Szkło wodne w budownictwie

Współczesne budownictwo nieustannie poszukuje materiałów, które łączą trwałość, funkcjonalność i ekologiczną efektywność. Jednym z coraz częściej wykorzystywanych surowców jest szkło wodne — unikalny, koloidalny roztwór krzemionki, który po zastosowaniu tworzy trwałą, odporną na wilgoć i czynniki chemiczne powłokę. Wizualnie jest to bezbarwna lub lekko mętna ciecz o właściwościach żelujących.

Szkło wodne używane jest w rolnictwie i ogrodnictwie do ochrony nasion i roślin przed chorobami i wilgocią, w sztuce i rzemiośle służy do wytwarzania szkliw ceramicznych oraz powłok dekoracyjnych, w przemyśle wykorzystywane jest jako składnik klejów, spoiw, a także do produkcji papieru i tkanin wodoodpornych oraz powłok ognioodpornych.

Ze względu na swoje właściwości znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie jako materiał uszczelniający i wzmacniający.

Zastosowanie szkła wodnego w budownictwie

Szkło wodne wyróżnia się szerokim spektrum zastosowań w budownictwie, wynikającym z jego unikalnych właściwości fizycznych i chemicznych. Jego zdolność do tworzenia trwałych, wodoodpornych powłok oraz poprawiania wytrzymałości materiałów sprawia, że znajduje zastosowanie w wielu kluczowych obszarach branży budowlanej. Poniżej przedstawiamy najważniejsze sposoby wykorzystania szkła wodnego, które przyczyniają się do poprawy trwałości, bezpieczeństwa i funkcjonalności konstrukcji.

Główne zastosowania szkła wodnego w budownictwie:

• impregnacja i uszczelnianie powierzchni (szkło wodne stosuje się do zabezpieczania betonu, cegieł i tynków przed działaniem wilgoci i agresywnych substancji chemicznych - tworzy hydrofobową powłokę, która ogranicza wnikanie wody, a jednocześnie pozwala materiałom „oddychać”)
• zwiększanie odporności na ogień (powłoki z dodatkiem szkła wodnego są ognioodporne, dlatego stosuje się je do zabezpieczania elementów konstrukcyjnych, szczególnie drewnianych lub stalowych)
• wzmacnianie spoiw i zapraw (dodatek szkła wodnego do zapraw cementowych i betonów poprawia ich szczelność i wytrzymałość mechaniczną, szkło wodne przyspiesza wiązanie i utwardzanie materiałów budowlanych)
• uszczelnianie zbiorników i kanałów (wykorzystuje się je do zabezpieczania betonowych zbiorników wodnych, kanałów i tuneli przed przeciekaniem)
• ochrona powierzchni podłoży (powierzchnie pokryte szkłem wodnym są mniej podatne na rozwój grzybów, pleśni i korozję biologiczną).

Rodzaje szkła wodnego

Szkło wodne występuje w kilku odmianach, które różnią się składem chemicznym, właściwościami oraz zakresem zastosowań. Podstawowy podział opiera się na rodzaju metalu alkalicznego tworzącego krzemian – najczęściej jest to sód, potas, rzadziej lit czy rubid. Każdy z tych typów szkła wodnego charakteryzuje się innymi parametrami, takimi jak odporność na wysoką temperaturę, rozpuszczalność czy zdolność wiązania, co decyduje o jego przydatności w konkretnych gałęziach przemysłu i budownictwa. Dzięki temu możliwe jest dobranie odpowiedniej odmiany szkła wodnego do określonego procesu technologicznego lub rodzaju zabezpieczenia.

Szkło wodne sodowe

Można je wytwarzać na trzy sposoby: poprzez stopienie piasku kwarcowego z solami metali alkalicznych, rozpuszczenie krzemianu sodu w wodzie lub rozkład kwasu krzemowego w roztworze wodorotlenku sodowego. W budownictwie wykorzystywane jest do

• impregnacji betonu, cegieł i tynku – zabezpiecza przed wnikaniem wilgoci i działaniem agresywnych substancji chemicznych
• zwiększania odporności ogniowej – powłoki na bazie szkła wodnego spowalniają rozprzestrzenianie się ognia
• uszczelniania konstrukcji – np. zbiorników wodnych, fundamentów, kanałów technicznych
• wzmacniania zapraw i betonów – poprawia ich wytrzymałość mechaniczną i szczelność
• ochrony przed korozją biologiczną – hamuje rozwój pleśni i grzybów.

Szkło wodne potasowe

Szkło wodne potasowe, będące wodnym roztworem krzemianu potasu, odgrywa istotną rolę w produkcji materiałów ogniotrwałych oraz mas uszczelniających. Wykorzystuje się je również przy wytwarzaniu elektrod spawalniczych, a także farb, klejów i kitów stosowanych w budownictwie. Swoją popularność zawdzięcza przede wszystkim wysokiej odporności na działanie wysokich temperatur.

Szkło wodne litowe

Szkło wodne litowe to wodny roztwór krzemianu litu (Li₂SiO₃), mniej popularny niż odmiany sodowa i potasowa, ale ceniony w zastosowaniach specjalistycznych, szczególnie tam, gdzie istotna jest wysoka trwałość chemiczna, odporność na wahania temperatury i minimalna skłonność do wykwitów (białych nalotów) na powierzchniach.

Szkło wodne litowe wykorzystywane jest do:

• impregnacji i utwardzania betonu – stosowane w posadzkach przemysłowych i nawierzchniach narażonych na intensywne ścieranie
• ochrony kamienia naturalnego – zwłaszcza marmuru, granitu i piaskowca
• produkcji specjalistycznych spoiw – w materiałach ogniotrwałych i chemoodpornych
• zabezpieczenia konstrukcji w trudnych warunkach – np. w obiektach przemysłowych, chemicznych i morskich.

Szkło wodne rubidowe

Szkło wodne rubidowe, czyli roztwór krzemianu rubidu, stosowane jest jako domieszka do półprzewodników wykorzystywanych w fotokomórkach. Szkło wodne rubidowe jest rzadko stosowane w budownictwie ze względu na wysoką cenę i ograniczoną dostępność — jego główny obszar zastosowań to branża wysokich technologii.

Porównanie rodzajów szkła wodnego

Zalety szkła wodnego w budownictwie

Szkło wodne, niezależnie od rodzaju, łączy w sobie szereg cech, które sprawiają, że jest cenionym materiałem w budownictwie i przemyśle. Jego unikalne właściwości fizyczne i chemiczne umożliwiają zarówno poprawę trwałości konstrukcji, jak i nadanie im dodatkowych funkcji ochronnych. Dzięki odporności na wilgoć, wysoką temperaturę czy działanie substancji chemicznych, szkło wodne znajduje zastosowanie w wielu wymagających warunkach. Wśród jego licznych atutów można wyróżnić te, które w największym stopniu decydują o jego popularności i szerokim wykorzystaniu.

Do głównych zalet szkła wodnego należy:

• łatwość aplikacji (nakładanie pędzlem, natryskiem lub zanurzeniem)
• szybkie wiązanie i utwardzanie
• odporność na wodę i wiele substancji chemicznych
• poprawa trwałości i żywotności materiałów budowlanych.

Wady i ograniczenia szkła wodnego

Powłoki szkła wodnego mogą być kruche i podatne na pęknięcia przy dużych naprężeniach mechanicznych. Nie jest to materiał elastyczny, więc na ruchomych lub bardzo obciążonych powierzchniach może się złuszczać. Wymaga odpowiedniego przygotowania podłoża.

Fot. napodlogach.pl