Стекло и минеральные расплавы

1. Из какого сырья варят стекло? Почему расплав быстро охлаждают? У стекла аморфная или кристаллическая структура?

2. Какие материалы можно еще получить из минеральных расплавов?

3. Какие окислы в сырье ухудшают качество стекломассы?

4. Почему повышают температуру стекловарения до 15000С? Зачем в шихту вводят осветлители?

5. Что такое флоатспособ? Какие есть еще способы формования стекла?

6. Зачем производят отжиг и закалку отформованного стекла?

7. Какова плотность строительного стекла? Прочность? Это пластичный или хрупкий материал?

8. Какие разновидности стёкол знаете? Где применяются?

9. Делают ли конструкции из стекла? Что такое стеклобетонные конструкции?

10. Для каких целей изготавливают стемалит, марблит, стекломрамор, сигран, пенодекор, стеклокерамит?

11. Делают ли теплоизоляторы из стекла? Может ли быть плотность пеностекла 100 кг/м3?

12. Как и для чего делают стекловолокно? Может ли оно быть непрерывным? Велика ли его прочность?

13. Где используют рубленное стекловолокно?

14. Отличается ли структура стекла от структуры ситаллов, от структуры керамики? Из чего их получают?

15. Какова прочность ситаллов, шлакоситаллов? Их термостойкость?

16. Что такое ситаллопласты?

17. Какие структуры можно получать из каменных или минеральных расплавов?

18. Зачем плавить горные породы, чтобы опять получить камень? Где применяют литые каменные материалы?

19. Можно ли заменить металл каменным литьем? 87

20. Можно ли сделать ячеистый заполнитель в легкие бетоны из минерального расплава?

21. Как делают теплоизоляционные структуры из минерального расплава? Ка-кой они структуры?

22. Как классифицируют теплоизоляционные материалы по структуре? По форме? По виду сырья?

1. Сырьевую шихту для силикатного стекла составляют из: кварцевого песка, соды, известняка, доломита, поташа, сульфата натрия. Быстрое охлаждение расплава – обязательная технологическая операция, обеспечивающая аморфную структуру остывающему расплаву, изотропность его свойств.

2. Кроме стекла из расплавов получают каменное литье, ситаллы, шлаковое и стеклянное минеральное волокно, базальтовое волокно, пеностекло, пенношлакоситаллы.

3. Оксиды железа, хрома, титана, марганца, ванадия.

4. Растворяются в расплаве наиболее тугоплавкие компоненты Al2O3 и SiO2, образуя стекломассу, которая при 1500°С усредняется, теряет растворенные в ней газовые пузырьки и осветляется. Способствуют удалению газовых пузырьков, приобретению прозрачности осветлители-вещества, которые вводят в стекломассу. Это сульфаты натрия и алюминия, калиевая селитра, мышьяковистый ангидрид, двуокись церия.

5. Стекломассу разливают на идеально ровную поверхность расплавленного олова, после охлаждения такому стеклу уже не требуется дальнейшая полировка. Это наиболее совершенный и производительный способ получения листового стекла. Кроме этого, формование производят вертикальным или горизонтальным вытягиванием ленты из расплава – прокатом. Стеклоблоки формуют прессованием, отделочные материалы, плитки – отливкой, пеностекло – спеканием с коксом в стальных формах.

6. При быстром охлаждении разлитого стекла возникают значительные внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию изделий. Чтобы этого избежать, изделие подвергают отжигу и закалке в специальных отжигательных печах, где температуру поднимают до 500-5300С (в зависимости от со-става стекла) и медленно охлаждают. Если надо закалить стекло (для упрочнения наружных слоев), то его быстро охлаждают после нагревания, погружая в специальные жидкости. Такое стекло более прочно, хорошо сопротивляется при ударном изгибе.

7. Плотность строительного стекла – 2,5 г/см3, предел прочности при сжатии 400-600 МПа, иногда 1000 МПа и более, прочность при растяжении – 30-90 МПа. Стекло деформируется как упругий материал. Модуль упругости (4,5-9,8)∙10-4 МПа.

8. Строительные стекла: листовое (оконное, витринное, узорчатое, армированное, многослойное, теплопоглощающее, теплоотражающее и др.); профильное (стеклопрофилит); стелкоблоки; стеклопакеты; стеклочерепица; трубы; облицовочные материалы; пеностекло; волокна. Их используют по назначению при строительстве зданий. Трубы – в химической и пищевой промышленности, пеностекло и стекловолокно – для теплоизоляции зданий и агрегатов.

9. Стеклопрофилит является конструкционным материалом, применяемым для устройства светопрозрачных ограждений и самонесущих стен, перегородок, плоских кровель. Стеклоблоки используют для строительства светопропускающих ограждений. Стеклобетонные конструкции имеют железобетонный каркас, внутри которого на растворе уложены стеклоблоки. Их вставляют в здание при остеклении лестничных клеток, перегородок, покрытий зданий. Монтируя готовую конструкцию, увеличивается производительность труда на стройплощадке.

10. Это новые эффективные, водонепроницаемые облицовочные материалы из стекла с керамическими красками, которые после термообработки закрепляются на стекле, имитируя мрамор, гранит, Часто их делают из отходов стекла с глиной и кварцевым песком или шлаком методом прессования с добавлением оксидов металлов для цветовой гаммы отделочных материалов.

11. Делают, вспучивая расплав стеклянной массы добавками известняка или древесного угля. Изготавливают из пеностекла блоки и гранулы для теплоизоляции строительных конструкций и оборудования, а также для использования легких гранул в качестве заполнителя. Плотность гранул может быть 100-150 кг/м3.

12. Стекловолокно получают из расплава стекла фильерно-дутьевым способом для изготовления теплоизоляционных изделий (стекловата). Если нить полу-чают методом вытягивания из фильер плавильных ванн и намотки, то образуется непрерывная нить. Из таких нитей делают ткани, холсты, которые идут в качестве основы для изготовления гидроизоляционных материалов (стеклорубероид) и пластмасс. Прочность стеклянной нити достигает при растяжении 4000 МПа, диаметр волокна 5-15 мкм.

13. Рубленное стекловолокно получают, разрезая непрерывные нити для упорядоченного армирования композиционных материалов (стеклопластики) и изготовления теплоизоляционных изделий (матов, плит, сегментов).

14. Стекло отличается аморфной структурой, керамика – кристаллической. Ситаллы, полученные из того же сырья, что и стекло, имеют аморфную структуру, армированную мелкими кристаллами стекла. Это стеклокристаллические материалы, сохраняющие положительные свойства стекла, но, благодаря микрокристаллам, лишены его недостатков: хрупкости, малой прочности при изгибе, низкой теплостойкости. Ситаллы имеют высокие физико-механические свойства, они способны свариваться со сталью.

15. Прочность ситаллов при сжатии доходит до 500 МПа, они отличаются и высокой термостойкостью – до 1100°С. Шлакоситаллы получают по той же технологии, только в качестве сырья используют металлургические шлаки и кварцевый песок с технологическими добавками. Прочность их доходит до 650 МПа, температуростойкость – до 750°С.

16. Ситаллопласты – материалы, изготовляемые на основе фторопластов и ситаллов. Отличаются высокой химической и износостойкостью.

17. Плотные полнокристаллические (каменное литье), плотные амофрного строения (стекло, ситаллы, пористые пеношлакоситаллы, термозит), волокнистого строения (минеральное волокно).

18. После расплавления отходов, дробления каменных пород получают каменные литые изделия той формы, которая нужна (трубы, брусчатка, ступки, жернова и др.). Кроме того, их можно делать из шлаков, зол, т.е. утилизировать отходы производства. По однородности и техническим свойствам литые каменные изделия превосходят самые прочные природные каменные материалы, поэтому их используют в особо тяжелых условиях эксплуатации.

19. Трубы для агрессивных жидкостей, детали к станкам. Твердость каменного литья приближается к твердости закаленной стали.

20. Можно. Вспучивая расплавы стекла, каменных отходов или шлака, при быстром охлаждении получают пористые гранулы и шлаковую пемзу – термозит, которые могут использоваться в качестве легкого заполнителя в пористые бетоны.

21. Если минеральный расплав подают под давлением горячего пара или воздуха в камеру волокноосаждения и быстро охлаждают, то получают минеральные волокна, которые идут на изготовление волокнистых теплоизоляционных материалов. Если в этот расплав вводят 1-3% газообразователя и, после появления пористой структуры быстро охлаждают, то получают ячеистую структуру (пеностекло, пеношлакоситаллы, термозит). Эти материалы – эффективные теплоизоляторы, так как кроме воздушных прослоек они имеют аморфную структуру.

22. Структура теплоизоляционных материалов может быть волокнистой, ячеи- стой, зернистой, сыпучей. Форма – рыхлая, плотная, фасонная, шнуровая. Их можно изготавливать из неорганических и органических материалов