Doma-artek.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жидкое стекло в бетоне за и против

Жидкое стекло для бетона – все «за» и «против»

Есть огромное количество вариантов создания цементных растворов. Использование силиката натрия (жидкого стекла) в бетоне – это прогрессивный метод получения хорошей, качественной и прочной цементной основы. В этой статье мы рассмотрим, с какой целью используется жидкое стекло для бетона и как правильно вводить его в цементную массу, чтобы в конечном результате получить качественный фундамент.

Преимущества материала

Ознакомление с преимуществами жидкого стекла позволит полностью ознакомиться с этим веществом. Выделяют следующие способности:

  • Высокая степень слипания. Текучая консистенция позволяет раствору проникать во все поры материала, чем обеспечивает крепкое сцепление, надежную гидроизоляцию.
  • Покрытие клеем способствует образованию водонепроницаемой пленки. Способ нанесения не влияет, изолирующая пленка получается цельной.
  • Экономичность в использовании. При любом способе использования требуется малый расход материала.
  • Оптимальная цена товара.

Вернуться к оглавлению

Общая классификация

Современная технология позволяет получить добавку различными методами. Компонент может производиться путем высокотемпературной обработки кремниевого сырья совместно с водным раствором натриевого гидроксида. Оборудование позволяет получить ингредиент с заданными свойствами путем спекания соды с кварцевыми частицами. Можно также использовать способ смешивания двуокиси кремния с раствором щелочей.

В зависимости от особенностей изготовления получают два вида ингредиентов:

  • натриевую смесь, характеризующуюся повышенной адгезией, клеящими свойствами, стойкостью к влиянию атмосферных факторов;
  • калиевый состав, отличающийся ускоренным высыханием, а также хорошей устойчивостью к воздействию повышенной температуры.

Эксплуатационные характеристики обоих типов материалов идентичны, но натриевый состав отличается более низкой ценой.

Применение жидкого стекла вне строительства

Используется жидкое стекло для гидроизоляции, повышения качественных характеристик сложных/тяжелых материалов и считается незаменимым в строительной сфере. Но этот уникальный материал нашел свое применение в других направлениях:

  • для укладки линолеума, плиток ПВХ;
  • для изготовления замазок, предназначенных для металлических труб;
  • для пропитки тканей и других материалов в целях понижение пожароопасности;
  • для проведения прививок деревьям – жидким стеклом обрабатывают раневую поверхность на стволе дерева;
  • для полировки – жидкое стекло делает практически любую поверхность абсолютно ровной и блестящей.


Использование жидкого стекла – это повышение качественных характеристик многих материалов, обеспечение гидроизоляции, теплоизоляции, автоматическое проведение антисептических работ.

Рецепты приготовления составов с жидким стеклом

Недостатка в советах по приготовлению смесей с жидким стеклом нет. Предлагается большое количество всевозможных рецептов от мастеров-любителей, следовать которым или нет, решает каждый сам. Нужно лишь отметить, что дело это ответственное, и к нему нужно подходить очень серьезно. Вот несколько проверенных рецептов для приготовления строительных смесей с жидким стеклом.

Грунтовка. Использование чистого стекла в качестве грунтовки не всегда возможно, поэтому готовится смесь, содержащая цемент, жидкое стекло и воду. На 1 кг цемента берется 1 кг стекла. Цемент размешивается с водой, в раствор добавляется жидкое стекло, и все это тщательно перемешивается. При затвердевании грунтовки для ее разжижения можно добавлять немного чистой воды.

Гидроизолирующий состав для колодцев. Стекло и хорошо просеянный строительный песок хорошо перемешиваются в соотношении 1:1. Получившимся раствором можно промазывать стены колодцев для их гидроизоляции.

Смесь для гидрозащиты подземных бетонных помещений. Гидроизоляция бетона жидким стеклом – широко используемая операция. 1 л силикатного клея добавляется в 10 литров бетонного раствора. Такой состав обеспечивает надежную гидрозащиту стен и пола подвалов, колодцев или иных бетонных строений, располагающихся в сырой земле.

Огнеупорный бетонный раствор. Схема его приготовления проста. Готовится обычный цементно-песчаный раствор, в который в конце добавляется немного жидкого стекла. Поскольку сохнет такая смесь быстрее обычного, готовить ее рекомендуется небольшими порциями.

Антисептическое средство для дерева. Жидкое стекло размешивается с водой в равной пропорции. Защитная пленка на материале, покрытом этим составом, получается скользкой, не подлежащей покраске. Поэтому его не рекомендуется использовать для бетонных стен.

Пропитка для различных материалов. На 1 л воды берется 0,4 кг стекла. Последующие слои должны наноситься после полного просыхания предыдущих.

Вообще, при применении жидкого стекла в качестве пропитки или покрытия в тех случаях, когда отсутствует конкретный рецепт приготовления, можно пользоваться общим правилом – клей разбавляется водой в пропорции 1:2.

Гидроизоляция бетона
жидким стеклом

Жидкое стекло представляет собой водный раствор силикатов натрия – Na2O·nSiO2 или калия – K2O·nSiO2.

Читать еще:  Эпоксидная мастика для бетона

Качество жидкого стекла оценивают по плотности, вязкости раствора и модулю стекла (2,6-4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида натрия или калия. С увеличением модуля повышаются клеящие свойства жидкого стекла и стойкость изделий к кислотам.

Приготовление жидкого стекла

Технология получения жидкого стекла включает сплавление смеси кварцевого песка с карбонатом натрия (калия) или сульфатом натрия (калия) при температуре 1300-1400 °С, охлаждение расплава и его растворение паром под давлением 0,6 — 0,8 МПа в автоклаве.

Растворимое стекло затвердевает только на воздухе. Сущность процесса заключается в испарении воды, повышении концентрации свободного коллоидного кремнезема, его последующей коагуляции и уплотнения.

Само по себе жидкое стекло твердеет очень медленно вследствие образования на его поверхностных слоях плотной пленки, препятствующей проникновению СО2 во внутренние слои и их высыханию. Поэтому для ускорения твердения применяют различные катализаторы, главным образом кремнефтористый натрий.

Наибольшее распространение получило более дешевое натриевое стекло, хотя по свойствам калиевое более ценно.

Применение жидкого стекла

Проявление жидким стеклом вяжущих свойств, обусловливает его использование в качестве связующего в составе композиционных материалов.

Жидкие стекла применяются в качестве компонента цементов — гетерогенных систем, включающих наряду с растворами силикатов тонкодисперсные порошки. Порошки образуют с жидкими стеклами химически взаимодействующую композицию (цемент). В таких цементах жидкое стекло является жидкостью затворения порошковой части. Цементы на основе водорастворимых силикатов идут на изготовление композиционных материалов и покрытий различного назначения.

Следует уточнить, что понимают под вяжущими свойствами жидких стекол. Это уровень прочности искусственного камня, полученного при твердении цемента на основе жидкого стекла (жидкое стекло+тонкодисперсные порошки+добавки различного назначения), или композиционного материала на основе жидкого стекла или жидкого стекла с отвердителем. Вяжущие свойства жидкого стекла отождествляют также со значением его адгезии к подложкам различной природы.

Исходя из классификации строительно-технических свойств строительных вяжущих веществ, жидкое стекло относят к «воздушным вяжущим», поскольку искусственный камень на его основе неводостоек — разупрочняется при хранении в воде. Однако специальными приемами водостойкость такого камня может быть значительно повышена, прежде всего, за счет правильного выбора отвердителя, использования термического отверждения, введения добавок-модификаторов и т.д.

Водостойкость композиционных материалов на жидких стеклах зависит от значения силикатного модуля и заметно повышается при превышении значения 3,3. Дальнейшее повышение модуля приводит к повышению водостойкости материала на основе щелочных силикатов, которая монотонно возрастает в области полисиликатов (при n>4,0), однако в этой области наблюдается ослабление вяжущих свойств.

Ускорение схватывания цемента

Прибавление раствора жидкого стекла к воде затворения цемента ускоряет процесс его схватывания и твердения, что имеет большое практическое значение, например, при зимних бетонных работах. Скорость твердения цементных растворов зависит от состава жидкого стекла и в особенности от содержания в нем кремнезема. Чем выше кремнеземистый модуль жидкого стекла, тем эффективнее происходит его взаимодействие с цементом.

Прибавление к цементному раствору 2 % жидкого стекла ускоряет начало схватывания в 3 раза, а конец схватывания больше чем в 4 раза. Но прочность затвердевшего раствора в этом случае несколько снижается. Дальнейшее прибавление жидкого стекла в количествах до 10 % совершенно не ускоряет начала схватывания, конец же схватывания ускоряется в 6 раз.

Полимерцементные составы

Хорошо зарекомендовали себя при гидроизоляции подземных железобетонных конструкций цементные сложные композиции, включающие для обеспечения заданных свойств до пяти ингредиентов: цемент, песок, синтетический латекс, жидкое стекло, эмульгатор. Основное преимущество таких полимерцементных материалов экологическая безопасность.

Инъекционные составы

Жидкое стекло применяется для укрепления, уплотнения (силикатизации) слабых грунтов на строительных площадках. Вначале в грунт под давлением закачивают раствор хлористого кальция определенной концентрации, затем жидкое стекло. В результате реакции этих веществ образуются плохо растворимые соединения, которые повышают механическую прочность грунтов.

Добавление жидкого стекла в бетон

Бетон с добавками жидкого стекла не рекомендуется для гидроизоляции, так как со временем жидкое стекло вымывается из бетона, оставляя после себя поры, нарушающие герметичность бетона.

Недостатки

Это прежде всего высокая проницаемость жидкостей в композициях на его основе, нестойкость против воздействия растворов щелочей и относительно невысокая водостойкость. Снижают проницаемость и повышают водостойкость композиций введением различных добавок. Модифицируют свойства жидкого стекла в процессе приготовления композиций.

Читать еще:  Фибра металлическая для бетона

Инструменты для работы

Применение жидкого стекла в бетоне требует подготовки специальных инструментов. Для начала нужна маленькая емкость, рукавицы и спецодежда. Для размешивания понадобится дрель с насадкой, а для нанесения щетка, кисть или валик. При необходимости нанесения раствора способом распыления, понадобится краскопульт.

В работе понадобится просеянный песок, цемент и вода. Для смешения всех компонентов используют холодную воду. Позаботьтесь о достаточном количестве емкостей разного объема. Это позволит контролировать процесс добавления жидкости в раствор, и предотвратит переливание.

Вернуться к оглавлению

Обзор методов использования

Губительное влияние влаги на фундаменты, кровлю и фасады зданий, а также вымывание грунтов под автомобильными дорогами и постаментами памятников удается предотвратить с помощью щелочных гидрозолей силикатов. Чем разводить песчано-цементный раствор, зачем и сколько жидкого стекла добавлять в бетон — давно решили для себя строители.

ЖС заслуженно относится к бюджетным и эффективным присадкам, оно успешно конкурирует с лучшими полимерными модификаторами. Средняя цена состава на основе солей натрия составляет около 30 р. за 1 кг, солей калия — до 90 р. Упаковку весом 15 кг можно купить всего за 280 р.

При этом сокращается продолжительность застывания смеси, повышается стойкость монолита к агрессивному действию влажности, жары, кислотности и биологических патогенов. Деревянные изделия и конструкции, пропитанные ЖС, приобретают огнестойкость: не горят открытым пламенем, а тлеют. Растворимое стекло применяется в качестве добавки к смеси или для обработки в чистом виде.

Проникающая гидроизоляция

Если силикатный клей смешать с водой в соотношении 1:10, то он проникает в пористую бетонную поверхность на глубину до 5 мм. Образующиеся при высыхании монокристаллы натриевых или калиевых солей герметично закупоривают все встречающиеся дефекты. Трёх слоёв пропитки достаточно для создания полностью водостойкого покрытия, пригодного для дальнейшего нанесения битумной гидроизоляции.

Добавление в бетонные растворы

Цемент и наполнитель соединяются в необходимых соотношениях, затем в них вливается ЖС, разведённое водой 1:10, и перемешивается. Состав очень быстро схватывается, поэтому работать с ним надо оперативно. Здесь на помощь приходит специальный «растворный» пульверизатор. Широкое применение получили гидроизолирующие составы для панельных швов, монолитных стен и стыковочных элементов конструкций. Бетонные стяжки на основе силикатного клея используются при строительстве бассейнов, заливке фундаментов, выгребных и смотровых ям, подвалов и прочих водонепроницаемых сооружений.

Помимо придания гидрофобизирующих свойств конструкциям, регулярно контактирующим с влагой, ЖС незаменимо при строительстве печей и котлов. Для этого бетонные растворы готовят из марок цемента не ниже M300. При покупке обязательно надо проверить, какой срок годности стоит на упаковке, сохранена ли её герметичность. Важным является и наличие соответствующих сертификатов. Гелеобразная полупрозрачная жидкость не должна содержать комки и посторонние включения, её нельзя подвергать замораживанию-размораживанию, поскольку при этом пропадают потребительские свойства.

Полимерсиликатные бетоны

Бетон на основе жидкого стекла, обладая рядом положительных свойств, имеет и отрицательные стороны, такие как достаточно высокую пористость (до 18-20 %), низкую прочность и не­достаточную водостойкость. Поэтому такие бетоны не могут быть использо­ваны как кислотостойкие материалы для несущих конструкций.

Лучшими показателями обладают полимерсиликатные бетоны (ПСБ) на основе натриевого жидкого стекла и полимерных добавок.

Применяемые добавки к полимерсиликатным бетонам:

  • К уплотняющим и диспергирующим добавкам относятся фурановые, фенольные и некоторые другие смолы;
  • к водосвязующим — соединения с группами NCO;
  • к снижающим усадку — олигоэфиры;
  • к замедлителям твер­дения — сульфанол и кремнийорганические жидкости;
  • к кольматирующим — канифоль и сера.

Бетоны на жидком стекле, как уже отмечалось, обладают недостаточно плотной структурой. Улучшить структуру таких материалов удается за счет введения добавок фурановых и фенольных смол. При этом наблюдается дробление частиц жидкого стекла от частиц размером (20-30)-10-7 мкм до более мелких — 3-10-7 мкм. Такая структура сохраняется и после отверждения жидкого стекла. При этом уменьшается не только пористость композитов, но и происходит су­щественное снижение внутренних напряжений в материалах.

Значительно снизить усадку полимерсиликатных бетонов мож­но за счет введения добавок фурилового спирта или фурфурола. Эти поли­меры, обволакивая частицы геля кремниевой кислоты, препятствуют их сближению — агрегации (явление защитного действия гидрозолей), при этом ограничивается сжатие системы и выделение воды из геля, что значи­тельно снижает усадку.

Читать еще:  Что означает класс бетона?

Оптимальной является концентрация этих полимеров в количестве 3-5 % по массе от жидкого стекла. Эта концентрация способствует не полному, а лишь частичному обволакиванию частиц геля Si(OH)4, что приводит к незначительному замедлению процесса агрегации. Кроме того, эти модифи­цирующие добавки способствуют гидрофобизации и уплотнению компози­тов.

Кроме того, важным свойством этих двух полимеров и других органи­ческих соединений с активными радикалами является способность отвер­ждаться кислотами, что способствует дополнительному уплотнению полимерсиликатных бетонов при действии на них растворов кислот.

Таким образом, добавки фурилового спирта и фурфурола являются комплексными. Под их действием уплотнение композитов происходит по следующим схемам: диспергирование жидкого стекла, обволакивание и за­щитное действие к кремнегелю, гидрофобизация и полимеризация (поли­конденсация) под действием раствора кислот.

Глубина проникания раствора кислот в композиты после длительного воздействия не превышает 3-5 мм. Причем, чем выше концентрация кисло­ты, тем меньше глубина ее проникновения.

Полимерсиликаты с повышенной кислотостойкостью в зависимости от гранулометрического состава наполнителей и заполнителей могут быть приготовлены в виде мастик, легких растворов или бетонов.

В качестве примера, рассмотрим пропорции жидкого стекла и добавок в полимерсиликатный бетон на натриевом или калиевом жидком стекле, % по массе:

  • связующее (жидкое стекло с плотностью 1380-1400 кг/м3) — 13,6%;
  • отвердитель (кремнефтористый натрий) — 2,5%;
  • наполнитель (мука андезитовая или диабазовая, крупностью до 0,15 мм) — 24,0%;
  • мелкий заполнитель (песок с крупностью частиц 1-3 мм) — 44,0%;
  • крупный заполнитель (щебень с крупностью частиц 10-20 мм) — 15,9%;
  • модификатор (фуриловый спирт или фурфурол) (от массы жидкого стекла) — 3-5 %.

Состав полимерсиликатных бетонов подбирают исходя из условий наименьшего расхода связующего, соблюдения хорошей удобоукладываемости и высокой плотности. Учитывая повышенную вязкость жидкого стекла, для приготовления композитов применяют бетономешалки прину­дительного действия. Способы формирования изделий такие же, как и для цементных блоков.

Недостатком полимерсиликатных бетонов является небольшая жизне­способность (быстрая схватываемость и затверждение) — около 45 минут. Допустимое сокращение кремнефтористого натрия приводит к незначительному удлинению жизнеспособности на 10-15 минут.

Твердение полимерсиликатных бетонов при нормальной температуре продолжается 1 месяц. Для ускорения можно применить сухой прогрев при температуре +70-100 °С в течение 8-10 часов.

Влияние добавок на прочность полимерсиликатных композитов ощу­тимо только в мастичных системах. При оптимальной по прочности кон­центрации добавок (3 % от массы жидкого стекла) предел прочности при изгибе составил: с добавкой фурфурола — 31,5 МПа, с добавкой фурилового спирта — 24 МПа.

Влияние добавок на более сложные композитные системы проявляется в меньшей степени — прочность на сжатие практически не отличается от бездобавочных бетонов и составляет: для фурфурола — 36 МПа, а для фури­лового спирта -31,5 МПа.

Результаты испытания показали достаточно хорошую адгезию поли­мерсиликатных бетонов к цементному бетону — 2,5-3 МПа. Это значит, что при строительства, в укладке бетонных слоев можно использовать сначала поли­мерсиликатные бетоновы, а после затвердевания ПСБ уже заливать цементный бетон или наоборот.

Кроме того, полимерсиликатные бетоны обладает высокой водонепро­ницаемостью. Образцы из ПСБ выдерживают давление воды в 0,6 МПа в течение 8 часов, в то время как обычные силикатные оказываются водоне­проницаемыми уже через 3-3,5 часа при давлении в 0,1 МПа. Таким образом жидкое стекло служит для гидроизоляции бетона в фундаменте.

Исследования химической стойкости полимерсиликатных бетонов в растворах различных кислот (серной, соляной, азотной) показали, что они являются более стойкими по сравнению с модифицированными бетона­ми. Лучшие результаты ПСБ показали в соляной и серной кислотах, чем в азотной. Так, значения коэффициента химической стойкости в 10 %-х рас­творах этих кислот после 90-суточного испытания составили, соответст­венно: 0,84; 0,80; и 0,75. Коэффициент водостойкости за указанный проме­жуток времени составил 0,87.

Из полимерсиликатных бетонов изготавливают следующие строитель­ные материалы и изделия:

  • половые плиты,
  • фундаменты под оборудование,
  • футеровочные блоки и плитки,
  • плиты газоходов и др.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector