Ситали, шлакоситали й ситалопласти

Ситали - це склокристалічні матеріали, отримані зі скляних розплавів шляхом їх повної або часткової кристалізації. За структурою ситали являють собою композиційні матеріали зі склоподібної аморфної безперервної фазоматриці, наповненої дрібними кристалами скла. Середній розмір кристалів у ситалах 1-2 мкм, а товщина прошарків склофази не перевищує десятих часток мікрона. Об’єм кристалічної фази в ситалах досягає 90-95 %. Сировиною для виробництва ситалів є ті ж природні матеріали, що й для скла, але до чистоти сировини пред'являються дуже високі вимоги. Крім того, у розплав уводять добавки, каталізуючі кристалізацію при наступній термообробці. Як каталізатори кристалізації застосовують сполуки фторидів або фосфатів лужних і лугоземельних металів. Технологія виробництва виробів із ситалів не відрізняється від технології виробництва виробів зі скла, потрібна лише додаткова термічна обробка скла в кристалізаторі. Маючи полікристалічну будову, ситали, зберігаючи позитивні властивості скла, позбавлені його недоліків: крихкості, малої міцності при вигині, низької теплостійкості. За фізико-технічними властивостями ситали витримують порівняння з металами. Твердість ситалів наближається до твердості загартованої сталі. Термостійкість виробів із ситалів досягає 1100 ^оС. Ситали мають високу стійкість до впливу сильних кислот (крім плавикової) і лугів. Окремі види ситалів відрізняються жаростійкістю і здатністю паятися зі сталлю. Міцність ситалів при стиску - до 500 МПа.

У будівництві ситали використовують для влаштування підлог промислових цехів, у яких можуть бути протоки кислот, лугів, розплавів металів, а також рух важких машин. Високу техніко-економічну ефективність дає застосування ситалів для виготовлення хімічних апаратур і труб для транспортування високоагресивних середовищ і теплообмінників. За зовнішнім виглядом ситали бувають темних, сірих, коричневих, кремових, світлих кольорів, глухі й прозорі.

Шлакоситали є різновидом ситалів, виробництво яких одержало широкий розвиток. Це склокристалічні матеріали, одержувані шляхом керованої кристалізації скла, отриманого на основі металургійних шлаків, кварцового піску й деяких добавок. За зовнішнім виглядом шлакоситали - щільні, тонкозернисті й непрозорі матеріали. Густина шлакоситалів - 2500-2700 кг/м³, межа міцності при стиску - до 650 МПа, термічна стійкість - до 750 ^оС. Можливе одержання також піношлакоситалу густиною 300-600 кг/м³, міцністю при стиску 6-14 МПа й термічною стійкістю до 750 ^оС, який може застосовуватися для теплової ізоляції трубопроводів теплотрас і промислових печей.

Ситалопласти - матеріали, виготовлені на основі фторопластів і ситалів, відрізняються більше високою хімічною стійкістю і зносостійкістю, ніж кожний з компонентів окремо. Застосовуються для виготовлення виробів, що працюють в умовах, де ні ситали, ні фторопласт не задовольняють за зносостійкістю до хімічного опору.

Вироби з кам'яних розплавів

Вироби з кам'яного лиття виготовляють із розплавів гірських порід або шлаків литтям у форми з наступною термічною обробкою. Вироби з кам'яних розплавів підрозділяються на щільні, ніздрюваті й волокнисті. За однорідністю й технічними властивостями вироби з лиття перевершують багато самих міцних природних кам'яних матеріалів. Залежно від вихідної сировини кам'яне лиття буває темного або світлого кольору. Для одержання виробів темних кольорів застосовують магматичні гірські породи - базальти й діабази. Для одержання світлого кам'яного лиття використають осадові гірські породи - доломіт, вапняк, мармур і кварцовий пісок.

Технологія одержання литих виробів включає операції дроблення, помелу, перемішування компонентів, плавлення, виливки виробів, кристалізації і відпалу. Плавлення діабазу й базальту найчастіше проводять у ванних печах або вагранках при температурі 1400-1500 °С, а при виготовленні світлого кам'яного лиття - в електропечах.

Щільні литі кам'яні вироби мають густину 2900­ 3000 кг/м³, високу морозостійкість, міцність при стиску - 200­-240 МПа, при розтягу - 20-30 МПа; їх стиранність до 5 разів менша, ніж у граніту, базальту й діабазу; висока хімічна стійкість, у тому числі до впливу концентрованих сірчаної й соляної кислот.

У будівництві литі кам'яні вироби використовують в особливо складних умовах експлуатації: брущатка для доріг, труби для агресивних середовищ, лицювальні плитки для підприємств хімічної промисловості.

Термозит (шлакова пемза) – ніздрюватий матеріал, одержаний у результаті спучування розплаву шлаків при швидкому охолодженні струменем води. Насипна густина щебеню з термозиту - 300­-1100 кг/м³ дозволяє його використовувати як ефективний легкий заповнювач для бетонів. Вартість такого заповнювача в 2-3 рази нижча вартості керамзиту.

Мінеральна вата – це волокнистий матеріал, отриманий з розплаву гірських порід або металургійних шлаків. Вату з розплаву гірських порід називають гірською, а з розплаву шлаків - шлаковою. Висока пористість вати, що містить порожнечі до 95 % за об’ємом, забезпечує їй відмінні тепло- і звукоізоляційні властивості. Довжина волокон у ваті від 2 до 60 мм. Виробництво мінеральної вати й виробів з неї не відрізняється від описаної вище технології виробництва скловати й виробів з неї. Ці вироби виготовляють марок від 50 до 250, мають теплопровідність від 0,032 до 0,077 Вт/(м ^оС). Мінераловатні вироби застосовують для теплоізоляції будівельних конструкцій при температурі ізолюємих поверхонь від -180 до +600 ^оС, а мінераловатні утеплювачі посідають перше місце серед всіх інших теплоізоляційних матеріалів.