5.6. Стеклокристаллические материалы

Методом управляемой кристаллизации можно получить особые стеклокристаллические материалы, состоящие из стекла (5... 10%) и мелких равномерно распределенных кристаллов. Важнейшими из них являются ситаллы, получаемые из технически чистых материалов, и шлакоситаллы, получаемые на основе металлургических шлаков.

Ситаллы получают из тех же природных материалов, что и стекло, и специальных добавок, но к чистоте сырья предъявляют по­вышенные требования. Специальными добавками являются катали­заторы кристаллизации — благородные металлы (золото, серебро, оксид меди) и оксиды титана, лития, циркония. С такими катализа­торами стекла не являются однородными, а разделяются на различ­ные по составу фазы. Меняя режим термообработки, можно регулиро­вать размеры и состав выделяющихся кристаллов и соответственно менять свойства материала. По своей структуре ситаллы напоминают «микробетон», в котором связующим является прослойка стекла меж­ду кристаллами, а наполнителем — мелкие кристаллы. Средний размер кристаллов 1...2 мкм, а толщина прослойки из стекла не пре­вышает десятых долей микрона. Поликристаллическая структура ситалла определяет исключительно высокие физико-механические свойства: высокая прочность при сжатии (до 600 МПа), большая тер­мическая стойкость, долговечность, износостойкость, стойкость к аг­рессивным воздействиям и др. Ситаллы могут быть прозрачными и глухими и иметь различные окраски: черную, коричневую, серую, светлую. Ситаллы применяют для изготовления прочных и термиче­ски стойких облицовочных плиток, труб и других конструктивных и отделочных материалов для промышленного и гражданского строительства.

Шлакоситаллы — новый строительный и сравнительно деше­вый материал микрокристаллического строения. В сырье для произ­водства шлакоситаллов добавляют 50...65% доменного шлака. Из шлакового расплава с добавками методом непрерывного проката или прессованием формуют изделия. Важным элементом в формовании изделий является выбор правильного режима последующей термооб­работки, в результате которой происходит кристаллизация шлакоси­таллов. По структуре шлакоситалл представляет материал, состоя­щий из 60...70% кристаллической и 30...40% стекловидной фазы. Размер кристаллов не превышает 0,5... 1 мкм при очень плотном рас­положении. Шлакоситаллы обладают очень высокой износоустойчи­востью, термостойкостью, хорошо сопротивляются атмосферным воз­действиям, не токсичны. Предел прочности при сжатии 500...650 МПа, твердость более 7 по шкале твердости. Цвет шлакоситаллов темно-серый или белый.

Химическая стойкость обеспечивает их использование в агрес­сивных средах.

Шлакоситаллы широко используют для производства различ­ных строительных материалов и изделий: плит для облицовки стен, покрытия полов, подоконных досок, плит для кровельных покрытий, для декоративной и защитной облицовки перегородок, цоколей, фу­теровки оборудования химической и горнодобывающей промышлен­ности, для изделий санитарно-технического назначения, кухонных раковин и др.

Контрольные вопросы и задания

1. Из каких сырьевых материалов изготовляют стекло?

2. Каки­ми свойствами обладает стекло?

3. Какие разновидности листового стекла применяют в строительстве?

4. Где применяют стеклоблоки и стеклопакеты?

5. Какое стекло и стеклоизделия применяют для от­делки интерьеров?

6. Что представляют собой ситаллы и шлакоситаллы, где их применяют?