Стекло и стеклянные изделия

  • admin
  • Комментариев нет
Стекло и стеклянные изделия
  • Изображение: Стекло и стеклянные изделия

Стекло является одним из основных строительных материа­лов. Светопрозрачность, декоративно-отделочные качества и ряд других специфических свойств стекла позволили создать конструк­ции и здания, отвечающие высоким требованиям современного строительства.

Стекло является продуктом быстрого охлаждения силикатных расплавов. В отличие от кристаллических тел стекло изотропно, т. е. его свойства одинаковы во всех направлениях. Вязкость стекла при нагревании и охлаждении изменяется не скачкообраз­но, а постепенно и непрерывно с изменением температуры. Важ­ным признаком стеклообразного состояния является также стрем­ление к кристаллизации в определенном интервале температур. Прозрачность стекла является следствием полного отсутствия в нем межзеренных границ, рассеивающих свет.

В строительстве применяют силикатные стекла, основными компонентами которых являются SIO2, AlO3, СаО, МgO, Na2О или К2О. Так, в оконном стекле содержится около 72% SIO2, 10% СаО+МgO и 15% Na2О. Каждый из оксидов имеет опре­деленное функциональное назначение. Кремнезем создает пространственный каркас стекла и определяет его важнейшие свойст­ва. Оксид натрия ускоряет процесс стеклообразования, понижа­ет температуру варки стекла, облегчает осветление стекломассы,, однако повышает коэффициент расширения и снижает термиче­скую и химическую устойчивость стекла. Оксиды кальция и маг­ния придают стеклу химическую устойчивость.

Основные компоненты вводятся в стекольную массу (шихту) с песком, полевыми шпатами, содой, известняком, доломитом и другими материалами. Для придания стекломассе необходимых свойств и для ускорения варки применяются также вспомогатель­ные сырьевые материалы — красители, обесцвечиватели, окисли­тели, восстановители и пр.

Сырьевые материалы, применяемые для стекломассы, предва­рительно подготавливают (обогащают, измельчают, сушат) и тщательно перемешивают. Наиболее распространенными стекло­варенными печами являются ванные печи непрерывного действия, В бассейнах таких печей может помещаться более 1000 т стекло­массы. В один конец печи загружается шихта, а в другом непре­рывно вырабатывается стекло. Процесс стекловарения включает следующие последовательные стадии: образование новых соеди­нений — силикатов; плавление; удаление газовых пузырей; гомо­генизацию и охлаждение до необходимой вязкости.

Стекломасса вырабатывается различными методами в зависи­мости от вида изделий. Так, листовое стекло получают вытягива­нием или прокатом, стеклоблоки — прессованием с последующей сваркой, профильное строительное стекло (стеклопрофилит) — прокатом и протяжкой через формующее приспособление для при­обретения коробчатого или швеллерного сечения.

При охлаждении стекла в результате возникновения перепада температур между поверхностными и внутренними слоями обра­зуются остаточные напряжения, которые устраняются отжигом — замедленным охлаждением отформованных изделий до нормаль­ной температуры.

Для обычного строительного стекла кроме прозрачности ха­рактерны высокая механическая прочность, химическая стойкость, звукоизолирующая способность, низкая теплопроводность.

Существенно снижают прочность стекла трещины, царапины и другие повреждения, и, наоборот, прочность увеличивается при. химической обработке поверхности и закалке.

Хрупкость — одно из наиболее характерных свойств стекла. Она уменьшается при увеличении содержания В2О3, SIO2, AlO3. а также при закалке.

Для стекла характерна также низкая термическая стойкость, т. е. низкое сопротивление перепаду температур.

Основным видом продукции стекольной промышленности яв­ляется листовое стекло, которое изготавливают неполированным к полированным, отожженным и закаленным, бесцветным и цвет­ным, плоским, волнистым и гнутым. Сорт стекла устанавливает­ся в зависимости от наличия таких дефектов, как полосность (неровности на поверхности), свиль (нитевидные полости), газовые и другие инородные включения и т. д.

Оконное стекло выпускают в виде листов толщиной 2—б мм и размерами от 250X250 до 2000X2200 мм.

Для удерживания осколков при повреждении стекла в него может впрессовываться проволочная сетка. Такое армированное стекло применяют для остекления фонарей, перегородок и устрой­ства ограждений балконов, т. е. там, где требуются от материа­ла повышенная механическая прочность и безопасность.

Наряду с армированием эффективным способом повышения механической прочности является закалка стекла, которая заклю­чается в его нагреве до 600 °С и последующем быстром охлажде­нии на воздухе.

Стеклопакеты — это изделия из двух или трех слоев листо­вого стекла, между которыми имеются герметичные воздушные прослойки. Оконные блоки из пакетного стекла обладают лучши­ми эксплуатационными показателями, чем из обычного стекла в двойном переплете. Вместе с тем их применение приводит к су­щественной экономии лесоматериалов и повышает индустриальность остекления зданий.

Стекловолокнистые материалы изготавливают на основе стеклянного волокна. Различают волокно непрерывное и штапель­ное (длина до 50 см). Для стеклянного волокна и материалов на его основе характерны высокая прочность на растяжение (200— 400 МПа), относительно небольшая плотность, высокие диэлек­трические и звукоизоляционные свойства, стойкость к химичес­кому и биологическому воздействию. Резко снижается прочность волокон при повышенном содержании щелочей в стекле. Стекловолокнистые материалы разделяют на тканые и нетканые. К тканым относятся стеклоткани, сетки и ленты, к нетканым — холст,, стеклянная вата и пр.

Ситаллы — продукты кристаллизации малощелочного стекла, осуществляемой при специальном режиме их термообработки. В строительстве находят все более широкое применение шлакоситаллы (разновидность ситаллов), изготавливаемые из расплавов. металлургических шлаков с введением специальных добавок. Шлакоситаллы применяют для покрытия полов, отделки зданий, из­готовления стеновых и облицовочных панелей, санитарно-технических изделий и пр.

Каменные литые изделия получают плавлением основных из­верженных или осадочных горных пород и шлаков с последую­щей разливкой расплава в формы и термической обработкой для прохождения кристаллизации и снятия напряжения. По прочности, плотности, стойкости к химическим воздействиям, сопротивлению истиранию и ряду других свойств каменные литые изделия пре­восходят природные камни. Недостатком каменного литья, как и других каменных материалов и стекла, является хрупкость и сравнительно низкая прочность при растяжении и изгибе. Основ­ными видами литых изделий являются плиты, трубы и другие детали, предназначенные для работы в суровых эксплуатацион­ных условиях.

В водохозяйственном строительстве стеклокристаллические материалы могут применяться для устройства износостойких обли­цовок, некоторых ответственных частей сооружений и т. д.

 

При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.
Будьте уважительны к авторам публикаций!

Оцените эту запись:

Комментарии закрыты.