Зачем нужно жидкое стекло: область применения, плюсы, нюансы и правила использования

Жидкое стекло: виды, сфера применения, плюсы и минусы

Автор Марат Григорьевич На чтение 11 мин. Просмотров 153

Современный рынок строительных материалов изобилует всевозможными смесями, содержащими сложные активные добавки. Однако среди всего этого есть материалы, которые остаются популярными веками например жидкое стекло – один из них. Его в строительстве применяют повсеместно, а иногда его и вовсе нечем заменить. Одно из достоинств – низкая себестоимость, что также является фактором выбора миллионов строителей по всему миру. Каждый, кто хочет стать профессионалом в строительстве, должен уметь им пользоваться.

Жидкое стекло: история возникновения и состав

Что такое жидкое стекло вы можете не знать, но пользовался им каждый. Хотя бы раз вам приходилось пользоваться силикатным клеем. Он продается в любом магазине канцелярских товаров. А ведь это и оно и есть. Удивительно то, что более двухсот лет тому назад люди разработали состав, который по сей день не менялся. А родиной изобретения является Германия. Там жил химик Ян Непомук фон Фукс, который занимался изучением силикатов и их свойств. Именно он смешал щелочной силикат с кремниевой кислотой.

В результате реакции наблюдалось схватывания смеси. Итог – формирование вязкой субстанции. Но если ее оставить на открытом воздухе, образуется твердое вещество, похожее на стекло, так как остается прозрачным. Однако производственный процесс выглядит сложнее, ведь составляющие приходится получать дополнительно. В чистом виде в природе они не встречаются. Требовалось разогреть кварцевый песок до полного расплавления. Применялись стеклоплавильные печи. Но после добавляли уголь и соду (сульфат натрия).

Состав жидкого стекла до сих пор неизменен. Однако печи стали усовершенствованные. Сейчас это автоклав, где точка кипения субстанции выше, что позволяет добиться лучших характеристик готового продукта. Но главное, что спустя два века эта технология до сих пор работает, и заменять ее другой, более дорогостоящей нет смысла. Жидкое стекло – это материал, используемый не только в строительстве. Есть масса производств, где требуется улучшить качество производимой продукции, и оно прекрасно дает это сделать практически без удорожания.

Характеристики жидкого стекла

Есть целый перечень достоинств данного материала. В список входит:

1. Гидрофобность. После застывания не боится воды. Поэтому обработанные поверхности не поддаются воздействию влаги, коррозии, гниению.
2. Антистатичность. Будучи твердым не электризуется. Если нанести смесь на поверхность детали, она обреете антистатические свойства.
3. Термоизоляция. Малая тепловодность – причина уникального свойства сохранят тепло. Поэтому часто добавляют жидкое стекло в раствор (кладочный, для стяжки).
4. Огнеупорность. Это способность нейтрализовать действие высоких температур. Сам материал не горит, не токсичен, химически нейтрален, экологически безопасен.
5. Антисептичность. Это действительно антисептик. В жидком состоянии смесь убивает паразитов, и не дает им появиться в течение срока эксплуатации конструкции.

Среди сфер использования жидкого стекла применение в строительстве и промышленности определяется способностью заполнять нежелательные пустоты. Раковины, трещины, пазухи, заполненные силикатом, не увеличиваются со временем, не аккумулируют воду, и как следствие сохраняет морозостойкость монолита, если речь идет о бетонной поверхности.

Виды жидкого стекла

Принципиально состав может отличаться только вводимой добавкой, которую изготавливают на основе натрия, калия или лития. Соответственно различают и три различных типа продукции. Свойства жидкого стекла (калиевого K2O(SiO2)n, натриевого Na2O(SiO2)n, литиевого Li2O(SiO2)n) отличаются. Литий используется редко.

Основными являются два первых вида. Именно их можно встретить на прилавках строймаркетов. Именно они используются в строительстве и даже в быту. Поэтому необходимо рассмотреть данные типы более детально, и научиться распознавать, в каких случаях требуется то или иное соединение.

Жидкое натриевое стекло

При таком составе субстанция отличается повышенной вязкостью. Визуально он отличается неярко выраженным сероватым оттенком без видимых включений. Благодаря вяжущим свойствам одной из сфер применения является производство различных клеев, которые используют для организации гидроизоляционного покрытия. Как работать с жидким стеклом знает каждый профессиональный строитель. И, если нужно дополнительно защитить конструктив от влаги и воды, этот материал незаменим. Более того, железобетонная конструкция становится огнеупорной, и ее прочность повышается.

Жидкое калиевое стекло

Этот вид стал бы прекрасной альтернативой, если бы не более высокая стоимость производства. Смесь также тягучая, вязкая, клейкая. Только теперь она имеет едва заметный зеленоватый оттенок. Себестоимость повышается из-за сложности работы с калиевыми соединениями. С другой стороны этот состав обладает отличными бактерицидными свойствами. Материал не является благоприятной средой для поселения грибков, плесени, бактерий. Кроме того, благодаря химической нейтральности применение жидкого стекла в строительстве обусловлено необходимостью защитить сооружения от дождя, воздействию агрессивных сред, тумана, росы и т.д. Лакокрасочная продукция с этим компонентом отличается особым глянцем и блеском.

Область применения

Абсолютно естественно, что такой широкий спектр достоинства нашел применение в различных сферах деятельности человека. Сейчас обширное использование жидкое стекло нашло в таких областях:

1. Черная металлургия. Изготавливают, например, керамические флюсы и литейные формы. Электроды для электросварки обрабатывают именно силикатом. А при производстве сплавов жидкое стекло – связующий компонент.
2. Машиностроение. Часто требуется антипригарное лакокрасочное покрытие. Деликатные соединения также обеспечиваются с помощью этого клейкого вещества. Краска на жидком стекле формирует на поверхности антинагарный слой.
3. Строительная сфера. Производят жароупорные материалы (бетоны и растворы), цеолиты и катализаторы.
4. Химическое производство. Лаки и краски – только вершина айсберга. Даже в стиральном порошке есть этот компонент, как и в большинстве чистящих и моющих средств. А конструкции, работающие в кислой среде, нуждаются в дополнительной защите, что также обеспечивается силикатами.
5. Циллюлозно-бумажное производство. В данном случае применение силиката необходимо для склеивания, а также выпуска глянцевой гладкой бумаги.

Применение жидкого стекла в быту заключается не только в использовании силикатного клея для бумажных листов. Делая ремонт, каждый, кто желает придать конструкциям дополнительную прочность, влагозащитность, бактериальную безопасность, жаростойкость, обязательно покупает этот компонент.

Применения в строительстве

Если говорить о конкретных этапах возведения конструкций, применяется жидкое стекло для следующих видов работ:

1. Устройство гидроизоляции подземных коммуникаций (тоннелей, колодцев). Вы сможете уберечь подвал и цокольный этаж от воздействия влаги.
2. Защита фундамента от грунтовых вод в случае их неглубокого залегания.
3. Организация гидроизоляции перекрытий и наружных стен.
4. Укладка декоративного покрытия – керамической, кафельной плитки.
5. Устройство бассейна, искусственного водоема, резервуара.
6. Затирка шва между кирпичом, камнем, керамогранитом, облицовочной плиткой.
7. Изоляция колодцев с питьевой водой. Не появляется грибок, плесень.

 

Даже отмостка вокруг дома или дорожки на приусадебном участке прослужат на 8-10 лет дольше, так как раствор обретет гидрозащиту, что послужит причиной увеличения морозостойкости.

Когда для кладки используется жидкое стекло, способ применения заключается в том, что при условии сохранения правильных пропорций оно вводится в состав кладочного цементно-песчаного раствора. Тогда даже при сильном нагреве, как в случае с каминной кладкой, швы не растрескаются.

Если же требуется покрыть деревянные конструкции, его смешивают с окисью хрома, охрой или суриком. Такое покрытие не выцветает под действием влаги и не выгорает на солнце. Когда же требуется покрыть поверхность пленкой, делают водный раствор.

Применение в строительных смесях

Большой популярностью пользуются бетоны и растворы, в состав которых входит данный компонент. Цементно-песчаная смесь может использоваться для следующих видов общестроительных работ:

1. Обработка несущих конструкция, перегородок, пола и потолка на этажах, расположенных на минусовой отметке.
2. Устройство фундамента, цокольного этажа зданий, находящихся на участке вблизи водоемов или там, где на небольшой глубине залегают грунтовые воды.
3. Строительство сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности: бани, сауны, бассейны, искусственные водоемы.

Также благодаря характеристикам жидкого стекла его успешно применяют при выкладке и облицовке дымоходов. Высоких температур оно не боится. Раствор не трескается, труба не сыпется, не трескается.

Как приготовить раствор с жидким стеклом

Решив использовать жидкое стекло как обязательный компонент строительной смеси, необходимо придерживаться технологии приготовления раствора. При этом главным фактором является его целевое назначение:

1. Гидроизоляция. На одну меру песка берут столько же цемента, и столько же силикатного клея. При этом важно сразу же добавить воды и вымесить раствор до однородной консистенции. Застывает он быстро, и выработать придется всего за 10-15 минут. Потом он схватится. Поэтому большой объем не делают.
2. Грунтовка. Цемент с силикатом смешивают 1:1. Тут же добавляют воду, постоянно перемешивая смесь. При этом она должна быть достаточно жидкой, чтобы можно было работать кисточкой или валиком. В итоге на поверхности образуется водонепроницаемая пленка, препятствующая действию воды.
3. Антисептик. Просто добавьте в стекло воды в пропорции один к одному. Сразу после вымешивания смесь можно наносить на деревянные, бетонные, кирпичные конструкции, что позволит защитить их от действия вредоносных микроорганизмов, плесени, грибка.
4. Огнеупорный раствор. На одну долю портландцемента М500 Д0 необходимо израсходовать три доли речного промытого песка. Туда же вводят две доли силикатного клея. После затворения водой раствор готов к применению. Некоторые печники заменяют часть кварцевого песка динасовым или шамотным.
5. Смесь для укрепления конструкций. На 1 литр чистой воды приходится 0,4 кг жидкого стекла. После полного растворения полученное вещество наносят кистью или валиком на бетонную конструкцию послойно. Количество слоев – от 3 до 5. Перед нанесением следующего основе дают полностью просохнуть.

Чтобы субстанция была однородной, используйте строительный миксер или как минимум дрель со специальной насадкой для перемешивания. Руками это можно не успеть сделать, так как ввод жидкого стекла приводит к сокращению времени схватывания.

Применение в быту

При производстве сантехнических работ важно, чтобы все соединения были герметичны. Жидкое стекло – отличный герметик. Просто нанесите его на резьбу или фланец, соедините элементы, закрутите резьбу, удерживайте их в одном положении в течение нескольких минут. Так можно сделать герметичным водопровод и канализацию. Ограничение – газовые трубы. Здесь лучше пользоваться специализированными методами.

Также можно на силикат клеить, например, линолеум. Многие пользуются ПВА или Бустилатом, но они не в состоянии защитить от бактерий, грибка, плесени. В больших залах для торжеств, в театрах и других местах, где есть массивные шторы, текстиль обрабатывают стеклом, что не только защищает ткань от пыли, сохраняя привлекательный внешний вид. Силикат не горит, и в случае возгорания не даст шторам вспыхнуть.

В некоторых случаях лучше именно этим клеем соединять изделия из глины или керамики, деревянных брусков, кожи, резины, картона, фанеры, листов ДВП или ДСП. Даже посуду можно чистить стеклом (жидким, естественно). Для этого разведите его водой в пропорциях 25:1, опустите пригоревшую сковороду, кипятите 2 часа. Затем счистите отставший нагар обычной губкой. Если нужно очистить фарфор или стекло, время кипения уменьшают до 10 минут.

Преимущества и недостатки

К числу достоинств относится:

1. Способность проникать в микроскопические щели, трещины и раковины обрабатываемой поверхности.
2. Стоимость минимальна. Если даже использоваться силикат в качестве добавки, это незначительно увеличивает себестоимость.
3. Срок, в течение которого сохраняются защитные свойства – 5 лет. Если же нанесено несколько слоев, этот период увеличивается до 8-10 лет.
4. Высокая адгезия позволят применять данный материал в условиях повышенной влажности.
5. Обеспечивает дополнительную прочность, не позволяя ей снижаться под действием агрессивных сред.

Кроме того, этот материал является одним из самых безопасных с экологической точки зрения. Однако есть и ряд недостатков:

1. Слой покрытия хрупкий, подвержен излому при деформации.
2. Запрещается обработка предметов изготовленных из органического сырья.
3. Поверх силиката не получится качественно нанести краску.

Быстрое схватывание – не всегда хороший фактор, а работать приходится быстро, что требует определенного навыка и сноровки.

Инструкция по обработке поверхностей жидким стеклом

Обрабатываемый объект необходимо подготовить. Счищается грязь и пыль. Если пришлось мыть, поверхности дают просохнуть. Разводят грунтовку, как сказано ранее и наносят состав кистью или валиком. Повторяют процедуру. Второй слой укладывается после полного высыхания первого. Приготавливают гидрозащитный раствор и нанося его на всю поверхность. Затем вымывают руки с мылом. До этого все нужно делать в перчатках.

Можно ли изготовить жидкое стекло самостоятельно

Более того, что это можно сделать, так еще и способ не один:

1. Измельчите селикогель, разведите порошок водой. Результат будет очень похож на готовое жидкое стекло из магазина.
2. Смешайте промытый кварцевый песок и соду в соотношении 1:4 соответственно. Доведите температуру до предела плавления.

Все это обойдется дороже, чем просто купить его в магазине. Но на фото в интернете часто показано, насколько лучше выглядят фары после обработки специальными средствами. Дешевый, но не менее эффективный аналог – смесь парафина из свечки и растворителя «Вайт-спирит». Но это уже не жидкое стекло.

Полезно2Бесполезно90000 Is glass really a liquid? 90001 90002 The 2002 movie «Sweet Home Alabama» stars Reese Witherspoon as Melanie Smooter, a reinvented New York fashion designer forced to return to her Southern roots — and a not-quite-ex-husband — before she can marry her socialite fiancée. 90003 90002 It also stars (presumably) liquid glass as a key plot twist. In the time she’s spent becoming a New Yorker, Smooter’s old Alabama flame, Jake Perry (played by Josh Lucas), has built a lucrative business.He races to plant lightning rods in beach sand just before a storm crops up. When lightning strikes the rods, it’s directed into the sand. This turns the sand into glass sculptures, which Perry harvests, cleans and sells in his gallery, a successful enterprise Smooter uncovers only after she’s well on her to way falling in love with him all over again [source: IMDB]. 90003 90002 But there are more problems in this plot than just Smooter’s love life. Perry’s lightning sculptures may be rooted in real life, but they are portrayed with a heavy dose of cinematic liberty.The sculptures shown in the movie look like blown glass, sculpted into ethereal-looking abstract forms by a master hand. However, the reality is not always so delicate, either in appearance or substance. In real life, when lightning hits sand that contains silica or quartz, the 1,800-degree Celsius (3,272 degrees Fahrenheit) heat travels underground and melts the sand into silica glass. The glass, known as 90007 fulgurite 90008, is hollow and usually takes on a tube-like shape, often with branches radiating out from a central core.The result is a shape that mimics driftwood [source: Hill]. 90003 90002 Glass, whether the end result is fulgurite, a window or a mirror, begins life in a viscous, malleable form. It’s created by heating silica and other elements — including sodium carbonate, lime and magnesium oxide — to a liquid-like state. It is then shaped and cooled [source: Corning Museum of Glass]. 90003 90002 Despite the fact that superheated glass looks and acts like a liquid, it may not actually be one at all.When most elements are heated, their molecules begin to move freely, resulting in a liquid form that can be poured. Even though superheated glass can mimic a liquid, it actually acts as one molecule when it cools, a quality that keeps it rigid at room temperature. Glass is, in fact, an amorphous solid that does not have a completely organized crystal structure. It exists in a state of «in-between,» which means that it is not a true solid — but not a true liquid either. Scientists postulate that it would take longer than the universe has existed for room-temperature glass molecules to change their shape [source: Curtin].90003 90002 In a sense, the timeframe that would be required for glass to flow, or to rearrange its molecules, on its own is so extensive that it acts like a solid. For example, scientists studying a 20 million-year-old sample of preserved amber found that it did not continue to flow, despite being exposed to a variety of temperatures. While not all glass is as stable as amber, even glass that is truly an amorphous solid can take eons to change its shape on its own [source: Zhao].90003 90016 90017 .90000 Vaping 101: When and how to change your coil — Why do I get a burnt taste from my e cig? 90001 (Picture: Getty) 90002 So you’ve just got your new vape and you’ve been happily puffing away, blowing out massive clouds of vapour and generally loving life. 90003 90002 However, you soon start to notice that the clouds are becoming less impressive, there’s a weird gurgling noise when you take a puff — and your custard-flavoured e-liquid is starting to taste … well, burnt. 90003 90006 Vaping 101: Common mistakes vapers make and how to avoid them 90002 There’s a reason behind this — you need to change the coil.Yes, your e cig requires regular maintenance, and one of them is seeing to the internal mechanics when a wire coil has worn out or the wick has burned. 90003 90002 Fortunately, changing a coil is quick and easy — here’s everything you need to know. 90003 90011 90012 How often do I need to change my vape coil? 90013 90014 90002 Generally, coils need to be replaced every couple of weeks. But there are several factors that influence just how regularly you need to swap them out. 90003 90002 If you’re using a liquid with high VG content, these will wear out wicks more quickly than those with a more balanced PG / VG mix.If those words sound completely alien to you, read our guide on vape liquids here. 90003 90002 Another variable is how much power you’re using. The logic is fairly simple — if you use a variable voltage mod and increase the power regularly, the coil will wear out faster. 90003 90002 Finally, a simple but often overlooked factor is how often you vape. Those who are puffing away all day will need to change the coil much more often than those who occasionally get it out for a quick hit. 90003 90011 90012 OK, I think my coil is burnt out.How do I change it? 90013 90014 90002 If you have a top or bottom-coil clearomizer, or a sub-ohm tank, there will be a central stem portion within the tank which takes up air from the airflow holes, allows it to pass over the coil and brings the vapour into your mouth. 90003.90000 How Much Water Should You Drink Per Day? 90001 90002 The body is about 60% water, give or take. 90003 90002 You are constantly losing water from your body, primarily via urine and sweat. To prevent dehydration, you need to drink adequate amounts of water. 90003 90002 There are many different opinions on how much water you should be drinking every day. 90003 90002 Health authorities commonly recommend eight 8-ounce glasses, which equals about 2 liters, or half a gallon. This is called the 8 × 8 rule and is very easy to remember.90003 90002 However, some health gurus believe that you need to sip on water constantly throughout the day, even when you’re not thirsty. 90003 90002 As with most things, this depends on the individual. Many factors (both internal and external) ultimately affect your need for water. 90003 90002 This article takes a look at some water intake studies to separate fact from fiction and explains how to easily match water intake to your individual needs. 90003 90002 Many people claim that if you do not stay hydrated throughout the day, your energy levels and brain function start to suffer.90003 90002 And there are plenty of studies to support this. 90003 90002 One study in women showed that a fluid loss of 1.36% after exercise impaired mood and concentration and increased the frequency of headaches (1). 90003 90002 Other studies show that mild dehydration (1-3% of body weight) caused by exercise or heat can harm many other aspects of brain function (2, 3, 4). 90003 90002 Keep in mind that just 1% of body weight is a fairly significant amount. This happens primarily when you’re sweating a lot.90003 90002 Mild dehydration can also negatively affect physical performance, leading to reduced endurance (5, 6, 7). 90003 90028 90029 SUMMARY 90030 90002 Mild dehydration caused by exercise or heat can have negative effects on both your physical and mental performance. 90003 90033 90002 There are many claims that increased water intake may reduce body weight by increasing your metabolism and reducing your appetite. 90003 90002 According to two studies, drinking 17 ounces (500 ml) of water can temporarily boost metabolism by 24-30% (8).90003 90002 The image below shows this effect. The top line shows how 17 ounces (500 ml) of water increased metabolism. Notice how this effect decreases before the 90-minute mark (9): 90003 90002 The researchers estimated that drinking 68 ounces (2 liters) in one day increased energy expenditure by about 96 calories per day. 90003 90002 Additionally, it may be beneficial to drink cold water because your body will need to expend more calories to heat the water to body temperature. 90003 90002 Drinking water about a half hour before meals can also reduce the number of calories you end up consuming, especially in older individuals (10, 11).90003 90002 One study showed that dieters who drank 17 ounces (500 ml) of water before each meal lost 44% more weight over 12 weeks, compared to those who did not (12). 90003 90002 Overall, it seems that drinking adequate amounts of water, particularly before meals, may have a significant weight loss benefit, especially when combined with a healthy diet. 90003 90002 What’s more, adequate water intake has a number of other health benefits. 90003 90028 90029 SUMMARY 90030 90002 Drinking water can cause mild, temporary increases in metabolism, and drinking it about a half hour before each meal can make you automatically eat fewer calories.Both of these effects contribute to weight loss. 90003 90033 90002 Several health problems supposedly respond well to increased water intake: 90003 90060 90061 90029 Constipation: 90030 Increasing water intake can help with constipation, a very common problem (13, 14, 15). 90064 90061 90029 Cancer: 90030 Some studies show that those who drink more water have a lower risk of bladder and colorectal cancer, although other studies find no effect (16, 17, 18, 19). 90064 90061 90029 Kidney stones: 90030 Increased water intake may decrease the risk of kidney stones (20, 21).90064 90061 90029 Acne and skin hydration: 90030 There are a lot of anecdotal reports about how water can help hydrate the skin and reduce acne. So far, no studies have confirmed or refuted this. 90064 90077 90028 90029 SUMMARY 90030 90002 Drinking more water may help with some health problems, such as constipation and kidney stones, but more studies are needed. 90003 90033 90002 Plain water is not the only drink that contributes to your fluid balance. Other drinks and foods can have a significant effect.90003 90002 One myth is that caffeinated drinks, such as coffee or tea, do not help you hydrate because caffeine is a diuretic. 90003 90002 In fact, studies show that the diuretic effect of these beverages is very weak (22). 90003 90002 Most foods are also loaded with water. Meat, fish, eggs and especially fruits and vegetables all contain significant amounts of water. 90003 90002 For more ideas, check out this article on 19 water-rich foods. 90003 90002 Together, coffee or tea and water-rich foods can help maintain your fluid balance.90003 90028 90029 SUMMARY 90030 90002 Other beverages can contribute to fluid balance, including coffee and tea. Most foods also contain water. 90003 90033 90002 Maintaining water balance is essential for your survival. 90003 90002 For this reason, your body has a sophisticated system for regulating when and how much you drink. 90003 90002 When your total water content goes below a certain level, thirst kicks in. 90003 90002 This is controlled by mechanisms similar to breathing — you do not need to consciously think about it.90003 90002 For the majority of people, there probably is not any need to worry about water intake. The thirst instinct is very reliable (23). 90003 90002 There really is no science behind the 8 × 8 rule. It is completely arbitrary (24). 90003 90002 That said, certain circumstances may call for increased water intake. 90003 90002 The most important one may be during times of increased sweating. This includes exercise and hot weather, especially in a dry climate. 90003 90002 If you’re sweating a lot, make sure to replenish the lost fluid with water.Athletes doing very long, intense exercises may also need to replenish electrolytes along with water. 90003 90002 Your water need also increases during breastfeeding, as well as several disease states like vomiting and diarrhea. 90003 90002 Furthermore, older people may need to consciously watch their water intake because the thirst mechanisms can start to malfunction in old age (25). 90003 90028 90029 SUMMARY 90030 90002 Most people do not need to consciously think about their water intake, as the thirst mechanism in the brain is very effective.However, certain circumstances do call for increased attention to water intake. 90003 90033 90002 At the end of the day, no one can tell you exactly how much water you need. This depends on the individual. 90003 90002 Try experimenting to see what works best for you. Some people may function better with more water than usual, while for others it only results in more frequent trips to the bathroom. 90003 90002 If you want to keep things simple, these guidelines should apply to the majority of people: 90003 90136 90061 When you’re thirsty, drink.90064 90061 When you’re not thirsty anymore, stop. 90064 90061 During high heat and exercise, make sure to drink enough to compensate for the lost fluids. 90064 90061 That’s it! 90064 90145 90002 Read this article in Spanish. 90003.90000 What is glass? | How is glass made? 90001 90002 90003 90004 90005 90006 90007 90008 90002 by Chris Woodford. Last updated: December 31, 2019. 90003 90011 Now you see it, now you do not. Glass is a bit of a riddle. It’s hard enough to protect us, but it shatters with incredible ease. It’s made from opaque sand, yet it’s completely transparent. And, perhaps most surprisingly of all, it behaves like a solid material … but it’s also a sort of weird liquid in disguise! You can find glass wherever you look: most rooms in your home will have a glass window and, if not that, perhaps a glass mirror… or a glass lightbulb. Glass is one of the world’s oldest and most versatile human-created materials. Let’s find out some more about it. 90003 90002 Photo: Glass riddle: How does something transparent to light appear colored? The colors in this glass are not really there! Glass lenses refract (bend) light rays of different wavelengths by different amounts, causing spectral colors to appear. This is a closeup of a Fresnel lens from a lighthouse. 90003 90015 What is glass? 90016 90002 90003 90002 Photo: Stained glass is made by adding salts of metals such as iron, manganese, chromium, and tin to the ingredients of molten glass to give it a variety of attractive colors.This stained glass window, designed by artist Edward Burne-Jones, is in St Philip’s Cathedral, Birmingham, England. 90003 90002 Believe it or not, glass is made from liquid sand. You can make glass by heating ordinary sand (which is mostly made of silicon dioxide) until it melts and turns into a liquid. You will not find that happening on your local beach: sand melts at the incredibly high temperature of 1700 ° C (3090 ° F). 90003 90002 When molten sand cools, it does not turn back into the gritty yellow stuff you started out with: it undergoes a complete transformation and gains an entirely different inner structure.But it does not matter how much you cool the sand, it never quite sets into a solid. Instead, it becomes a kind of frozen liquid or what materials scientists refer to as an amorphous solid. It’s like a cross between a solid and a liquid with some of the crystalline order of a solid and some of the molecular randomness of a liquid. 90003 90002 Glass is such a popular material in our homes because it has all kinds of really useful properties. Apart from being transparent, it’s inexpensive to make, easy to shape when it’s molten, reasonably resistant to heat when it’s set, chemically inert (So ​​a glass jar does not react with the things you put inside it), and it can be recycled any number of times.90003 90015 How is glass made? 90016 90002 90003 90002 Artwork: Glassmaking simplified: mix and heat sand and recycled glass with calcium carbonate and sodium carbonate. 90003 90002 When US scientists tested a prototype of the atomic bomb in the New Mexico desert in 1945 року, the explosion turned the sand in the immediate area of ​​the impact into glass. Fortunately, there are easier and less extreme ways of making glass-but all of them need immense amounts of heat. 90003 90002 In a commercial glass plant, sand is mixed with waste glass (from recycling collections), soda ash (Sodium carbonate), and limestone (calcium carbonate) and heated in a furnace.The soda reduces the sand’s melting point, which helps to save energy during manufacture, but it has an unfortunate drawback: it produces a kind of glass that would dissolve in water! The limestone is added to stop that happening. The end-product is called soda-lime-silica glass. It’s the ordinary glass we can see all around us. 90003 90002 90003 90002 Photo: Borosilicate glass, such as this PYREX® jug (back), can withstand extreme changes of temperature, unlike normal glass (front), which shatters.The ordinary glass jar at the front is quite a bit thinner and considerably lighter. You can also see, very clearly that the borosilicate glass is a slightly blueish color (as is the boron oxide from which it’s made). 90003 90002 Once the sand is melted, it is either poured into molds to make bottles, glasses, and other containers, or «floated» (Poured on top of a big vat of molten tin metal) to make perfectly flat sheets of glass for windows. Unusual glass containers are still sometimes made by «blowing» them.A «gob» (lump) of molten glass is wrapped around an open pipe, which is slowly rotated. Air is blown through the pipe’s open end, causing the glass to blow up like a balloon. With skillful blowing and turning, all kinds of amazing shapes can be made. 90003 90002 Glass makers use a slightly different process depending on the type of glass they want to make. Usually, other chemicals are added to change the appearance or properties of the finished glass. For example, iron and chromium-based chemicals are added to the molten sand to make green-tinted glass.Oven-proof borosilicate glass (widely sold under the trademark PYREX®) is made by adding boron oxide to the molten mixture. Adding lead oxide makes a fine crystal glass that can be cut more easily; highly prized cut lead crystal sparkles with color as it refracts (bends) the light passing through it. Some special types of glass are made by a different manufacturing process. Bulletproof glass is made from a sandwich or laminate of multiple layers of glass and plastic bonded together. Toughened glass used in car windshields is made by cooling molten glass very quickly to make it much harder.Stained (colored) glass is made by adding metallic compounds to glass while it is molten; different metals give the separate segments of glass their different colors. 90003 90015 Is glass a solid … or a liquid? 90016 90002 90003 90002 Artwork: Top: In a regular crystalline solid, the atoms are arranged in a neat and predictable way. Bottom: In an amorphous solid, such as glass, the arrangement is much more random. 90003 90002 It’s a very interesting question. 90003 90002 The answer is both-and neither! There are widely differing opinions on how to refer to materials such as glass that seem to be a bit like liquids in some ways and a bit like solids in others.90003 90002 In schools and in books, we tend to learn that solids all have a fixed structure of atoms. 90003 90002 In fact, there are different kinds of solids that have very different structures and not everything we describe as «solid» behaves in exactly the same way. Think of a lump of iron and a lump of rubber. Quite clearly they are both solids, and yet the rubber is very different from the iron. Inside, rubber and iron have their atoms (in the case of iron) and molecules (in the case of rubber) arranged in totally different ways.Iron has a regular or crystalline structure (Like a climbing frame with atoms at the corners), while rubber is a polymer (made from long chains of molecules loosely connected together). Or think of water. As you may have discovered, water is an almost unique solid because it expands to begin with when it freezes. In short, not everything fits neatly into our ideas of solid, liquid, and gas and not all solids, liquids, and gases behave in a nice, neat, easy-to-explain way. The exceptions are the things that make science really interesting! 90003 90059 Amorphous solids 90060 90002 Let’s return to glass.Peer through a microscope inside some glass and you’ll find the molecules from which it’s made are arranged in an irregular pattern. That’s why glass is sometimes referred to as an amorphous solid (a solid without the regular crystalline structure that something like a metal would have). You may also see glass described as a «frozen supercooled liquid». This is another way of saying «glass is a liquid that has never set», which is the puzzling statement you’ll sometimes find in science books. We could say glass is a bit like a liquid and a bit like a solid.It has an internal structure that is somewhere between the structure of a liquid and a solid, with some of the order of a solid and some of the randomness of a liquid. 90003 90002 Glass is by no means the only amorphous solid. It’s possible to make a type of water called amorphous ice that could be described as in-between solid (water) and liquid (ice). You do this by cooling water very quickly. The ice forms so fast that it does not have time to build up its normal, crystalline structure. So what you get looks like ice but behaves in some ways like liquid water.Other substances can be made into amorphous solids too. Solar cells are often made from something called amorphous silicon. 90003 90015 What do we use glass for? 90016 90002 90003 90002 Photo: Glass can be used to recycle other materials. Uranium glass has an unusual yellow-green color and glows in ultraviolet light. These glass pieces were made using waste uranium from the cleanup of the Fernald uranium processing plant near Cincinnati, Ohio, USA. Vitrification (turning a material into glass) is one way to dispose of nuclear waste safely.Picture by courtesy of US Department of Energy. 90003 90002 Glass starts your day with a sparkle: a glance at your watch, a gaze through the glaze at the sun or the rain, a frown in the mirror, a song from the shower, as you wash with water trickling down warm from the solar panels on the roof. Glasses pack the breakfast table, which might, itself, be made from smoked glass, and there are bottles and jars of all shapes and colors. Making breakfast in your kitchen, you might be using a glass-ceramic cooktop or a microwave with a metal-lined window to keep the waves inside.Maybe you’re watching croissants warm through the Pyrex oven door? (And is that a glass teapot?) 90003 90002 When you check your email over breakfast (bad habit), speed-of-light Internet data zips to your home through optical fibers, just as sunlight streams through the heat-reflective windows that keep you cool. You read the words through the glass LCD panel of your laptop or the toughened gorilla glass of your smartphone, both charged by solar energy from photovoltaic panels on the roof. Talking heads are muttering at you through the TV screen in the corner.90003 90002 Then you set off for work or school, in a glass-wrapped car, bus, train (perhaps even helicopter), hunched under low-energy lamps covered by glass to make them last. If you’re driving, the highway you’re roaring down could be made from aggregates and asphalt including recycled glass; even the white stripes down the middle use tiny glass beads to make them shine in your headlights. Maybe you drop in the bank or the post office on your way, smiling at the cashier behind her bulletproof window, as you make a quick copy of your driving licence (which you carelessly leave behind on the glass plate of the photocopier).90003 90002 90003 90002 Photo: Glass brings the outside in! This is the wonderful Wayfarers Chapel in Rancho Palos Verdes, California, designed by Lloyd Wright (son of Frank Lloyd Wright). Picture from The Jon B. Lovelace Collection of California Photographs in Carol M. Highsmith’s America Project, Library of Congress, Prints and Photographs Division. 90003 90002 If it’s a modern building, your office or school might be a mini glass cathedral; we think of glass as brittle and fragile, but toughen it the right way and you can make walls, floors, roofs, and staircases from it; shops show their wares through huge, laminated panels, polished to perfection.90003 90002 And that’s only a tiny selection of the things glass does for us. There are loads more places you’ll find it hiding, from the bulbs in thermometers and the cermet fillings in teeth to the fiberglass hulls of boats, the «sandpaper» we use for decorating (which is often glasspaper), and even the strain gauges that warn us when buildings are cracking. Clear, clean, attractive, unreactive, cheap, strong, and effective. What more could you want? Glass is one of those magic materials we absolutely take for granted; everywhere and nowhere- «invisibly transparent,» so we do not even notice that it’s there! 90003 90004 90005 90006 90007 90008 .