5. Стекло. Хим состав и свойства. Изделия из стекла.

Стеклом – называется все аморфные тела (нет кристалл решетки), полученные путем переохлаждения расплава, независимо от их хим состава и температуры обл-ти затвердевания. Эти тела в результате постоянного увеличения вязкости обладают мех св-ми тв тел, причем процесс перехода их жид в стекло должен быть обратим.

Для стекловидного состояния хар-но наличие небольших участков правильной структуры, кроме этого отсутствие правильной пространственно решетки, изотропность св-в и отсутствие определенной температуры плавления.

Строит стекло содержит 75-80% оксида кремния, 10-15% оксида кальция и 15% - оксида натрия.

Хим стойкость стекла ит от его состава. Наиб стойкие такие, которых содержится мало щелочных оксидов.

Основными оптич св-ми стекла явл-ся: Светопропускание (прозрачность); Светопреломление; Отражение; Рассеивание и др.

Обычные силикатные стекла хорошо пропускают все видимые лучи практически не пропускают ультрафиолет и инфракрасные лучи

Показатель преломления стекла = 1,46 - 1,53 определяет светопропускание при разных углах падения света. При угле 0-75^о светопропуск стекла снижается с 92-50%.

Плотность обычного стекла =2500кг/м³ наибольшую плотность имеют текла с повышенным содерж свинца, до 6 тыс кг/м³

Модуль упругости изменяется 48 - 83 тыс МПа

Стекла обладают высокой прочностью на сжатие 700-1000МПа и малой прочностью при растяжении 35-85 МПа

Прочность закаленного стекла в 3-4 раза а иногда в 10-15 раз больше отожженного.

Твердость силикатных стекол соответствует от 5 до 7 баллов по шкале Мооса.

Стекло плохо сопротивляется ударам. Прочность при ударн узгибе 0,2 МПА. У закаленных образцов прочность в 5-7 раз выше чем у отожженных.

Теплоемкость определяется хим составом.

При комн температуре зн теплоемкости 0,63-1,05кДж/кгС^о

Термическое расширение – полностью зависит от хим состава. Наим коэф у кварцевого стекла, у обычного 9-15·10^{-6 о}С^-1

Теплопроводность обычн стекла при температуре до 100С от 0,4-0,82Вт/град. Наиб теплопроводность у кварц стекла = 1,37 (лаборат посуда), наим – с щелочными оксидами.

Электропроводность – изменется с изменением тем-ры зависит от содержание лития. Чем больше лития тем больше электропроводность.

Подвергается мех обработке (пилить, обжигать, резать, полиров), стекло подвергаетсяся формовке (выдувать, сваривать)

Изделия из стекла:

• Пустотелые стекл блоки – облад хорошими светорассеиван (25%), теплостойкостойкими и звукоизоляц хар-ми.

Блоки состоят из 2х половинок, кот-е свариваются между собой.

Цв армир, 2х камерн и светонаправ блоки

• Стеклопакеты – состоят из 2-3х, м/д которыми образуется термическая замкнутая воздушная полость. Такое остекление обладает хорошей тепло- и звукоизоляцией, незапотевает

• Стеклянные трубы – обладают высокой хим стойкостью, прозрачностью, гигееничностью. Использ в пищевои и хим пром-ти. Хрупкость, теплостойкость невысокие.

6. Стекло. Понятие о получении стекла. Виды листового листа.

Кварц песок, известняковая сода, сульфат натрия

Варка стекла происходит в стекловар печах при темп-ре до 1500 ^оС.

1. В процессе стекловарения при тем-ре 800-900 ^оС протекает стадия силикатного образования.

2. При температуре 1150-1200 ^оС масса становится прозрачной, но в ней много газ пузырей.

3. Дегазация – заканчивается при тем-ре 1400-1500 ^оС

Для достижения нужной для формирования рабочей массы тем-емк на 200-300 ^оС

В целом вязкость стекломассы зависит от хим состава.

Окислы кремния, алюминия, Zr - повышает

Окислы натрий, Са, лития – уменьшают

Виды листового стекла

Листовое стекло использ для остекленения, витража, дверей, окон как наружного так и внутр назначения.

Листовое стекло изготавливают 3х сортов:

2, 3. 4, 5, 6, 8, 10, 15 мм и тд.

М0, М4 – цифры – это сорт листа

Сорт листового листа опред-ся в зависимости от наличия дефектов (полостность, пузыри)

• Отраж стекло – используется для уменш степени нагрева солнеч лучами и регулиров освещенности

• Закаленное стекло – получаемое путем нагрева 540-650 и посед быстрого и равномерного охлаждения (однородное распределение внутренних напряж в объеме стекла)

• Армирование стекло – металл сеткой , она служит каркасом, удерживает осколки стекла при его разрушении.

• Увиолевое стекло – получ из смесей с минимальным примесями окисла Fe, Ti, Cr, такие стекла пропускают от 265-75% ультрафиолета. Использ для оранжерей, учебных детских учреждений

• Термостойкие – содержат окись рубидия, лития и др хим эл-ов

Коэф линейного расширения в 2-3 раза ниже. Чем у обычного стекла. Изделия выдерживают перепади температур до 200 ^оС. Для изготовления теплостойких деталей арматуры.

7.Органические вяжущие вещества. Битум

1. Природные битумы – вязкие жидкости, состоящие из смеси углеводородов и их неМе составляющих. Природные битумы получают в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти.

2. Асфальтовые породы – известняки, доломиты, песчаники, глины, пропитанные битумом.

3. Искусственные битумы – получают переработкой нефтяного сырья, м.б. остаточным, путем отбора из гудрона, масел. Выделяют: окисленный, крекинговый.

4. Гудрон – остаток после отгонки из мазута масляных фракций.

Способы перевода битума в рабочее состояние

1. Нагрев 140-170

2. Растворение в органических растворителях

3. Эмульгирование и получение битумных эмульсий и паст.

Свойства битума

1. Гидрофобность – не пропитывает воду

2. Атмосферная стойкость

3. Растворимость в органическом растворителе

4. Повышенная деформативность

5. Способность размягчаться при нагреве

6. Теплопроводность 0,5-0,6 В/м гр с

7. Теплоемкость

8. Старение – процесс медленного изменения состава и строения. Под действием солнечного света и кислорода старение ускоряется.

9. Реологические свойства – способность течь. Зависит от строения битума, при этом жидкие ведут себя как жидкости, течение которых подчиняется закону Ньютона. Твердые битумы относятся к упруго-вязким веществам.

10. Химическая стойкость к действию агрессивных веществ.

Используют для изготовления асфальтобитумного покрытия, кровельных материалов.

8.Органические вяжущие вещества. Деготь

Деготь представляет собой густую вязку массу черно-коричневого цвета, который образуется при нагреве без доступа воздуха твердых видов топлива, например горного сланца, торфа, древесины.

Свойства:

1. Плотность=1,25

2. Тразмяг = до 140

3. Атмосферостойкость ниже битума

4. Процесс старения быстрее

5. Биостойкость выше, объясняется высокой токсичностью содержания в составе фенола.

Материалы на основе дегтя

1. Кровельные и изоляционные материалы

• Рубероид (изготавливается пропитыванием кровельного картона легкоплавким битумом с наполнением и посыпкой

• Пергамин – рулонный покровный материал, получаемый пропиткой беспокровного картона расплавленным нефтяным битумом. Используется для пароизоляции.

• Гидроизол – рулонный беспокровный гидроизоляционный материал, пропитка асбестного картона нефтяным битумом.

2. Листы и битумные фасоны – для лицевого покрытия кровли с Т не ниже +60

• Армированные плиты – прессованные горячей мастики, применяя армированную стеклоткань с сеткой

• Мастика – нефтяной битум с наполнителем (цемент, мел, асбест)

Мастики по виду связующ. Вещ-ва: битумнорезиновые, битумнополимерные;

Способ применения: горячий (Тпредв 180), холодный

По назначению: приклеивающие, кровельно-изоляционные, гидроизоляционные антикоррозионные

3. Эмульсии и пасты – дисперсные системы , вода является средой и в ней битум диспергирован размером 1 мкм.

Устойчивые эмульсии обеспечивают введение эмульгаторов (ПАВ)

Для устройства гидро и пароизоляционных покрытий, в качестве вяжущего при изготовлении асфальта, изготовление бетона.

9 Неорганические вяжущие вещества. Общие сведения Известь. Виды и применение. Жидкое стекло.

НВВ – порошковообразные материалы, кот-е при смешивании с Н₂О образуют пластическое вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физ-хим процессов Переходя из тестообразного в каменновидный ВВ соединяют камни, фракции песка, кремния – это свойство используют для изготовления бетона, силикат в-ва, азбестноцементных и др неотоженных материалов, строительных и штукатурочных

Представители: Известь, цемент, гипс, жид стекло и др

НВВ вкл в себя воздушные, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.

Гидравлическая известь – полученная обжигом в шахтенных печах не до спекания мергилистых известняков с содержанием глины 6-20% t=900-1000^оС. Полученная известь размалывается и применяестя в виде порошка. Известь начинает твердеть на воздухе первые 7 сут., и продолжает твердеть и увеличивать прочность в воде. σ_в=2-5 мПа, применяется для изготовления строительных растворов, бетонов низких марок бетонных камней.

Романцемент – в-во, полученное тонким помолом, обоженным не до спекания магнезиальных. 25%глины, обжиг 900 ^оС, - образ низкоосн силикаты – придают с-во твердеть и сохранять тв-ть в воде.

Воздушная известь – продолжительный отжим карбоновых пород – мела, известняка, доломита. СаСО₃ – основной в составе. Обжиг 900 ^оС, возможно полное удаление СО₂

Чем выше содержание основных окислов (СаО и МgО) в извести, тем пластичней известковое тесто и выше сорт.

Применяется в виде растворов смеси с песком и другими наполнителями. На воздухе такой р-р постепенно отвердевает. (удаление Н₂О, карбонизация извести под действием СО₂₎

Применение предопределено МgО и делится:

МgО<5% кальциевая

МgО 5-20% магнезиальная

МgО 20-40% высокомагнезиальная

Строительные – Строительные р-ры имеют невысокую пр-ть. Изготовление силикатного ирпича и бетонов.

Жидкое стекло

Представляет собой коллоидный водный раствор силикатов натрия и калия, имеет желтый и коричневый цвет. Варят из кварцевого песка и соды, когда расплавят затвердевает и получается прозрачные твердые куски.

Жидкое стекло: растворяя стекло в воде при повыш Т и давлении 0,6-0,7 МПа .

Натриевое жидкое стекло применяется для жароупорного бетона, калиевое для силикатных красок.