Szkło wodne (inaczej zwane szklaną wodą) jest to wodny roztwór krzemianów alkalicznych, do których zaliczamy np.: lit, sód i potas. Często nazwą tą określa się także stopy krzemianów sodowych i potasowych, które bywają określane szkliwem sodowym i szkliwem potasowym. Krzemiany te, mające prosty skład chemicznych, nie występują w przyrodzie i są rozpuszczalne w wodzie. Szkła wodne sodowe i potasowe posiadają wszechstronne zastosowanie, pomimo tego, że wiedza o ich strukturze jest jeszcze stosunkowo niewielka.
Roztwór szkła wodnego znany jest od zamierzchłych czasów, bowiem nie był on obcy nawet starożytnym Egipcjanom. Ta metoda "rozpuszczania" piasku, którego przecież mieli w brud, była genialnym sposobem na polepszenie właściwości wiążących materiałów budowlanych i polegała na łączeniu materiałów sypkich w jedną masę, a zatem działały niczym "klej budowlany". Niestety wraz z upadkiem świetności egipskiej, szkło wodne zostało zapominane i to na długie lata, dopiero połowa XIX wieku przyniosła wzrost zainteresowania tym materiałem. Mniej więcej w tym czasie we Francji powstała pierwsza fabryka szkła wodnego.
Czym jest szkło wodne?
Szkło wodne, czy też szklana woda, to nic innego jak roztopiony piasek kwarcowy (krzemionka) z tlenkiem metalu alkalicznego rozpuszczonym w wodzie. W zależności od rodzajów dodatków (tlenków) można otrzymać szkło wodne potasowe, sodowe, litowe, rubidowe czy cezowe. Szkło wodne przyjmuje postać lepkiej cieczy, która jest nakładana na dany przedmiot, po czym po odparowaniu wody zamienia się w półprzezroczystą masę.
Na przykład szkło wodne sodowe można otrzymać wykorzystując do tego trzy różne technologie:
- stapiania piasku kwarcowego z dodatkiem soli metali alkalicznych,
- rozpuszczania krzemianu sodu w wodzie,
- roztwarzania kwasu krzemowego w wodorotlenku sodowym.
Rodzaje szkła wodnego
Na rynku najczęściej występują dwa rodzaje szkła wodnego: szkło potasowe i szkło sodowe, a także ich hybrydowa wersja - szkło potasowo-sodowe. Bardzo rzadko spotyka się krzemiany amonu, litu, cezu czy rubidu, a to dlatego że ich wykorzystywanie w budownictwie czy przemyśle jest marginalne.
- Szkło wodne sodowe najczęściej możemy spotkać jako składnik środków czyszczących. Natomiast w budownictwie jest jednym z elementów do wykonywania materiałów ceramicznych oraz odpornych na działanie wysokich temperatur. Szkło wodne sodowe doskonale sprawdza się też jako spoiwo, z tego też powodu stanowi składnik klejów i masy formierskiej (np. w odlewnictwie, hutnictwie), a także mas uszczelniających w zaprawach murarskich. Bywa wykorzystywane z powodzeniem również do wybielania takich materiałów jak papier czy płyty wiórowe oraz do uzdatniania wody.
- Szkło wodne potasowe przede wszystkim charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na działanie wysokich temperatur i dlatego wykorzystywane jest z powadzeniem w budownictwie, np. do produkcji materiałów odpornych na działanie ognia, mas uszczelniających i elektrod, które muszą być odporne na działanie m.in. ognia.
Właściwości szkła wodnego
Szkło wodne wykazuje szereg ciekawych i niezwykle praktycznych właściwości, stąd zresztą tak szerokie jego zastosowanie. Jak już zostało wspominane, najczęściej wykorzystuje się szkło wodne sodowe, potasowe lub potasowo-sodowe. Stosowanie takiego szkła przynosi wiele korzyści ekonomicznych, bowiem jego wytwarzanie oraz modyfikacja nie jest szczególnie kosztowna, a zatem można ją dopasować do własnych potrzeb fizykochemicznych. Istnieje też możliwość dopasowania proporcji parametrów przykładowo zawartości tlenków do wymaganego składu, ich lepkości czy gęstości.
Szkło wodne posiada wiele cennych właściwości, w tym:
- Wykazuje właściwości antykorozyjne.
- Hamuje rozwój zmian korozyjnych metali.
- Niweluje ryzyko osadzania się szkodliwych osadów na powierzchniach nim impregnowanym.
- Pozytywnie oddziałuje na układy, które uległy już w przeszłości korozji.
- Jest dość stabilne, a to oznacza, że nie wchodzi łatwo w reakcję z innymi związkami.
- Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie.
- Należy do substancji niepalnych.
- Do tego jest nietoksyczne.
- Zalicza się do substancji przyjaznych środku naturalnemu, a zatem jest ekologiczne.
- Dzięki tym powyższym właściwościom, transport szkła wodnego jest o wiele prostszy, szybszy i łatwiejszy niż innych substancji chemicznych.
- Nie jest to substancja niebezpieczna, co usprawnia również proces załadunku i transportu.
Zastosowanie szkła wodnego
Szkła wodne potasowe i sodowe są z powodzeniem stosowane w wielu gałęziach przemysłu, między innymi jako:
- główny surowiec w produkcji szkła oraz w przemyśle ceramicznym,
- dodatek w produkcji farb krzemianowych,
- materiał wiążący w korozji powierzchni betonowych, typu posadzki,
- środek przeciwwilgociowy na ścianach,
- dodatek do różnych mieszanek betonowych,
- surowiec w produkcji klejów przemysłowych oraz budowlanych,
- składnik w przemyśle kosmetycznym, a także do produkcji środków chemii gospodarczej,
- ochrona antykorozyjna instalacji wodnych,
- składnik środków osuszających - silikażel,
- składnik roztworów bielących czy też klejów w przemyśle papierniczym,
- surowiec do produkcji materiałów ściernych,
- impregnat w przemyśle tekstylnym,
- dodatkowy składnik do mieszanek gumowych w przemyśle oponiarskim,
- środek tworzący powłokę zabezpieczającą przeciwpożarowo, na przykład w przypadku konstrukcji drewnianych,
- podstawowy składnik roztworów do gaszenia pożarów,
- środek zabezpieczający antykorozyjnie żelazo i inne metale,
- stabilizator gruntów,
- składnik do ekologicznych środków ochrony roślin,
- dodatek do środków spożywczych (E 550),
- środek służący do uzdatniania (zmiękczania) wód komunalnych i przemysłowych,
- materiał wychwytujący wybrane jony pierwiastków w oczyszczalniach ścieków.
Z ekologicznego punktu widzenia szkła wodne nie są szkodliwe i dlatego, zdaniem naukowców, powinny być podejmowane dalsze badania ich właściwości w celu określenia nowych zastosowań, a także przyjaznych środowisku technologii ich wytwarzania.
Woda szklana - przeciwwskazania
Wszystkie rodzaje szkła wodnego wykazują wysoką alkaliczność, co może negatywnie oddziaływać na naszą skórę, wywołując na przykład oparzenia. Dlatego podczas stosowania tego materiału należy zabezpieczyć oczy i ich okolice. Absolutnie nie można też dopuścić do spożycia substancji. Należy ograniczyć jej wdychanie, a w przypadku niepożądanego wycieku należy natychmiast zabezpieczyć dany obszar.
Cena szkła wodnego
Cena szkła wodnego zależy od ich rodzaju, zastosowania, no i oczywiście producenta. Na rynku mamy wiele produktów remontowanych marek, a ich wybór powinien zależeć od naszych potrzeb oraz wymagań.
- Popularne i łatwo dostępne szkło wodne sodowe firmy Dragon to koszt około 6,50 zł za pół litra, z kolei za 5 litrów zapłacimy około 35 zł.
- Szkło wodne sodowe Dorex kosztuje około 14 zł za 5 litrów. Za mniejsze opakowanie - 0,5 litra zapłacimy z kolei około 2,5 zł.
- W sprzedaży dostępne jest też szkło wodne potasowe firmy Izolex. Jego cena kształtuje się na poziomie 25 zł za 5 litrów.
- Szkło wodne do impregnowania drewna i ochrony betonu to koszt około 10 zł za 0,5 l.
Ceny szkła wodnego będą się od siebie nieznacznie różnić w zależności od sklepu.
Komentarze