Silikate sind ein wichtiger Bestandteil vieler, auf dem Bau verarbeiteter, Materialien. Sie dienen als Bindemittel in Farben, verstärken Brandschutzgläser und veredeln Betonoberflächen. Sie finden bei Bohrarbeiten im Berg- und Tiefbau, in der Bodenverfestigung und als Klebesysteme Anwendung.
Brandschutzgläser bestehen aus den Materialien Glas und Silikat, die in einer Art Sandwichbauweise zusammengesetzt werden. Die Silikatlösung enthält Zusatzstoffe zur Erhöhung der Flexibilität. Sie wird auf der Glasoberfläche getrocknet und dann in einem Stahlrahmen verschlossen.
Im Brandfall wird die Hitze von der Zwischenschicht absorbiert. Sie enthält gebundenes Wasser. Während die Temperatur zunimmt, verdampft das Wasser in den Zwischenschichten. Es bildet sich ein Glasschaum, der expandiert und isoliert. Die oberste Glasschicht zerspringt in Folge der grossen Hitze. Das geschäumte Wasserglas hält die Bruchstücke zusammen.
Kaliumsilikate als Bindemittel in Farben verbinden sich mit mineralischen Untergründen durch Verkieselung (eine chemische Reaktion des Bindemittels mit dem Substrat). Dabei wird der Untergrund verfestigt und es entsteht eine dauerhafte chemische Bindung zwischen Untergrund und Beschichtung.
Im Tiefbau muss der Baugrund den schweren Baumaschinen standhalten. Aufgrund seiner Porosität ist der Boden wasserdurchlässig was ihn zusätzlich instabil macht. Um sicher arbeiten zu können, muss der Baugrund entsprechend behandelt werden.
Eine bewährte Technik ist der Einsatz von Natriumsilikat als Verfestigungsmittel. Das Natriumsilikat wird zusammen mit einem Härter - zur Beschleunigung der Verfestigungsreaktion – in den Boden injiziert. Über Verdünnungsgrad und Härtermenge kann die gewünschte Stabilisierung und Abdichtung des Baugrundes erreicht werden.
Die Behandlung von Betonoberflächen mit Silikaten verbessert die Eigenschaften des Betons. Speziell die Abriebfestigkeit und die chemische Beständigkeit werden signifikant verbessert. Das führt zu einer längeren Lebensdauer des Bodens.
Das flüssige Silikat dringt in die Betonoberfläche ein und reagiert mit dem freien Calcium im Beton. Dabei bildet sich Calciumsilikathydratgel, welches aushärtet und eine glasähnlichen Struktur innerhalb der Poren des Betons schafft. Für diese Anwendung eignen sich besonders Lithium und Lithium-Kalium-Mischsilikate.
Geopolymere sind wässrige Silikatlösungen gemischt mit reaktiven, mineralischen Füllstoffen. Sie sind vielseitig einsetzbar als mineralischer Klebstoff, als mineralische Beschichtung, als Bindemittel für Faserverbundwerkstoffe und als neuartiger Zement für den Ersatz von Beton. Einer der grossen Vorteile von Geopolymeren liegt in ihrer Trocknungsgeschwindigkeit: Bei Raumtemperatur trocknen sie je nach Zusammensetzung innerhalb weniger Minuten oder einiger Stunden. In ihre Herstellung weisen Geopolymere eine deutlich positivere CO2 Bilanz auf, als klassischer Portlandzement und sind damit umweltschonender. Wir entwickeln für unsere Kunden speziell auf sie zugeschnittene Silikate für Geopolymere. Diese können wir den gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften anpassen. Dank dieser Eigenschaften können Geopolymere in vielen Anwendungsbereichen organische Polymere, Keramik oder Zement ersetzt werden.
Natrium- und Kaliumsilikate werden zu Stabilisierung des Erdreichs bei Bohrungen eingesetzt. Grundsätzlich unterscheiden Fachleute bei den flüssigen Bohrfluiden grob drei Typen, die sich vor allem in ihrer Effektivität bei der Stabilisierung, in ihrer ökologischen Verträglichkeit und im Preis unterscheiden:
Aus ökologischen und auch ökonomischen Gründen wird heute meist auf den Einsatz von Systemen auf Ölbasis verzichtet. Der Einsatz von Natrium- oder Kaliumsilikaten gewährleistet selbst in lockeren Gesteinsschichten dieselben Stabilitätswerte, die durch OBM-Systeme erzielt werden. In vielen Bereichen übertreffen sie diese sogar. Zusätzlich sind sie ökologisch unbedenklich.
SILACOLL ist eines der herausragenden Ergebnisse der vanBaerle-Forschung. SILACOLL-Klebstoffe kleben auf mineralischer Basis. Sie sind feuerfest und hitzestabil und zeichnen sich darüber hinaus durch ihre hervorragende Nasshaftung aus.
Die SILACOLL-Klebstoffe werden sowohl in der Bauindustrie, etwa zur Verklebung von Dämmstoffplatten an Decken und Wänden, als auch in der industriellen Fertigung von Brandschutzelementen eingesetzt.
Natrium- oder Kaliumsilikate werden für die Herstellung von feuerfesten Dämmplatten aus Vermiculit, Perlit oder Blägraphit eingesetzt.
Das inerte Silikat wird mit dem Material und gegebenenfalls einem zusätzlichen Härter zu einer homogenen Masse gemischt. Die Dämmplattenmischung wird in eine Form gepresst und durch Hitze ausgehärtet.
Als Korrosionsschutz bezeichnet man Massnahmen zur Unterdrückung (Verlangsamen) der Zerstörung von meist metallischen Werkstoffen durch Sauerstoff und Wasser. Dabei kommen zwei grundlegend verschiedene Techniken zum Einsatz:
Bei silikatgebundenen Zinkbeschichtungen wirken beide Techniken nebeneinander und schaffen damit einen doppelten Schutz.
Für die Herstellung von keramischen Massen ist es von Vorteil, giessbare Schlämme mit hohem Feststoffgehalt herzustellen. Dies hat den Vorteil einer guten Homogenisierung der Rohstoffe.
Bei der Flüssigaufbereitung besteht ein weiterer Vorteil im geringeren Energieaufwand bei der Nassmahlung im Vergleich zur Trockenmahlung. Die Verflüssiger auf Silikatbasis ermöglichen es, bei optimaler Viskosität höher konzentriert zu fördern. Ausserdem ist es möglich, die rheologischen Eigenschaften gezielt zu bestimmen.