Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Состав, структура, свойства и получение строительного стекла

Три вида обжиговых материалов. Примеры. Особенности материалов в зависимости от вида обжига. | Определение. Глиняная, оксидная, карбидная керамика. | Пластичность - главная особенность глины для керамики. | Химические реакции при обжиге глины. | Основные этапы технологии керамических изделий. Виды формования. |


Читайте также:
  1. Oslash;Олигополия – это рыночная структура, где оперируют:небольшое количество конкурирующих фирм
  2. X. ПОЛУЧЕНИЕ индивидуальный характер каждого ребенка
  3. Z-преобразование и его свойства
  4. А) Получение взятки группой лиц по предварительному сговору или организованной группой.
  5. А. Генетический код и его свойства
  6. А. ХАРАКТЕРНЫЕ СВОЙСТВА КАЖДОГО ОРГАНА
  7. агнитные свойства веществ. Магнитная проницаемость. Ферромагнетики.

Стеклом называют аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплавов (без кристаллизации). Стеклами называют все тела, полученные таким образом, независимо от химического состава и температурной области затвердевания расплава. Стекло образуется, если при охлаждении расплава вязкость его повышается настолько, что кристаллизация становится невозможной. Из-за большой вязкости стекло приобретает свойства твердого тела, оставаясь по признакам атомно-молекулярного строения жидкостью. В стекле, как и в жидкостях, существует так называемый ближний порядок в расположении частиц, в то время как в твердых кристаллических телах – дальний порядок (есть определенное расстояние между частицами – параметр решетки; начиная отсчет этого расстояния от одной частицы сколь угодно много раз, всегда будем попадать на очередную частицу – атом или ион).

У стекла, в отличие от кристаллических тел, отсутствует точка плавления. При нагревании оно постепенно размягчается вплоть до образования расплава, при охлаждении снова затвердевает.

Химический состав неорганических стекол выражается в пересчете на оксиды. Это означает, что записанных в составе стекла оксидов нет в свободном состоянии, они связаны в соединения.

В строительстве используются исключительно силикатные стекла, где главным, так называемым стеклообразующим оксидом, является SiO2. Более 90 % строительного стекла – это оконное стекло. Примерный химический состав оконного стекла: SiO2 – 70… 73 %; Na2O – 13… 15 %; СаО – 8… 10 %; MgO – 1… 4 %; Al2O3 – 0.5… 1 %; K2O – до 1 %; SO3 – до 0,5 %; Fe2O3 – не более 0,1 % [стоит запомнить первые три оксида]

От оконного стекла отличаются по химическому составу цветные стекла (окрашенные в массе). Синее стекло содержит кобальт, зеленое – хром, ярко-желтое – кадмий (в перечисленных случаях в стекле содержится, конечно, не металл, а его соединения). Металлы, распределенные в стекле в виде коллоидных частиц, также придают стеклам окраску: золото дает рубиновое (красное) стекло, серебро – золотисто-желтое, селен – розовое, медь – голубое.

Кроме прозрачных стекол, существуют и непрозрачные – глушеные. Для глушения стекла при его получении добавляют плавиковый шпат, криолит, суперфосфат и др.

По макро- и микроструктуре стекло – абсолютно непористый аморфный материал (поризуют только специальное теплоизоляционное пеностекло). На атомно-молекулярном уровне стекло – смесь незакристаллизовавшихся силикатов натрия, кальция, калия и др. элементов, указанных в составе. В теме «Минералы и горные породы» отмечалось, что в структуре кристаллических силикатов существуют анионы – цепочки кремнекислородных тетраэдров, между которыми удерживаются электростатическими силами (ионными связями) катионы металлов. Отличие строения стекла лишь в том, что в нем нет упорядоченных цепей и колец из кремнекислородных анионов, есть только короткие «обрывки» этих цепей.

Из свойств отметим сначала те, которые отличают стекло от других материалов. Это, прежде всего, хрупкость. У стекла отсутствуют пластические деформации, закон Гука выполняется вплоть до момента разрушения. Стекло имеет малое сопротивление ударному изгибу – всего 0.2 МПа. Прозрачность стекла характеризуется коэффициентом светопропускания, который для оконного стекла составляет 90... 92 %. Оконное стекло не пропускает ультрафиолетовые лучи. В соляриях, медицинских учреждениях можно использовать специальное увиолевое стекло, которое практически не содержит в своем составе железа и пропускает до 25 % ультрафиолета. Повышенное содержание железа, например, в теплозащитном стекле способствует задерживанию не только ультрафиолетового, но и инфракрасного (теплового) излучения.

Механические свойства листового стекла: предел прочности при растяжении 30... 90 МПа, при сжатии – 600... 1000 МПа, твердость 5... 7 по шкале Мооса.

Теплопроводность стекла 0,5... 1 Вт/м.К. Из-за малого коэффициента линейного температурного расширения стекло имеет малую термостойкость. Стекло обладает неплохой звукоизолирующей способностью. По этому показателю стекло толщиной 1 см соответствует кирпичной стене в полкирпича – 12 см.

Получение стекла – сложный высокотемпературный энергоемкий процесс - осуществляется на стекольных заводах. Сырьем для получения оконного стекла служат три основных материала: чистый кварцевый песок (в составе песка дает главный стеклообразующий оксид SiO2), сода Na2CO3, мел CaCO3 (эти вещества при варке стекла выделяют СО2, способствуют осветлению стекломассы). Другие сырьевые материалы также дают в составе стекла вещества, регулирующие определенные технологические, физические или механические свойства стекла.

Различают листовое стекло и стеклоизделия. Технологический процесс их производства отличается, прежде всего, способом формования. Для листового стекла используется вытягивание и прокатка, для стеклоизделий применяют также формование методами прессования, штамповки, отливки, выдувания.

Получение листового стекла складывается из следующих основных операций:

Вытягивание заключается в том, что стекломасса тянется за приставленной к ней рамкой, подхватывается роликами, между которыми и катится постепенно остывающий лист. При прокатке стекломасса выливается в желоб с плоским дном, имеющий ширину листа и прокатывается валиком до требуемой толщины. Интересен флоат-способ прокатки, при котором дно желоба представляет собой расплавленный металл. Поверхность стекла, соприкасающаяся с металлом, получается абсолютно гладкой, не требующей полировки. Прокаткой получают толстое витринное стекло.

К термической обработке стекла относят отжиг и закалку. Отжигу подвергают все виды стекла. Он заключается в медленном охлаждении по заданному режиму с целью снятия внутренних напряжений. Неотожженное листовое стекло растрескивается при попытке разрезать его на более мелкие листы. Закалка заключается в быстром охлаждении стекла, предварительно подогретого до 600... 650˚С. Закаленное стекло выдерживает падение стального шара весом 800 г с высоты одного метра. При разрушении оно дает неострые осколки.

К механической обработке некоторых видов стекла относят шлифовку и полировку. К химической обработке можно отнести, например, травление растворами плавиковой кислоты для создания непрозрачного рисунка на стекле или просто для получения матовой поверхности.

 


Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 131 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Технология производства кирпича| Шаг I. Тема, проблема и актуальность исследования

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)