Керамические огнеупорные материалы и изделия

К огнеупорным материалам предъявляются требования по прочности, огнеупорности, теплостойкости, химической стойкости.

По температуре плавления их разделяют на:

· Огнеупорные –1580…1770°С;

· Высокоогнеупорные – 1770…2000°С;

· Высшей огнеупорности – свыше 2000°С.

Наибольшее распространение в строительстве получили кремнеземистые и алюмосиликатные огнеупоры.

К кремнеземистым огнеупорам относят динасовые, динасохромитовые и кварцевые изделия.

Динас изготавливают из кварцитов или песчаников с введением в состав шихты до 2,5% минерализаторов (извести, железной окалины и др.), органического связующего, воды. Отформованный сырец сушат и обжигают. Применяют для футеровки мартеновских и стекловаренных печей и др. Огнеупорность не ниже 1690…1710°С, прочность на сжатие 17,5…30 МПа.

Кварцевые огнеупоры изготавливают из обогащенного кварцевого песка путем его плавки в печах с последующим прессованием в виде брусьев.

Алюмосиликатные (глиноземистые) огнеупоры изготавливают из измельченных кварцевых пород и шамота (наполнитель), а в качестве связки используют глину. После формования сырец сушат и обжигают. Огнеупорность – не ниже 1710°С.

Шамотные изделия формуют из керамических массы, изготовленных из огнеупорного шамота и огнеупорной глины с последующим обжигом. Огнеупорность – до 1730°С, прочность на сжатие 13…23 МПа. Применяют для футеровки цементных печей, керамических печей и др.

Шамот – обожженная до некоторой степени спекания огнеупорная (каолиновая) глина.

Высокоглиноземистые огнеупоры изготавливают из сырья в виде бокситов, корунда обжигом до спекания или методом литья из расплава. Огнеупорность – до 2000°С.

Для получения технической керамики высшей огнеупорности применяют чистые оксиды (BeO, MgO, CaO, Al₂O₃, ZnO₂ и др.). Температура плавления керамики чистых оксидов – 2000…2500°С.

Материалы и изделия из стекла

Общие сведения

Изделия из стекла начали изготовлять еще в 3500–4000 лет до н.э. в Египте и Месопотамии. Первый стекольный завод в России был открыт в 1638 г. около Воскресенска. Основоположником научных основ стекловарения в России является М.В. Ломоносов, который организовал в 1752 г. производство разноцветных стекол.

Стеклом называют аморфное тело, получаемое путем переохлаждения расплава независимо от его химического состава и температурной области затвердевания и обладающее в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым (определение в соответствии с ГОСТ 32539–2013 «Стекло и изделия из него. Термины и определения»).

Признаками стеклообразного состояния является отсутствие четко выраженной точки плавления, гомогенность и изотропность.

В строительстве используют преимущественно силикатное стекло – неорганическое стекло, основным стеклообразующим компонентом которого является оксид кремния.

Под строительным стеклом подразумевают материалы и изделия из силикатного стекла, применяемые в строительстве для остекления световых проёмов, устройства светопрозрачных перегородок, ограждений, отделки зданий и др.

Состав строительного стекла

Стекло не является веществом с определенным химическим составом, который может быть выражен химической формулой, поэтому состав стекла условно выражают суммой оксидов (табл. 4.5).

Таблица 4.5

Химический состав строительного стекла

Каждый оксид в процессе варки стекла играет свою определенную роль в формировании свойств стекла. Так, например, оксид натрия ускоряет процесс варки, понижая температуру плавления, но уменьшает химическую стойкость стекла. Оксид калия придает блеск и улучшает светопропускание. Оксид кальция повышает химическую стойкость стекла. Оксид алюминия повышает прочность, термическую и химическую стойкость стекла. Оксид бора повышает скорость стекловарения. Для получения оптического стекла и хрусталя в шихту вводят оксид свинца, повышающий показатель светопреломления.

Сырье для производства строительного стекла

Сырьем для производства стекла служит многокомпонентная шихта, которая содержит стеклообразующий оксид (SiO₂) и добавки. Основные сырьевые материалы для производства строительного стекла приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6

Сырьевые материалы для производства строительного стекла