Жидкое стекло — характеристики, особенности применения: tvin270584 — LiveJournal
Проблема использования различных веществ в качестве добавок для строительных смесей, а также проблема гидроизоляции материалов существует не первый год. Кажется, что с развитием химических технологий многообразие доступных средств должно помогать в решении этих проблем. Но на деле оно только мешает, так как выбрать что-то оптимальное под конкретную ситуацию не так просто. В статье мастер сантехник расскажет, как использовать для улучшения качеств бетона и гидроизоляции различных поверхностей жидкое стекло.
Что такое жидкое стекло
Жидкое стекло – это особый материал, изобретенный немецкими химиками еще в XIX веке. Если говорить простым языком, это продукт химической реакции, возникающей между кремниевой кислотой и различными силикатами щелочных металлов – натрия, калия и лития. Со временем стало понятно, что наиболее распространенным станет именно натриевый состав, так как его свойства и стоимость удовлетворяют большинство потребителей.
Итак, после реакции взаимодействия кремниевой кислоты с силикатом натрия или калия получается вязкая, прозрачная, иногда с белесым или зеленоватым оттенком масса. На открытом воздухе эта масса быстро застывает с образованием стеклоподобного полимера, формулу которого вы легко сможете найти в Википедии.
К характеристикам данного полимера можно отнести:
- Гидрофобность – застывший материал не пропускает влагу;
- Растворимость – незастывшая масса легко растворяется в чистой воде;
- Клейкость – масса обладает высокой адгезией к самым разным поверхностям;
- Защита от грибка и плесени – силикаты отличаются отличными дезинфицирующими качествами;
- Термостойкость – застывшая субстанция не боится высоких температур и открытого пламени;
- Прочность – масса достаточно прочна на сжатие;
- Антистатичность – получающаяся пленка не накапливает статическое электричество;
- Термоизоляционные качества – полимер плохо передает тепло.
Выяснив все перечисленные особенности и характеристики, люди быстро поняли, что данный материал имеет большое будущее в строительстве, производстве и других областях человеческой деятельности. С тех пор приступили к массовому производству жидкого стекла и изучению путей его практического применения.
Сначала для этого использовали стеклоплавильные печи, однако со временем производство переместилось в автоклавные камеры, где под высоким давлением удается добиться более высокого класса и качеств получаемого продукта.
Виды жидкого стекла
- Натриевое. Это наиболее дешевая и распространённая разновидность, известная под торговым названием «канцелярский клей».
- Калиевое. Менее распространённая разновидность, обладающая более высокой стойкостью к кислотам и воде после застывания, но и более высокой ценой.
- Литиевое. Наиболее редкий вид, используется в электродном напылении для электродуговой сварки.
- Нано-керамика. Это разновидность с добавлением частиц оксидов алюминия или титана, которые образуют труднорастворимые силикаты. Используется для обработки кузова автомобиля.
Достоинства и недостатки жидкого стекла
В этой главе мы поговорим о достоинствах и недостатках рассматриваемого материала. Начнем, пожалуй, с достоинств.
Плюсы растворимого силикатного стекла:
- Растворяется в обычной воде и может служить добавкой к самым разным строительным смесям, которые затворяются водой.
- Проникает глубоко в бетон и древесину, заполняет трещины и поры, являясь, в результате, хорошей гидроизоляцией.
- Имеет оптимальную плотность, застывший материал имеет малый вес и не нагружает строительные конструкции.
- Отличается выгодной ценой по сравнению с другими клеями и добавками в бетон.
- Повышает прочность пористых оснований, таких как штукатурка, бетонные полы, потолки из плит, отмостки.
- Является прекрасным клеем за счет высокой адгезии и клейкости к различным материалам, в том числе к металлу, бетону, древесине и бумаге.
- Обладает свойствами антисептика, хорошо борется с грибковыми, плесневыми и бактериальными заражениями.
- Материалу свойственны огнеупорные качества, что нашло широкое применение в некоторых областях, таких как изготовление антипиренов и различных пропиток, черной металлургии и т.д.
Интересно знать, что одним из неочевидных достоинств силикатов является их экологическая чистота.
Минусы жидкого стекла:
- Образуемая на поверхности пленка не отличается высокой прочностью и со временем может растрескиваться.
- Плохо совместима с кирпичом. Пористая поверхность кирпича впитывает вещество и начинает разрушаться.
- Значительно ускоряет время застывания строительных смесей, что требует определенной сноровки при их последующем монтаже.
- Образуемая на поверхности пленка не позволяет наносить лаки, краски и прочие подобные покрытия.
- Плохо сочетается с большинством органических соединений, покрытие ставится матовое или вовсе не держится.
Здесь перечислены достоинства и недостатки материала, сделанного в соответствие с ГОСТ 13078-81. Возможно существование других разновидностей растворимых силикатов, характеристики которых улучшены с помощью оксидов металлов и других добавок.
Где применяют жидкое стекло
Мы уже коснулись некоторых аспектов применения силикатных растворов, но, чтобы ответить на поставленный вопрос в полной мере, мы расскажем отдельно о том, где используют жидкое стекло. Начнем с того, что перечислим все существующие способы применения этого материала, а потом раскроем некоторые из приведенных способов более подробно.
Итак, жидкое стекло применяется в таких отраслях:
- В строительстве. Используется как добавка в цементный раствор, для гидроизоляции поверхностей, для дерева, для стяжки пола и т.д.
- В черной металлургии. Учитывая жаропроупорные качества материала, его широко применяют для производства литейных форм и создания керамических флюсов.
- В химической промышленности. Широко используется для изготовления лакокрасочной продукции, огнеупорных красок и покрытий, производстве клеев, моющих средств, противокислотной защиты для различных деталей.
- В машиностроении. Помогает соединять мелкие детали, требующие деликатности. Кроме того, используется в качестве антипригарного агента для некоторых поверхностей.
- В бумажной промышленности. При изготовлении бумаги растворимые силикаты помогают добиваться твердости и глянцевого блеска конечного продукта.
- При изготовлении книг. Здесь жидкое стекло используют как клей, который прекрасно соединяет бумагу, картон, кожу, древесину.
- В производстве средств для ухода за авто. Защита кузова автомобиля с помощью модифицированного оксидами металлов и ПАВ жидкого стекла – распространенная практика.
- В рукоделии и дизайне. Хорошо подходит для декора в качестве клея, соединяющего такие материалы, как стекло, керамика, металлы, полимеры.
- В домашнем хозяйстве. Материал порой незаменим в ванной, используется также для кухни, в гараже, в подвалах, влажных помещениях. Добавление силикатов в воду для кипячения помогает снять нагар с кастрюль и сковородок.
- Строительное жидкое стекло можно смело использовать в других областях. Например, в квартире или для авто.
Использование для бетонных поверхностей
Жидкое стекло для бетона в виде компонента сложносоставной смеси или пропитки является надежным консерватором, но, чтобы оно полностью проявило заявленные свойства, необходимо придерживаться технологических нюансов:
- Поверхность бетона предварительно очищается от грязи и обезжиривается.
- Добавление в раствор. Жидкое стекло разбавляют водой в отдельной емкости, а затем вливают в приготовленную сухую смесь и тщательно перемешивают. Запрещается добавление силикатного клея в готовый жидкий раствор.
- Важно точно следовать рецептуре, поскольку жидкое стекло сильно влияет на скорость затвердевания. Допускается разбавление состава небольшими порциями воды при быстром затвердевании.
- При однократном нанесении силикатный клей пропитывает слой толщиной 1-2 мм; после нескольких обработок —15-20 мм.
Технология использования в разных процессах:
- Для защиты от сырости стен чердаков и подвалов достаточно одного нанесения жидкого стекла.
- Гидроизоляция стенок колодцев проводится в два этапа. Сначала наносится тонкий слой жидкого стекла. Поверх образовавшейся пленки наносится цементно-песчаная смесь с нужной пропорцией силикатного клея.
- Бассейн гидроизолируют с двух сторон. Внутреннюю поверхность обрабатывают тонким слоем жидкого стекла. Для изоляции внешней стенки от грунтовых вод состав наносится толстым слоем, в два-три приема.
- Жидкое стекло на пол в гараже — дешевый способ избавиться от всепроникающей цементной пыли. Правильным будет нанесение по свежей стяжке. Если просто пропитать пол концентрированным составом, получится хрупкий лаковый слой.
- Напольное покрытие с использованием жидкого стекла. Проводится в помещениях с избытком влажности. Если полы деревянные, предварительно выполняется стяжка из бетона. Затем на сухую бетонную поверхность порциями выливается и разравнивается силикатный раствор. Для окончательного выравнивания наносится повторный слой толщиной 3-5 мм. Финишное покрытие добавляется после высыхания; подойдет эпоксидный или полиуретановый лак.
Защита древесины
Гигроскопичные деревянные конструкции особенно нуждаются в надлежащей защите. В отличие от бетона, при контакте с древесиной силикатный клей в нее не впитывается, но образует внешний предохранительный слой. Поэтому для правильной обработки дерева жидким стеклом особенно важна предварительная подготовка. Дерево не только очищается от пыли и грязи, но дополнительно зачищается наждачной бумагой. Такой прием позволяет создать более гладкую поверхность и лучшее сцепление (а, значит, и долговечность) пленки.
Силикатный клей наносят на поверхности, которые не планируется окрашивать, поскольку дерево становится зеркально гладким, и покрасить его невозможно. Регулярно подвергающиеся воздействию сырости места (подвал, стропила, балочное перекрытие) — идеальные претенденты на использование жидкого стекла; применение состава проходит с учетом следующих рекомендаций:
- Состав, разведенный водой в нужной пропорции, наносится на обработанную и зачищенную поверхность, минимум двумя слоями.
- Для качественной гидроизоляции толщина готовой пленки должна быть не менее 100 мкм.
- Лучший результат получается, если состав наносится при температуре от +20 до +40°C, широкой кистью или валиком.
Жидкое стекло в рукоделии и хозяйстве
Наконец, не стоит забывать, что жидкое стекло – это прекрасный клей. В былые времена этот клей назывался канцелярским, так как он хорошо клеит бумагу. С помощью силикатов можно приклеивать практически все ко всему: стекло к стеклу и керамике, керамику к керамике, бумагу, дерево, картон, металлы, кожу и многое другое.
Художественное применение жидкого стекла
В последнее время жидкое стекло активно используется в творчестве не только как клей, но и как финишное покрытие и как самостоятельный материал. Даже не все еще знают такие современные, очень модные рукоделия, как создание картин в стиле папертоль и алмазная вышивка. В первом случае объемная картина создается из наложенных друг на друга и склеенных вырезанных из картона элементов. Алмазная вышивка или мозаика — это картина из разноцветных страз или бисера, наклеенных на основу.
Оба вида поделок имеют в итоге сильно рельефную поверхность, поэтому под простым стеклом их эффектность теряется. Здесь именно жидкое стекло, нанесенное поверх готового полотна, служит не только красивым глянцем, но и защитой от пыли, влаги и УФ-лучей. Папертоль покрывается достаточно толстым слоем. В нем при высыхании могут образовываться пузырьки, которые можно легко удалить прокалыванием иголкой или подогреванием. Алмазная вышивка покрывается очень тонким слоем, да еще и прижимается — тогда стразы не теряют своего блеска.
Жидким стеклом ремонтируют художественную посуду или статуэтки, а также покрывают изготовленные собственноручно из гипса фигурки или даже фигуры-скульптуры, которыми после такой обработки можно оформить пространства и сооружения под открытым небом. Также жидкое стекло может быть самостоятельным материалом — из него делают маленькие скульптурки или цветы, отливая детальки в специально приготовленные формочки, а затем сгибая их как надо и соединяя проволокой. Этот вид творчества особо интересен еще потому, что жидкое стекло легко можно окрасить с помощью акриловых красок. Наконец, сейчас очень моден даже такой простой, и в то же время эффектный элемент интерьерного дизайна, как создание подтеков из жидкого стекла на разных поверхностях.
Особенности работы с жидким стеклом
Кроме оперативности в подготовке смеси и ее нанесении необходимо помнить про специфические свойства и необходимые меры предосторожности:
- Защита кожи и глаз от прямого контакта. Подойдут стандартные перчатки, защитная одежда и обувь, маска, защитные очки. Если клей попал на кожу или глаза, промыть пострадавший участок большим количеством воды.
- Выбор того, как наносить жидкое стекло, зависит от способа применения; используют кисть, валик или краскопульт.
- Работа в помещении с хорошей вентиляцией.
- Хранение и транспортировка. Хранить и переносить в герметично закрытой таре. Допускается хранение при отрицательных температурах; после оттаивания при комнатной температуре клей не теряет своих качеств.
Рекомендации по выбору
Силикатный клей предлагается как в чистом виде, так и в составе готовых отделочных смесей и пропиток в хозяйственных (строительных) магазинах. В торговой точке не сложно купить жидкое стекло в небольшом объеме; большую партию лучше заказывать напрямую у производителей. При выборе силикатного клея обращают внимание на:
- Вид и предназначение.
- Информацию на упаковке. Должна включать состав, название торговой марки, срок хранения, юридический адрес производителя, инструкцию по применению.
- Внешний вид. Если упаковка прозрачная, раствор можно оценить визуально; в нем не должно быть примесей.
- Цену. Цена жидкого стекла зависит от объема покупки и основных параметров (модуля и плотности). Жидкое стекло (раствор) выгоднее по цене, чем сухое стекло (концентрат).
- Выбор тары. Жидкое стекло предлагается в таре объемом 1-5 кг, а также в канистрах 10-20 кг, бочках 200 л. Любая тара должна быть герметичной.
Видео
В сюжете — О правилах работы с жидким стеклом
Вывод
Жидкое стекло — проверенный и доступный материал для выполнения самых разных строительных работ; чтобы результат получился качественным, понадобится сноровка и определенные навыки. С точки зрения эстетики покрытие уступает более дорогим аналогам. Но, если приоритетом является минимизация затрат, жидкое стекло — оптимальное решение.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Способы гидроизоляции канализационных колодцев
Источник
https://santekhnik-moskva. blogspot.com/2021/12/Zhidkoye-steklo.html
Что такое жидкое стекло — ответят мастера
Понятие жидкое стекло уже долгое время находится на слуху у населения, но не все знают о том, что это за материал. Поэтому давайте разберемся, а что такое жидкое стекло и каков его состав. Основой этого материала служат те же элементы, что и применяемые для изготовления обычного стекла, а именно — силикат калия или натрия. Вернее, это водный щелочной раствор из этих компонентов. Похожий состав этого материала с обычным стеклом, предполагает и его похожий процесс изготовления.
Способы изготовления
Существует два основных способа изготовления такого стекла. Первый из них, всем знакомый и представляющий собой процесс высокотемпературной переплавки крупинок песка и пищевой соды. Второй способ происходит следующим образом — на кремноземосодержащий материал под постоянной температурой происходит процесс воздействия литием, натрием или калием. Следует отметить, что натриевое жидкое стекло более дешевое, чем калиевое, но второе имеет преимущество по своим техническим характеристикам.
На фото жидкое стекло для гидроизоляции
Процесс изготовления
Если рассмотреть процесс изготовления более подробно, то будет вырисовываться следующая картина. Как мы уже отметили выше, основой для изготовления жидкого стекла служит обыкновенная сода и кварцевый песок. Сначала эту смесь тщательно перемешивают и затем укладывают в специальную печь. В ней происходит первичная плавка смеси, и затем температура в печи повышается до 1350 градусов. При таком нагреве стекло становится жидким.
В свою очередь, оставшиеся примеси оседают на дно. Жидкий продукт оседает в специально подготовленной яме, и в результате ускоренного охлаждения превращается в твердые кусочки. Окончательная стадия заключается в обработке твердого стекла паром под высоким давлением, который растворяет продукт. В результате такого процесса происходит образование жидкого стекла, имеющего отличные склеивающие свойства.
Что такое жидкое стекло видео:
Технические характеристики
Как мы уже отмечали, основные виды этого жидкого продукта — натриевый и калийный. Они имеют различные технические характеристики, основной из которых является плотность. Натриевое стекло имеет более высокие значения, которые варьируются в пределах от 1,3 до 1,6 г/см3. У калиевых аналогов эти величины имеют значения 1,25–1,40 г/см3. Еще одной важной характеристикой, которую следует отметить, является силикатный модуль (отношение оксида кремния к оксиду натрия или калия).
Обратите внимание!
Эта характеристика имеет большие значения у калиевого стекла, достигая величин в 4 единицы.
Силикатный модуль натриевого варианта не превышает 3,5 единицы. Третьей важной характеристикой можно назвать удельный вес этого продукта, колеблющегося в пределах от 1,3 до 1,55 кгс/м³.
Жидкое стекло
Направления использования жидкого стекла
Благодаря тому, что жидкое стекло имеет такие характеристики, оно является универсальным продуктом. Но основные области применения следующие.
1. Благодаря своим вяжущим свойствам с последующим затвердеванием и образованием силикатного камня, жидкое стекло применяется для склеивания различных поверхностей.
2. Отличные гидроизоляционные свойства этого материала и его высокая экологичность позволяют широко применять жидкое стекло как антисептик.
3. Жидкое стекло, благодаря своему составу часто используется для добавления в самые различные моющие средства, отбеливатели и окрасчики тканей.
То есть, имея такие свойства, данный продукт применяется не только в строительстве, как многие могли бы подумать, но и в химической промышленности и даже в сельском хозяйстве. В нем жидкое стекло служит для обработки зерен, после чего они слабовосприимчивы к действию бактерий и значительно быстрее прорастают.
На фото жидкое стекло для бетона
Добавка жидкого стекла в бетон
Но, конечно же, основное предназначение этот материал имеет в сфере строительства. Например, очень популярное направление — жидкое стекло для бетона. Зачем же нужно использовать его при изготовлении бетона? Ответ лежит на поверхности — для улучшения основных свойств раствора и, в первую очередь, для повышения влагостойких характеристик. Ведь гидроизоляция бетона значительно повышает срок его службы. Но это еще не все. Имея такие отличные антибактериальные свойства, жидкое стекло, добавленное в бетон, не позволяет распространяться в нем грибку и плесени.
Особенности при использовании жидкого стекла в бетоне
Есть одна очень значимая деталь, которая может привести к большим неприятностям. В основном это касается неопытных рабочих, решивших поэкспериментировать с добавлением этого материала. Она заключается в том, что такой бетон значительно быстрее застывает, поэтому вы просто можете не успеть использовать его по назначению. Но опытные строители нашли выход и применяют такое стекло в составе с водой, для поверхностной обработки уже готовой бетонной конструкции.
Покрытие дерева жидким стеклом
Невозможность финишной покраски
Если проанализировать отзывы, размещенные на строительных сайтах, то можно заметить еще один недостаток этого материала при добавлении в бетон — невозможность дальнейшей покраски или штукатурки бетонной поверхности. Это происходит в результате того, что жидкое стекло, добавленное в бетон, образует на его поверхности тонкий слой пленки, которая не позволяет осуществлять финишную обработку бетонной поверхности. Другими словами, пленка будет отталкивать краску и не позволит ей плотно лечь на бетонную поверхность.
[rek_custom1]
Гидроизоляция
Как мы уже отмечали выше, жидкое стекло для гидроизоляции, благодаря своим характеристикам, является отличной добавкой. Поэтому вы можете самостоятельно приготовить, например, отличную гидроизоляционную грунтовку. Для этого вам нужно взять 10 кг цемента и тщательно перемешать с водой, используя для этого дрель-миксер. Затем добавить в полученную смесь, также 10 кг жидкого стекла и опять тщательно перемешать.
Обратите внимание!
Если полученный состав быстро твердеет, то добавьте в нее еще воду.
Это позволит вам увеличить период окончательного затвердевания грунтовки.
На фото применение жидкого стекла
Промазка колодцев
Жидкое стекло участвует в производстве гидроизоляции для колодца. Для этого производится смесь, состоящая из одинаковых пропорций цемента, песка и жидкого стекла и тщательно перемешивается. Но перед окончательной укладкой этой смеси на стенки колодца, их промазывают отдельно жидким стеклом.
При такой технологии гидроизоляционный слой будет обладать отличными водоотталкивающими свойствами. Не стоит забывать об огнеупорных свойствах жидкого стекла, которое часто используют при изготовлении каминов и печей. Состав огнеупорной смеси выглядит следующим образом — на три части песка, добавляется одна часть цемента, а пятой частью от пропорции цемента добавляется жидкое стекло.
Техника безопасности
Осуществляя применение жидкого стекла в различных сферах нашей жизни необходимо помнить, что в его состав входит щелочной раствор, который является небезопасным для человеческой кожи. Поэтому его использование должно сопровождаться надеванием специальных перчаток, во избежание ожогов.
Что такое жидкое стекло видео:
производство, состав и формула, характеристики по госту
Жидкое стекло хоть и известно стало не так давно, но уже сейчас его применение в быту настолько широко, что сложно найти ту среду производства, где оно не используется. Жидкое стекло может включаться в состав грунтовок, клея, красок, в качестве уплотнителя грунта или гидроизоляции различных водных сооружений.
Общая информация
Жидкое стекло бывает на основе калия, натрия и иногда лития, хотя последний компонент используется весьма редко. Калийный вид материала используется во множестве сфер и имеет прекрасные технические свойства. По сравнению с натриевым каустическим, обладает более рыхлой структурой, из-за чего швы бывают менее стабильны.
Обладая высокой пожаро- и взрывоустойчивостью, он придает им необходимую прочность.
Оба этих материала применяются едва ли не везде, но все же калийное в качестве одного из составляющих встречается реже. Это объясняется его дороговизной. Поэтому нередко калийное жидкое стекло заменяется каустическим натриевым.
Фото жидкого стекла
Состав
Основными составляющими жидкого стекла обычно являются:
- Серный ангидрит;
- Двуокись кремния;
- Окиси железа и алюминия;
- Силикатный модуль;
- Окись натрия;
- Окись кальция.
В обоих типах стекла две последних окиси будут встречаться, но в несколько меньших количествах. Так, в жидком натриевом стекле одноименной окиси содержится 9%, а кальция — лишь 0,2%.
При работе с жидким стеклом лучше всего использовать готовые смеси, предназначенные для выполнения конкретной задачи.
Технические параметры жидкого стекла
Стекло этого вида отвечает ГОСТ 13078-81. Сертификат соответствия является добровольной формой подтверждения качества и каждой компании, которая занимается производством этого материала, выдается после исследования этой продукции.
Некоторые строители задаются вопросом, вредно ли жидкое стекло и каким образом оно способно воздействовать на организм. Этот материал не излучает каких-либо вредных волн, поэтому его можно считать безопасным. Однако попадания его на участки тела, а уж тем более внутрь, следует избегать.
Скорость высыхания жидкого стекла будет зависеть от того, в составе какой смеси он используется. Так, в чистом виде он может подсохнуть за 10 минут. Если он добавляется в какую-либо смесь, то время его застывания составит несколько часов.
Основные характеристики жидкого калийного стекла:
- Плотность — до 1,45 г/см3;
- Срок (годности) хранения — 2 года;
- Формула — Na2O3Si;
- Вес удельный — 1,45;
- Температура плавления — 1088С.
Химические эксперименты с жидким стеклом, показывающие его основные свойства:
Технология производства
Производство этого материала чрезвычайно сложное, поэтому этим могут заниматься лишь химические заводы. Так, изначально кварц потребуется искрошить в песок, после чего нужно смешать его с содой, поташом и сульфатом калия или же натрия.
После этого требуется сплавить весь материал в монолитную глыбу, для чего понадобится температура не меньше 1400С. Далее ее понадобиться растворить в автоклаве. На этот раз температура будет несколько ниже, порядка 170С, но длительность этой процедуры составить может около 6-7 часов. В данном случае важно так же поддерживать оптимальное давление на уровне 0,8 МПа.
Самостоятельно изготовить жидкое стекло в домашних условиях невозможно, поскольку обеспечить все условия, оптимальное давление и температуру самостоятельно невозможно. Для этого потребуется специальное оборудование и, конечно, профессиональные навыки.
Поскольку при большом объеме иногда могут возникнуть трудности с застыванием жидкого стекла в формах, рекомендуется использовать различные виды отвердителей. Сколько будет сохнуть жидкое стекло зависит от нескольких факторов. Так, хорошо воздействуют с ним калийные соли, борная кислота, диоксид титана, а так же некоторые другие типы.
На видео, как делают жидкое стекло (компьютерная симуляция):
Отзывы и оценки материала
Жидкое стекло имеет очень хорошие свойства, что подтверждено многочисленными отзывами тех, кто использовал материал. Его применяют для различных покрытий, дабы защитить поверхность от воздействия влаги. Обычно проблем с использованием его не возникает, если все было сделано по правилам.
Так, всегда рекомендуется использовать затвердитель, если объем материала, из которого предполагается производить, например, кирпичи, достаточно большой. Средняя стоимость тонны жидкого стекла составит порядка 14 тысяч.
Исходя из всей массы отзывов, представленных в интернете, можно выставить этому материалу следующие оценки:
- Цена — 5 баллов. Хотя калийный тип стекла и будет достаточно дорогим, однако его натриевый аналог обладает весьма хорошими свойствами в совокупности с доступной стоимостью;
- Внешний вид — 5 баллов. При покрытии им поверхностей не создает обычно никаких посторонних оттенков;
- Экологичность — 5 баллов. Никаких вредных посторонних примесей при создании его не используется;
- Простота изготовления — 3 балла. Самостоятельно сделать жидкое стекло невозможно, поскольку его изготавливают только на химических заводах;
- Практичность — 5 баллов. Применимо в широчайшем круге сфер;
- Трудоемкость при использовании — 5 баллов. Сложностей обычно при использовании не возникает вообще, либо они достаточно быстро устраняются.
Жидкое стекло хоть и известно стало не так давно, но уже сейчас его применение в быту настолько широко, что сложно найти ту среду производства, где оно не используется.
ученых открыли новое состояние материи
- Поиск ответов о твердом стекле привел ученых к созданию новой фазы материи.
- Жидкое стекло представляет собой слегка упорядоченную промежуточную область между коллоидом и твердым телом.
- «Переходное» состояние жидкого стекла может помочь ученым понять неупорядоченное твердое стекло.
В ходе нового захватывающего исследования ученые открыли новую фазу материи: жидкое стекло.
Ты любишь крутые научные эксперименты. И мы тоже. Давай потусим вместе.
Вы любите крутые научные эксперименты. И мы тоже. Давай потусим вместе.
Присоединяйтесь к нам.
Стекло обладает особыми, дикими свойствами, которые делают его предметом постоянного интереса как ученых, так и широкой публики, а это означает, что исследования поведения стекла все еще делают довольно большие успехи. Жидкое стекло может помочь ученым лучше понять другие части стеклянной головоломки.
Подумайте о том, как замерзает лед — не только в морозильной камере, но даже в виде снежинок или луж. Вы можете видеть невооруженным глазом, насколько упорядочен этот процесс, когда кристаллы формируются и расширяются к центру пруда, например, или по краю формы для льда. Именно так почти каждая жидкость превращается почти в каждое твердое тело: сначала организуясь и становясь кристаллической.
Но не стекло. Этот загадочный переход от жидкого к твердому больше похож на подростков, застрявших у кеггера: они застыли точно на месте, без какого-либо порядка.
Секрет
- Стекло: вроде жидкое, вроде твердое, совершенно странное
Стекло не образует кристаллов, а твердое стекло не имеет предсказуемой структуры. Если это звучит странно, теперь вы понимаете, почему люди стекаются, чтобы изучить странности стекла.
В этом случае исследователи из Констанцского университета в Германии использовали сопоставимую химическую смесь, называемую коллоидной суспензией, для выделения и выделения жидкого стекла. Они объяснили в заявлении:
«Используя модельную систему, включающую суспензии специально изготовленных эллипсоидальных коллоидов, исследователи открыли новое состояние вещества, жидкое стекло, в котором отдельные частицы могут двигаться, но не могут вращаться — сложное поведение, которое ранее не наблюдалось в массе. очки.»
Помните те старые чехлы для автомобильных сидений, расшитые бисером, когда вы были ребенком? Бусины удерживаются на месте в одном направлении тканой структурой, но они могут свободно вращаться по другой оси. Это имеет для нас больше смысла как то, как может вести себя материя. Вместо этого жидкое стекло похоже на жуткий атомный гироскоп, который всегда смотрит в одну сторону, независимо от того, как вы его двигаете. Как будто магнит действует просто за пределами кадра.
Лучшие стеклорезы
Red Devil 106370 Самодельный стеклорез, 1 упаковка
Скидка 39% Husky.0012 Кредит: IMT
Самосмазывающийся стеклорез IMT с пистолетной рукояткой
Профессиональный инструмент для резки стекла с ручкой из карбидного вольфрамового сплава с диапазоном 2–19 мм Профессиональный резак для толстой стеклянной мозаики и плитки — карандашная форма и дизайн (пятнорез)
Amazon
Авторы и права: AmazonПрофессиональный самосмазывающийся стеклорез Bloomoak
Ученые приложили немало усилий, чтобы поставить именно этот эксперимент, отчасти потому, что их коллоидная суспензия имеет необычную форму — вероятно, поэтому это сработало. Они взяли каждую отдельную частицу в суспензию и растянул его в продолговатую, а не в сферическую форму, что больше похоже на большинство коллоидов, встречающихся в природе. ( Бытовые коллоиды включают дым, пыль, зефир, шампунь и жемчуг, а также много других.) исследователи обнаружили, что что-то в их слипающихся частицах пластика физически мешало им формировать «жидкий кристалл», который, как вы ожидаете, должен сформировать стекло. Это говорит о том, что физическая форма частиц может играть роль в сложном и непредсказуемом поведении стекла.
Как и во многих областях науки, изучение новой переменной в игре может только помочь вам сузить проблему. Жидкое стекло — это всего лишь один шаг к более гладкому и гладкому завтрашнему дню.
Кэролайн Делберт
Кэролайн Делберт — писатель, заядлый читатель и пишущий редактор журнала Pop Mech. Она также энтузиаст практически всего. Ее любимые темы включают ядерную энергию, космологию, математику повседневных вещей и философию всего этого.
Исследователи сообщают о новом состоянии вещества, описанном как «жидкое стекло»
Положение и ориентация эллипсоидальных частиц в кластерах жидкого стекла. Предоставлено: Исследовательские группы профессора Андреаса Цумбуша и профессора Матиаса Фукса.Открытие жидкого стекла проливает свет на старую научную проблему стеклования: междисциплинарная группа исследователей из Констанцского университета открыла новое состояние вещества, жидкое стекло, с ранее неизвестными структурными элементами — новый взгляд на природу стекло и его переходы.
Хотя стекло — действительно вездесущий материал, который мы используем ежедневно, оно также представляет собой серьезную научную загадку. Вопреки тому, что можно было бы ожидать, истинная природа стекла остается загадкой, а научные исследования его химических и физических свойств все еще продолжаются. В химии и физике термин «стекло» сам по себе является изменчивым понятием: он включает в себя вещество, известное нам как оконное стекло, но может также относиться к ряду других материалов со свойствами, которые можно объяснить ссылкой на стеклоподобное поведение, в том числе , например, металлы, пластмассы, белки и даже биологические клетки.
Может показаться, что стекло совсем не твердое. Как правило, когда материал переходит из жидкого состояния в твердое, молекулы выстраиваются в линию, образуя кристаллический узор. В стекле такого не бывает. Вместо этого молекулы эффективно замораживаются на месте до того, как произойдет кристаллизация. Это странное и неупорядоченное состояние характерно для стекол разных систем, и ученые все еще пытаются понять, как именно формируется это метастабильное состояние.
Новое состояние вещества: жидкое стекло
Исследования под руководством профессоров Андреаса Цумбуша (факультет химии) и Матиаса Фукса (факультет физики) из Констанцского университета только что добавили еще один уровень сложности к стеклянная загадка. Используя модельную систему, включающую суспензии специально изготовленных эллипсоидальных коллоидов, исследователи открыли новое состояние вещества — жидкое стекло, в котором отдельные частицы могут двигаться, но не могут вращаться — сложное поведение, которое ранее не наблюдалось в объемных стеклах. Результаты опубликованы в Труды Национальной академии наук .
Коллоидные суспензии представляют собой смеси или жидкости, содержащие твердые частицы, размер которых составляет микрометр (одна миллионная часть метра) или более, они больше атомов или молекул и поэтому хорошо подходят для исследования с помощью оптической микроскопии. Они популярны среди ученых, изучающих стеклование, потому что они демонстрируют многие явления, которые также происходят в других стеклообразующих материалах.
Индивидуальные эллипсоидальные коллоиды
На сегодняшний день в большинстве экспериментов с коллоидными суспензиями использовались сферические коллоиды. Однако большинство природных и технических систем состоят из несферических частиц. Используя химию полимеров, группа под руководством Андреаса Цумбуша изготовила небольшие пластиковые частицы, вытянув и охладив их до тех пор, пока они не приобрели эллипсоидную форму, а затем поместила их в подходящий растворитель. «Из-за своей отличной формы наши частицы имеют ориентацию — в отличие от сферических частиц — что приводит к совершенно новым и ранее неизученным видам сложного поведения», — объясняет Цумбуш, профессор физической химии и старший автор исследования.
Затем исследователи изменили концентрации частиц в суспензиях и отследили как поступательное, так и вращательное движение частиц с помощью конфокальной микроскопии. Цумбуш говорит: «При определенных плотностях частиц ориентационное движение замораживалось, тогда как поступательное движение сохранялось, что приводило к стеклообразным состояниям, в которых частицы группировались, образуя локальные структуры с аналогичной ориентацией». То, что исследователи назвали жидким стеклом, является результатом того, что эти кластеры взаимно препятствуют друг другу и опосредуют характерные дальние пространственные корреляции. Они предотвращают образование жидкого кристалла, который был бы глобально упорядоченным состоянием материи, ожидаемым с точки зрения термодинамики.
Два конкурирующих стеклования
На самом деле исследователи наблюдали два конкурирующих стеклования — обычное фазовое превращение и неравновесное фазовое превращение — взаимодействующих друг с другом. «Это невероятно интересно с теоретической точки зрения», — говорит Маттиас Фукс, профессор теории мягких конденсированных сред Констанцского университета и другой старший автор статьи. «Наши эксперименты предоставляют доказательства взаимосвязи между критическими флуктуациями и «стеклянной остановкой», за которыми научное сообщество следит уже довольно давно». Предсказание о жидком стекле оставалось теоретической гипотезой в течение двадцати лет.
Результаты также предполагают, что подобная динамика может работать в других стеклообразующих системах и, таким образом, может помочь пролить свет на поведение сложных систем и молекул, варьирующихся от очень маленьких (биологических) до очень больших (космологических). Это также потенциально влияет на разработку жидкокристаллических устройств.
Узнать больше
Теория ясна как стекло
Дополнительная информация: Йорг Роллер и др. Наблюдение за жидким стеклом в суспензиях эллипсоидальных коллоидов, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2018072118
Информация журнала: Труды Национальной академии наук
Предоставлено Констанцский университет
Цитата : Исследователи сообщают о новом состоянии вещества, описанном как «жидкое стекло» (2021, 5 января) получено 20 октября 2022 г. с https://phys. org/news/2021-01-state-liquid-glass.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Новое состояние материи, открытое учеными: жидкое стекло
Хотя стекло — действительно вездесущий материал, который мы используем ежедневно, оно также представляет собой серьезную научную загадку. Вопреки тому, что можно было бы ожидать, истинная природа стекла остается загадкой, а научные исследования его химических и физических свойств все еще продолжаются. В химии и физике термин «стекло» сам по себе является изменчивым понятием: он включает в себя вещество, известное нам как оконное стекло, но может также относиться к ряду других материалов со свойствами, которые можно объяснить ссылкой на стеклоподобное поведение, в том числе , например, металлы, пластмассы, белки и даже биологические клетки.
Может показаться, что стекло совсем не твердое. Как правило, когда материал переходит из жидкого состояния в твердое, молекулы выстраиваются в линию, образуя кристаллический узор. В стекле такого не бывает. Вместо этого молекулы эффективно замораживаются на месте до того, как произойдет кристаллизация. Это странное и неупорядоченное состояние характерно для стекол разных систем, и ученые все еще пытаются понять, как именно формируется это метастабильное состояние.
Новое состояние вещества: жидкое стекло
Исследования под руководством профессоров Андреаса Цумбуша (факультет химии) и Матиаса Фукса (факультет физики) из Констанцского университета только что добавили стеклу еще один уровень сложности загадка. Используя модельную систему, включающую суспензии специально изготовленных эллипсоидальных коллоидов, исследователи открыли новое состояние вещества — жидкое стекло, в котором отдельные частицы могут двигаться, но не могут вращаться — сложное поведение, которое ранее не наблюдалось в объемных стеклах. Результаты опубликованы в Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки (PNAS) .
Изображение положения и ориентации эллипсоидальных частиц в кластерах жидкого стекла. Авторы и права: Исследовательские группы профессора Андреаса Цумбуша и профессора Матиаса Фукса
Коллоидные суспензии — это смеси или жидкости, содержащие твердые частицы, которые размером в микрометр (одна миллионная часть метра) или более крупнее атомов или молекул и, следовательно, хорошо — подходит для исследования с помощью оптической микроскопии. Они популярны среди ученых, изучающих стеклование, потому что они демонстрируют многие явления, которые также происходят в других стеклообразующих материалах.
Индивидуальные эллипсоидальные коллоиды
На сегодняшний день в большинстве экспериментов с коллоидными суспензиями использовались сферические коллоиды. Однако большинство природных и технических систем состоят из несферических частиц. Используя химию полимеров, группа под руководством Андреаса Цумбуша изготовила небольшие пластиковые частицы, вытянув и охладив их до тех пор, пока они не приобрели эллипсоидную форму, а затем поместила их в подходящий растворитель. «Из-за своей отличной формы наши частицы имеют ориентацию — в отличие от сферических частиц — что приводит к совершенно новым и ранее неизученным видам сложного поведения», — объясняет Цумбуш, профессор физической химии и старший автор исследования.
Затем исследователи изменили концентрации частиц в суспензиях и отследили как поступательное, так и вращательное движение частиц с помощью конфокальной микроскопии. Цумбуш продолжает: «При определенных плотностях частиц ориентационное движение замораживалось, тогда как поступательное движение сохранялось, что приводило к стеклообразным состояниям, в которых частицы группировались, образуя локальные структуры с аналогичной ориентацией». То, что исследователи назвали жидким стеклом, является результатом того, что эти кластеры взаимно препятствуют друг другу и опосредуют характерные дальние пространственные корреляции. Они предотвращают образование жидкого кристалла, который был бы глобально упорядоченным состоянием материи, ожидаемым с точки зрения термодинамики.
Два конкурирующих процесса стеклования
То, что наблюдали исследователи, на самом деле было двумя конкурирующими процессами стеклования – обычным фазовым превращением и неравновесным фазовым превращением – взаимодействующими друг с другом. «Это невероятно интересно с теоретической точки зрения», — комментирует Маттиас Фукс, профессор теории мягких конденсированных сред Констанцского университета и другой старший автор статьи. «Наши эксперименты предоставляют доказательства взаимосвязи между критическими колебаниями и остановкой остекления, за которыми научное сообщество следит уже довольно давно». Предсказание о жидком стекле оставалось теоретической гипотезой в течение двадцати лет.
Результаты также предполагают, что подобная динамика может работать в других стеклообразующих системах и, таким образом, может помочь пролить свет на поведение сложных систем и молекул, варьирующихся от очень маленьких (биологических) до очень больших (космологических). Это также потенциально влияет на разработку жидкокристаллических устройств.
Исследование было начато в рамках Центра совместных исследований (CRC) 1214 Университета Констанца «Анизотропные частицы как строительные блоки: адаптация формы, взаимодействия и структуры», который финансировался Немецким исследовательским фондом (DFG) с 2016 по 2020 год.
Ссылка: «Наблюдение за жидким стеклом в суспензиях эллипсоидальных коллоидов» Йорга Роллера, Алины Лаганапан, Янне-Мике Мейер, Матиаса Фукса и Андреаса Цумбуша, 4 января 2021 г., Труды Национальной академии наук .
DOI: 10.1073/pnas.2018072118
Факты:
- Группа химиков и физиков из Университета Констанца открыла новое состояние вещества, жидкое стекло, с ранее неизвестными структурными элементами.
- Исследования под руководством профессора Андреаса Цумбуша (факультет химии) и профессора Матиаса Фукса (факультет физики) позволяют по-новому взглянуть на еще нерешенную проблему стеклования.
- Эксперименты с эллипсоидальными коллоидами показывают, что жидкое стекло образуется из-за того, что частицы могут двигаться, но не могут вращаться, что приводит к локальным скоплениям частиц, которые препятствуют друг другу и, таким образом, препятствуют формированию упорядоченного состояния материи.