Стекло и сырье для его получения

Основным сырьем для изготовления стекла являются кварцевый песок, известняк, сода и сульфат натрия. Высококачественные стекольные белые пески содержат немного примесей, в частности оксида железа, придающего стеклу зеленоватую окраску. В стекольную шихту вводят соду, сульфат натрия, поташ, которые понижают температуру варки стекла и ускоряют процесс стекло-образования. При варке смеси чистого песка Si0₂ и соды Na₂C0₃ образуется полупрозрачная стеклообразная масса Na₂Si0₃, растворяющаяся в воде («растворимое стекло»). Благодаря введению в шихту СаО в виде известняка СаС0₃ или доломита стекло становится нерастворимым в воде.

Варка строительного силикатного стекла производится в стекловаренных печах при температуре до 1500 °С. В процессе стекловарения, начиная с температур 800- 900°С протекает стадия силикатообразования. К концу следующей стадии стеклообразования (1150 -1200 °С) масса становится прозрачной, но в ней еще содержится много газовых пузырей. Дегазация заканчивается при 1400-1500 °С; к ее концу стекломасса освобождается от газовых включений, свилей и становится однородной. Для достижения необходимой для формования рабочей вязкости температуру массы снижают на 200-300 °С. Вязкость стекломассы зависит от химического состава: оксиды Si0₂, А1₂0₃, Zr0₂ повышают вязкость, Na₂0, СаО, Li₂0, наоборот, понижают ее.

Переход от жидкого состояния в стеклообразное является обратимым. При длительном нахождении на воздухе и нагревании некоторых стекол обычная для них аморфная структура может переходить в кристаллическую; это явление называют расстекловыванием («заруха-нием»).

Строительное силикатное стекло имеет следующий примерный химический состав, %, по массе: Si0₂ 71 - 73; Na₂0 13- 15; СаО 8-10,5; MgO 1- 4; А1₂0₃ 0,5 - 1; Fe₂0₃ 0,1; К₂0 до 1; S0₃ 0,3 - 0,7.

В процессе изготовления в стекло вводят соединения, придающие ему специальные свойства. Глинозем А1₂0₃, вводимый в шихту в виде каолина и полевого шпата, повышает механическую прочность, а также термическую и химическую стойкость стекла. При замене части диоксида кремния борным ангидридом В₂0₃ повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность к кристаллизации. Оксид свинца Р_ЬО, повышает показатель светопреломления. Оксид цинка ZnO понижает температурный коэффициент линейного расширения стекла, благодаря чему повышается его термическая стойкость.

Вспомогательные сырьевые материалы делят по своему назначению на следующие группы: осветлители - вещества, способствующие удалению из стекломассы газовых пузырей (сульфат натрия, плавиковый шпат); обесцвечиватели - вещества, обесцвечивающие стекольную массу; глушители - вещества, делающие стекло непрозрачным.