21. Строительное стекло: сырьевые материалы (основный и вспомогательные) и требования к .

Стеклом называются все аморфные тела, получаемые при переохлаждении расплава и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости свойствами твердых тел. Переход от жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым независимо от химического состава и температурной области затвердевания.

К основным относятся кварцевый песок, кальцинированная сода, сульфат натрия, доломит, известняк, мел.

Кремнезем – SiO₂ – вводится чаще всего в виде кварцевого песка с минимальным содержанием оксидов железа, Fe₂O₃ окрашивает стекло в желтый цвет, FeO – в голубой. При наличии F₂O₃ и FeO стекло приобретает зеленоватый оттенок.

К вспомогательным материалам относят осветители, глушители, красители.

Осветители – хлорид натрия NaCl, сульфат натрия Na₂SO₄ – вводят, чтобы освободить стекломассу от видимых пузырей. Разлагаясь, они выделяют газообразные продукты, которые, улетучиваясь, захватывают другие газы.

Глушители – соединения фтора, фосфора – придают стеклу светорассеивающие свойства.

Красители окрашивают стекло: оксид марганца Mn₂O₃ – в фиолетовый цвет, оксид хрома Cr₂O₃ – в зеленый; соединения никеля NiO, Ni₂O₃, Ni (OH)₂ придают красно-фиолетовую окраску, хлорное золото AuCl₃ – цвета от нежно-розового до темно-красного, соединения серебра AgNO₃ и AgCl – золотисто-желтый.

Производство стекла состоит из подготовки сырьевых материалов, приготовления шихты, варки стекломассы, изготовления стеклянных материалов и изделий.

Подготовка сырьевых материалов включает их сушку и измельчение. Приготовление шихты заключается в дозировании и смешивании компонентов. Варка стекломассы производится в основном в стекловаренных печах непрерывного действия и включает несколько стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение.

22. Физические, химические, механические свойства силикатного стекла.

Изменение химического состава стекольного расплава позволяет эффективно регулировать прочностные, теплофизические, диэлектрические, химические и другие свойства стекла. Так, повышение химической устойчивости и механической прочности достигается за счет увеличения в составе стекла Si02, AI2O3 и СаО; замена части Si02 на РЬО придает стеклу повышенный блеск; введение в расплав фторидов позволяет получить глушеное стекло и т. д.

Область применения стекол зависит от их свойств. Важнейшими свойствами являются плотность, прочность, хрупкость, теплопроводность, температура начала размягчения, светопропускание, звукоизолирующая способность.

Истинная и средняя плотности стекла составляют 2,5–2,7 г/см³.

Предел прочности при сжатии стекол составляет от 700 до 1000 MПа и более, при растяжении – 30–60 МПа. Трещины, царапины снижают прочность при растяжении в 4–5 раз. Температура влияет на прочность стекла. Она минимальная при плюс 200 °С, максимальная при минус 200 °С и плюс 500 °С.

Для увеличения прочности стекла осуществляют закалку, травление, микрокристаллизацию, армирование, триплексование, покрывают поверхность пленками и др.

Недостатком стекла является повышенная хрупкость. Оно плохо сопротивляется удару. Прочность при ударном изгибе обычного стекла составляет всего около 0,2 МПа.

Стекло имеет высокую химическую стойкость при воздействии воды, кислот, солей, щелочей. Его разрушает только плавиковая и фосфорные кислоты, а также горячие щелочи.