Жидкое стекло – коллоидальный водный раствор силиката К или Na переменного состава Na2OnSiO2mH2O(или Na2Si2O5). Ж.С. готовят из силиката Na, полученного сплавлением при 1300-1350С кварцевого песка с содой(содовая) или Na2SO4 и углем(сульфатное). Жидкие стекла (ЖС) получают из водорастворимых силикатов натрия (ГОСТ 13079-93), калия или смешанных калиево-натриевых и натриево-калиевых путем автоклавного растворения твердой силикат-глыбы и воды при давлении 0,4...0,8 МПа или "мокрым способом" путем автоклавного взаимодействия материалов на основе кристаллического или аморфного кремнезема с водным раствором едкого натра при давлении 1,0...2,5 МПа.
По внешнему виду содовое Ж.С. имеет желтоватый оттенок, сульфатное – темное, почти черное. Если используют смешанное Ж.С., то оно имеет грязно-серый цвет. Само Ж.С. согласно ГОСТ 13078-81 делится в соответствии со значением модуля на 3 группы: силикатным модулем(М) называется величина, показывающая мольное отношение SiO2 к Na2O.
М=m SiO2/m Na2O *1,032 – для натриевого Ж.С.(содовое)
m – массы оксидов, %
1,032 – отношение молекулярной массы Na2O к молекулярной массе SiO2. если используется в произвольном калиевое стекло, то
В зависимости от модуля Ж.С. бывает:
1. низкомольные М=2,61…3
2. высокомольное М=3,01…3,5
3. в литейном производстве М=2…3,1
Чаще всего в цехах применяется Ж.С. с модулем 2,2-2,8. в летний период из-за снижения живучести смеси модуль понижается до значения 1,6-1,7 введением 40%-ного водного раствора едкого натра.
Структурообразование в ЖС включает стадии:
- полимеризации мономера с образованием на базе иона-октамера коллоидных частиц;
- роста сферических коллоидных частиц вследствие осаждения на их отрицательно заряженной поверхности ионов-мономеров;
- связывания коллоидных частиц сначала в разветвленные цепочки, затем в сетки, распространяющиеся на всю жидкую среду и уплотняющие ее в гель.
Основной показатель ЖС – силикатный модуль – определяется из выражений:
Для натриевого ЖС 
Для калиевого ЖС 
Для натриево-калиевого или калиево-натриевого ЖС 
где SiO2, Na2O и K2O - массовые доли (%) оксидов в ЖС.
Поскольку калиевые ЖС не имеют особых преимуществ как литейные связующие по сравнению с натриевыми ЖС, в литейном производстве используются менее дорогие и более доступные натриевые ЖС. Основные свойства натриевых ЖС, называемых содовыми, согласно ГОСТ 13078-81 приведены в табл. 1.
Основные свойства натриевых ЖС Таблица 1
| Показатель | Норма для содового ЖС (для литейного производства) |
| Внешний вид | Густая жидкость желтого или серого цвета без механических включений и примесей, видимых невооруженным глазом |
| Мас. доля, %: SiO2 Na2O Fe2O3 и Al2O3, не более CaO, не более SO3, не более | 30,8…31,9 11,0…12,1 0,25 0,20 0,15 |
| Силикатный модуль, М | 2,6…3,0 |
| Плотность ρ, г/см3 | 1,47…1,52 |
ЖС обладает составом и плотностью, которые могут изменяться в относительно широком интервале в зависимости от требований используемого технологического процесса (табл. 2).
Требования технологических процессов к показателям М и ρ Таблица 2
| Процесс (способ отверждения ЖС) | Тип отвердителя | Показатели ЖС | |
| М | ρ, г/см3, не менее | ||
| СО2-процесс | Углекислый газ | 2,0…2,3 | 1,45 |
| ЖСС (жидкие самотвердеющие смеси) | Материалы на основе двухкальциевых силикатов | 2,7…3,1 | 1,32 (достигается при разбавлении исходного ЖС водой и ПАВ) |
| ПСС (пластичные самотвердеющие смеси) | 2,7…3,1 | 1,45 | |
| ХТС (холоднотвердеющие смеси) | Жидкие отвердители (сложные эфиры) | 2,3…2,5 |
К признакам химического состава натриевого (содового) ЖС относятся массовые доли (%) SiO2, Nа2О, силикатный модуль М, водосодержание W. Плотность ЖС ρ связана с указанными показателями и ими определяется. Массовые содержания SiO2 и Nа2О (%) устанавливаются методами химического анализа, регламентированными ГОСТ 13078-81, после чего расчетным путем определяются М (формула для его вычисления приведена выше) и W:
Плотность ЖС ρ определяется экспериментально с помощью ареометра или весовым методом (путем точного взвешивания единицы объема ЖС). Связь ρ с химическим составом ЖС видна из следующего выражения:
ЖС поступает к потребителю с М = 2,6...3,1. В литейной практике иногда возникает необходимость в снижении М ЖС, что достигается введением в него раствора едкого натра (каустической соды, каустика), расход которого определяют расчетным путем:
где QNaOH - расход водного раствора едкого натра, кг, на 100 кг ЖС; ρ - плотность исходного ЖС, кг/дм3; М1 - модуль исходного ЖС; М2 - заданный модуль ЖС (М2 < М1); С - концентрация водного раствора едкого натра, маc. доля (%).
Все смеси на Ж.С. можно разделить на 3 группы:
1. базовая жидкостекольная смесь
2. П.С.С. на жидком стекле.
3. Ж.С.С. на жидком стекле.
В зависимости от условий отверждения смеси жидкостекольные смеси бывают следующих типов.
| Способ отверждения | Тип отвердителя | М | ρ, кг/м3 |
| CO2 - процесс | Углекислый агах | 2-2,3 | 1480-1520 |
| ЖСС | Двукальциевые силикаты(Fe-Cr шлак, нефелиновый шлам, бихромат К, портландцемент, ферросилиций, полифосфаты, алюминаты и т.д.) | 2,7-3,1 | ≥1360 |
| ПСС | См. ЖСС | 2,7-3,1 | От 1420 и выше |
| ХТС | Жидкие отвердители, сложные органические эфиры(СОЭ), ацетат, этилен-гликоля(АЦЭГ), Комплексные порошкообразные металлофосфиты | 2,3-2,5 | ≥1470 |
П.С.С. в жидкое состояние (Ж.С.С.) переведена с помощью пенообразующих ПАВ, с последующим затвердением за счет твердых порошкообразных отвердителей.
Наиболее используемые ПАВ:
- контакт Петрова
- лигносульфанаты технические(ЛСТ)
- ДС – РАС
Механизм отверждения жидкостекольных смесей может быть разным: