавки, которые делают замешанный цемент мягким, гибким и пластичным.

Для среды с повышенной кислотностью используется вид цемента, который содержит в составе камнефтористый натрий и кварцевый песок. Эти вещества увеличивают защиту бетона от внешнего воздействия. Из-за особенностей использования и состава кислотоупорного цемента, его требуется разбавлять не водой, как остальные виды, а жидким кварцевым стеклом.

Бетон, в раствор которого входит цемент, является крепким только, если состав укрепляющего вещества подобран правильно. Следует знать, как и из чего делают цемент, так как при использовании неправильной смеси, конструкция будет подвержена разрушению. Агрессивная внешняя среда быстро разрушает связи между веществом, что сильно уменьшает прочность.

Пример изделия из цемента, которое начало разваливаться под воздействием внешней среды Источник promportal.su

Состав цемента

Разберём из чего состоит цемент на примере самого распространённого варианта – «портланда». Состав изменяется не только от места использования, но и от самого производителя, так как у разных фирм рецепт отличается. Чаще всего в цемент входит:

от 59 % известняка;
от 18 % диоксида кремния (кислота или кварц);
от 4-5 % алюминия или глинозёма;
от 8 % оксида магния или железа, а также гипса.

В зависимости от марки или производителя к этим составляющим может добавляться другое вещество, например, шлак или красители.

Видео описание

В этом видео показан химический состав цемента

Сырье и основные компоненты

Основной составляющей цемента, которая определяет его свойства и прочность является клинкер. Его производят из глины (75 % состава) и известняка (25 % от общей массы). Чаще всего в качестве извести используется мел, так как он легко перетирается до состояния пыли, а также сильно распространён.

Его аналогом является мергель, который относят к переходному сырью, так как в его составе находится глина. Он отличается большим содержанием влаги и массой, которая приходится на его объем. Мергель считается природным клинкером, но из-за того, что его запасы сильно ограничены, то для больших промышленных предприятий его используют редко, чаще всего заменяя на искусственно сделанный клинкер.

В качестве замены известняка применяются ракушечник и осадочные ископаемые, так как в их составе содержится карбонат, а также их легко крошить до состояния порошка.

Вторым элементом клинкера является глинозём или глина. Чаще всего для создания цемента применяют породу, в состав которой входят минеральные вещества. Они увеличиваются в объёме после попадания на них воды. Так как делают цемент чаще всего из веществ, которые находятся недалеко от места производства, то в его состав могут входить даже отходы из других промышленных предприятий.

В качестве глины применяются суглинки, которые содержат пыль и песок. Они используются, как и мергель в качестве переходного вещества. Также для создания гранул клинкера применяются сланцы, которые расходятся на слои при сильном измельчении. Они содержат мало влаги, что позволяет быстрее их сушить и перемалывать.

Для включения в состав клинкера силиката или кварца применяются непластичные горные породы, которые имеют рыхлую структуру. Они отличаются тем, что имеют высокую пористость, а при крошении рассыпаются на мелкие зерна.

После обработки и очистки всех составляющих, её обжигают с помощью печи при температуре до 1,5 тыс. °C. Во время обжига печь вращается, что даёт возможность сплавить состав в гранулы, размер которых изменяется от 1 до 6 см. Клинкер при расплавке образует массу из кремнезёма и диоксида кальция, наличие которых влияет на прочность цемента. После остывания гранул их дробят до состояния порошка и обжигают в печи.

Скорость затвердевания бетона зависит от того, из чего делается цемент. Чаще всего скорость дегидратации вещества (высыхания) зависит от количества гипса, который входит в состав цемента. Для этого используются вещества с содержанием сульфат кальция. Данные добавки не влияют на то, как быстро смесь будет поглощать влагу или время использования раствора. От них зависит только длительность удержания влаги внутри состава.

Для улучшения характеристик цемента используются минеральные добавки. Они могут увеличить срок эксплуатации бетона, защиту от агрессивной внешней среды, а также увеличить прочность или пластичность состава. Для этого используются шлаки, сланцы, пуццолан или перетёртая известь.

Также в процессе производства можно определить, как и из чего делают цемент, состав добавок, а также дополнительные вещества, которые добавляют новые свойства к составу. Например, пластификаторы или примеси, которые делают цемент огнеупорным, влагостойким или защищённым от кислоты. Такие добавки могут улучшить адгезию (прилипание, связывание) раствора с армирующими деталями, что позволит укрепить конструкцию.

Видео описание

В этом видео показано, как и из чего делают цемент

Как делают цемент

Рассмотрим из чего сделан цемент, в каком порядке это добавляется и каким образом обрабатывается. Существуют несколько технологических разновидностей процесса изготовления цемента. Они отличаются тем, каким образом подготавливается сырье.

Одной из разновидностей такого процесса является мокрая обработка. В процессе изготовления клинкера в его состав вместо извести добавляют мел. Во время смешивания ингредиентов с помощью барабана, к порошку добавляется вода. Она нужна для образования шихта, в котором будет до 50 % влаги. После обжига это вещество превращается в клинкер шарообразной формы. После остывания шарики крошатся до состояния порошка.

Для уменьшения затрат на производство и себестоимости готового цемента применяется сухая методика изготовления. Для этого используется механизм, который объединяет в себе устройство по измельчению и печь для сушки. Во время дробления, к составу добавляются все нужные ингредиенты, которые обрабатываются в одном резервуаре.

Комбинированный способ изготовления цемента – это объединение методик сухого и мокрого производства. На предприятиях, использующих данный вид создания готового продукта используются технологии, которые отличаются чаще всего последовательностью обработки.

Например, некоторые производители сначала делают сухую смесь, которую в конце искусственно увлажняют до 13-15 % содержания влаги. Также можно создавать полусухой готовый продукт с содержанием влаги от 17 до 19 %, если перед помолом шихты с помощью мокрой технологии её немного высушить.

При любом из комбинированных методов требуется тщательно перемалывать все ингредиенты и смешивать их до полной однородности. На производстве используются специализированные силосные башни, в которых цемент искусственно насыщается воздухом, что позволяет ему храниться длительное время и не слёживаться.

Видео описание

В этом видео показан процесс изготовления цемента

Коротко о главном

Цемент – это связующее вещество, которое при застывании становиться крепким и может заменить собой камень. Чаще всего его используют для создания фундамента, соединения кирпичей или блоков, а также изготовления плитки или облицовочных материалов.

В зависимости от вида цемента отличается его состав. Поэтому следует знать какие есть разновидности этого вещества, так как некоторые их них используются только в узконаправленных предприятиях. Например, тампонажный цемент применяется только при герметизации газовых или нефтяных скважин, а сульфатостойкий – при сложных географических и погодных условиях.

Жидкое стекло имеет иное название — силикатный клей. Оно применяется как добавочный компонент в строительной смеси для придания особых качеств составу. Благодаря покрытию с использованием силикатного стекла поверхность становится устойчивой к поражению грибками. Также проявляются водоотталкивающие и огнеупорные свойства. Этот стройматериал применяется как защитный слой, но вместе с тем придает эстетичный вид покрытию.

Преимущества жидкого стекла

Основным компонентом состава является силикат натрия. Именно это вещество не позволяет влаге проникнуть внутрь обработанной поверхности. Силикатное стекло выпускается в основном в виде вязкой жидкости, которую перемешивают с цементом. Соединение этих строительных материалов значительно сокращает срок проводимых работ. Раствор с силикатом натрия застывает намного быстрее. Процесс полимеризации происходит при взаимодействии с диоксидом углерода, т.е. на свежем воздухе масса застынет в разы быстрее.

Основные преимущества жидкого стекла:

Консистенция. Силикатный раствор способен проникнуть в мелкие трещины и углубления. Так увеличивается показатели прочности покрытия.
Создает защитный слой в виде тонкой пленки. Способ и время нанесения состава не играет принципиальной роли. В любом случае поверхность будет иметь цельное пленочное покрытие.
Снижение расхода материала. Жидкое стекло увеличивает объем раствора, а эффективное заполнение пористой поверхности не позволяет перерасходовать стройматериал.
Экономия бюджета. Основной компонент строительного раствора — цемент. Это недорогой материал, который является одним из самых доступных на строительном рынке. Жидкое стекло при всех своих характеристиках также обладает низкой стоимостью. Таким образом при замешивании двух компонентов с минимальными затратами получается большой объем качественного материала.

Свойства силикатного состава

Покрытие основания жидким стеклом придает ему ряд дополнительных свойств:

Увеличение гидрофобных показателей. Особенно это актуально для сооружений, которые регулярно контактируют с жидкостью. Покрытие с добавлением жидкого стекла идеально подходит для бассейнов, цокольных построек с возможностью проникновения атмосферных осадков и подобных конструкций.
Ускоренное застывание. При покрытии основания стандартным цементно-песочным раствором для полного его отвердения понадобится до пяти дней. Добавление жидкого стекла сокращает этот период до суток.
Повышение гидроизоляции. Силикатный материал обладает антисептическими свойствами. Его применение не позволяет грибкам и бактериям размножаться в месте покрытия. Именно поэтому поверхности с обработкой силикатным стеклом защищены от плесени.
Увеличение жаропрочности. Устойчивость к повышенной температуре у обычного раствора цемента определяется 200 градусами. Это значит, что при превышении этого показателя основание деформируется. Присутствие в растворе силиката натрия увеличивает показатели жаропрочности. В таком варианте покрытие может выдержать температуру свыше 1500 градусов. Использование такой смеси востребовано при постройке печей и каминов.

Область применения материала

Состав используется для разного рода строительных работ:

Изготовление бетонных блоков с особыми техническими характеристиками: огнеупорность, морозоустойчивость, стойкость к кислотам.
Производство штукатурки с гидрофобными свойствами.
Гидроизоляция при укладке фундамента.
Гидроизоляция стен цокольных этажей и подвальных помещений.
Обустройство бассейнов, а также колодцев.
Постройка каминов, печей.

Видео описание

Жидкое стекло с цементом на бетон.

Пропорциональное соотношение

Назначение жидкого стекла определяет его количество в растворе. Для разных видов смеси есть определенное соотношение ингредиентов:

Гидрофобная штукатурка: цемент — 1 часть, песок — 2,5 части и силикатный клей — 15% от общей массы.
Универсальный раствор: цемент — 1 часть, песок — 3 части и жидкое стекло — 1/5 часть от общего объема.
Для бассейнов: смесь цемента и песка в равном соотношении — 10 частей, силикатный отвердитель — 1 часть.
Защитное покрытие колодцев: все компоненты замешиваются в равных частях.
Термостойкое покрытие для печей: цемент — 1,5 части, 4 части песка и 1,5 части жидкого стекла.

Приготовление раствора

Ответственный подход к подготовке материала для заливки обеспечит хорошие результат работы. При замешивании цементно-силикатного раствора существует четкий алгоритм действий:

В ведро или таз наливается чистая вода.
Добавляется жидкое стекло в требуемом количестве.
Тщательно перемешивается раствор.
Постепенно добавляется рекомендуемое количество цемента и песка. Воду при этом следует постоянно перемешивать.

Нюансы в подготовке раствора

Не допускается добавление жидкого стекла сразу в цемент или песок. Также не разрешено использовать воду в растворе без предварительного растворения в ней силикатного клея.
Замешивать стройматериал следует небольшими партиями, потому как полимеризация раствора с силикатом натрия происходит значительно быстрее, нежели без него.
Инструменты, которыми замешивался раствор необходимо сразу промывать. После застывания смеси очистить ее будет невозможно.
Работать следует в средствах индивидуальной защиты. Также должно быть обеспечено хорошее проветривание помещения, в котором замешивается состав.

Гидроизоляция

Создание водоотталкивающего покрытия является приоритетной задачей во время выбора материала для заливки основания. В зависимости от области применения раствора цемента и силикатного клея меняется не только рецептура приготовления смеси и способ ее нанесения.

Гидроизоляция при сооружении фундамента

Защита основания от негативного воздействия грунтовых вод является первостепенной задачей строителей. При установке фундамента раствор с силикатом наносится на поверхность дважды. Это обмазочный способ нанесения, который отличается надежностью и долговечностью. После покрытия силикатным раствором фундамента поверх укладывается водостойкий рулонный материал.

Гидроизоляционный состав в этом случае готовится по следующим пропорциям:

На 1 кг цемента добавляют 50 гр жидкого стекла.
На 10 гр силиката требуется 150 гр очищенной воды.

Гидроизоляция для бассейна

Раствор может наноситься и с внешней, и с внутренней стороны сооружения. Перед использованием силикатной смеси по всей площади бассейна следует локально обработать углубления и стыки. Это позволит улучшить герметизирующие свойства.

Гидроизоляция стен колодца

Для такого покрытия готовится самый простой состав. Все компоненты смешиваются в равных частях и разводятся водой. По аналогии с обработкой бассейна перед нанесением раствора на стенки колодца сначала им же замазываются дефекты покрытия и стыки. Только после детальной обработки производится обмазывание всей рабочей площади.

Гидроизоляция специфических помещений

Сюда относятся цоколи, подвалы и иные помещения с повышенной влажностью. Процесс герметизации происходит в два этапа:

Закупоривание швов и трещин. Для этого поверхность зачищается, удаляется грязь. Раствор для этих целей должен состоять из двух элементов: цемент и жидкое стекло. Они берутся соответственно в пропорции 20:1. Готовая смесь должна быть густой.
После обработки всех зазоров производится покрытие исключительно силикатным клеем. С целью гидроизоляции он разводится в количестве 400 гр на 100 мл воды.

Такой вариант гидроизоляции подходит для чердаков и мансард.

Внешняя гидроизоляция

Атмосферные явления сказываются на состоянии здания. Чтобы оградить постройку от разрушений и деформации, необходимо правильно обрабатывать стены снаружи. Штукатурка, изготовленная на основе жидкого стекла, защитит сооружение от обильных осадков и предотвратит растрескивание покрытия при пониженных температурах. Для создания такой штукатурки потребуется:

силикатный клей — 5 частей;
цемент — 2 части;
песок — 1 часть.

Гидроизоляция бетонных оснований проводится двумя способами:

Проникающий метод подразумевает использование жидкого стекла без посторонних примесей. Как правило, при таком варианте обработки берут 1 часть клея на количество воды равное 10 частям. Проникающая способность состава колеблется в промежутке от 2 до 5 мм. Нанесение трех слоев обеспечит плотную пленку на поверхности, которая долгое время будет служить гидрофобной защитой.

Видео описание

Жидкое стекло для гидроизоляции: песок, цемент 500 М

Заключение

Провести работы по гидроизоляции несложно. Главное, придерживаться правил безопасности и следовать инструкции по приготовлению строительного раствора. Жидкое стекло не только надежно защитит обрабатываемую поверхность, но и значительно сэкономит бюджет.

Жидкое стекло – химический ингредиент, который используют для улучшения характеристик строений. Препарат вносят в цементный раствор и обрабатывают проблемные поверхности. Средство не является универсальным, поэтому важно разобраться для чего, где и в каких пропорциях применяют.

Что это такое

Жидкое стекло – продукт химической реакции, который возникает при соединении кислоты кремниевой с силикатами металлов щелочных. В итоге получают вязкую, прозрачную субстанцию с зеленоватым или молочным подтоном. Под воздействием воздуха влага из массы испаряется, в результате чего вещество застывает, формируя стеклоподобный слой.

От обычного стекла жидкий вид отличается скоростью полимеризации и прочностью. Иногда средство применяют вместо эпоксидной смолы. Кроме прозрачности, у веществ неодинаковые характеристики и сфера использования, а полученные эффекты кардинально разнятся

Свойства препарата зависят от компонентов, которые добавляют при химической реакции. Существует 4 вида смесей, но в строительстве применяют только 2:

Натрий. У вещества отличные гидроизоляционные и клеящие качества. После обработки создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов и коррозии.
Калий. У химиката высокий уровень кристаллизации, увеличивающий устойчивость к механическим воздействиям. Улучшает стойкость к кислотам, придает поверхности огнеупорные свойства.

Силикатное стекло производят в двух формах. Препарат в виде порошка нужно перед использованием разводить в воде, выдерживая пропорции, указанные в инструкции. Жидкое средство уже готово к применению. Производители расфасовывают химикат в упаковки разного объема – от 1 до 15 кг.

Где применяют

Жидкое стекло – популярный препарат, который используют при ремонте и в строительстве. Если внести ингредиент в цементно-песочную смесь стяжки, то раствор застынет в течение суток, а не 6 дней. Из состава быстро испаряется влага. Полученная прочная поверхность готова к последующим работам.

Добавка жидкого стекла в бетон увеличивает стойкость к влаге и температурным перепадам. Параметр применяют при возведении конструкций, которые регулярно соприкасаются с водой (колодцы, бассейны). Модифицированный материал становится более редким, поэтому полностью заполняет:

внутренние пустоты;
щели;
поры.

Если добавить жидкое стекло в бетон, то улучшаются гидроизоляционные характеристики. Вещество уместно для защиты фундамента, который возводят вблизи пролегания грунтовых вод. Из-за бактерицидного эффекта на цементной поверхности нет благоприятных условий для микроорганизмов. После обработки не появится плесень и грибок.

Жидкое стекло в составе бетона увеличивает жаропрочность штукатурки. При высокой температуре (от +200 С) шпаклевка отваливается от перегородок. Если добавить прозрачный ингредиент, то стены можно прогревать до +1400 С. Вещество используют при возведении и облицовке печей, каминов.

Видео описание

Правила применения жидкого стекла. Бетонный пол без пыли.

Плюсы и минусы

Жидкое стекло – недорогая присадка, которая помогает изменить характеристики раствора. При малом расходе вещество улучшает эластичность бетона, облегчая использование массы. Готовый состав быстро сохнет, становится устойчивой к истиранию.

Жидкое стекло в цементе усиливает адгезию с гладкими материалами. Сырье не боится воздействия агрессивной бытовой химии и кислот. Дополнительно поверхность приобретает антистатические качества и устойчивость к действию высоких температур.

Жидкое стекло в цементе создает воздухо- и водонепроницаемые структуры. Обработанные участки приобретают стойкость к влажности и микроорганизмам (грибкам, плесени). Препарат не выделяет токсичные вещества, поэтому безопасен для людей и животных.

Точность дозировки – основной недостаток жидкого стекла. Средство нельзя добавлять на глаз. Избыток химиката в растворе негативно отразится на параметрах прочности. После высыхания поверхность растрескивается, что приведет к быстрой потере эксплуатационных характеристик.

Масса с жидким стеклом очень быстро сохнет. Чем больше препарата в веществе, тем легче высыхает поверхность. Например, при 2% сырье схватывается за 40 минут, при 10% - за 5 мин. Чтобы успеть, мастера готовят состав в малом количестве, стараются завершить до конца застывания.

Материал не устойчив к механическому давлению. При постоянном контакте пленка постепенно разрушается. Вещество можно использовать только с бетоном и древесиной. При соприкосновении с жидким стеклом кирпич впитывает силикаты, после чего растрескивается.

Выбор пропорций

Строгое соблюдение дозировок – основное требование при работе с прозрачным ингредиентом. Чтобы предупредить разрушение, важно точно выдерживать пропорции. Соотношение компонентов зависит от задач, которое раствор должен выполнять.

Проще всего сделать универсальный пластификатор. Цемент соединяют с песком (1:3), потом к общему объему добавляют 25% жидкого стекла. Например, на 10 кг готового раствора понадобится всего 2 кг вещества.

При гидроизоляции литр воды смешивают 400 г прозрачного ингредиента. Если нужна грунтовка, то литр силикатного препарата соединяют с 2,5 л чистой влаги. Консистенция средства должна быть умеренно текучей, подходить для обработки кистью или строительным пульверизатором.

Водоустойчивую штукатурку делают из песка и цемента, выдерживая пропорции 1:2,5. К смеси добавляют 15% водный раствор жидкого стекла. Из-за высокой концентрации пластификатора массу готовят в небольшом объеме, наносят очень быстро.

Для обмазки огнезащитной и создания устойчивых к кислоте масс цемент соединяют с мелким песком в пропорциях 1,5:4. Потом добавляют 1,5 части прозрачного ингредиента. Количество воды в растворе не должно быть больше 25% от общего объема жидкого стекла.

Пропитку для бетона и древесины делают из влаги и силикатного вещества, выдерживая соотношение 1:1. Если нужна укрепляющая и защитная грунтовка для стяжки, то смешивают цемент со стеклянным ингредиентом в пропорциях 1 к 1. Количество воды – не более 25% от объема препарата.

При заливке напольного покрытия в бетон вливают не более 5% жидкого стекла. В составе фундаментов применяют не более 3% прозрачного вещества. Если в основание добавить больше четверти объема силикатного препарата, то конструкция начнет разрушаться сразу после высыхания массы.

Правила работы

Раствор с жидким стеклом можно приготовить самостоятельно. Воду берут только чистую. Любые примеси, особенно из технической влаги, негативно отразятся на химической реакции состава.

Для сохранения первоначальных качеств сырье надо хранить в плотно закрытой емкости. Рекомендуемая температура – от +5 до +40 С. Если препарат замерз, то он выдержит 5 циклов оттаивания.

Прозрачный ингредиент набирают в стакан. Аккуратно выливают вещество в ведро воды. Чтобы компоненты хорошо соединились, одновременно размешивают до однородности. Если используют вариант в сухой форме, то придется чуть дольше смешивать. Полученный раствор добавляют в подготовленный цемент с песком.

Бетонную смесь обрабатывают строительным миксером или перфоратором с насадкой-венчиком. Масса быстро твердеет, поэтому нет смысла применять бетономешалку. Важно успеть соединить все вещества до того, как начнется схватывание.

Перед началом работ обязательно подготавливают зону, которую будут обрабатывать. Без предварительных процедур сложно обеспечить глубокое проникновение состава. Поверхность выравнивают шлифовальной машиной, убирают старую отделку. Строительным пылесосом очищают от грязи, пыли. Если в основании есть трещины, дефекты надо зашпаклевать, высушить, а потом приступать к нанесению.

Капли жидкого стекла сложно убрать с одежды и обуви. Во время работы нужно использовать защитный костюм. Чтобы вещество не попало в глаза или рот, надевают строительную маску или очки с респиратором.

Готовый материал выливают в опалубку, в стяжку или используют для шпаклевки перегородок. Если раствор надо нанести на бетон или древесину, то лучше брать валик, плоскую кисточку или краскопульт. Во время и после процедуры в помещении обязательно открывают окна для проветривания.

Видео описание

Жидкое стекло на бетонный пол. Как правильно с ним работать? Нюансы.

Заключение

Жидкое стекло – практичное, недорогое средство, которое поможет увеличить эксплуатационные характеристики бетона в фундаменте и стяжке, камине и колодце. При соблюдении точных дозировок получают пластичный раствор, защищающий конструкцию от агрессивной среды. Избыток вещества в составе приведет к обратной реакции (к разрушению).

Читайте также: