Теоретически материал

15. 04. 2020 

Группа С -204, преподаватель Шабаева О.Н.

Тема 1.2. Строительные материалы и изделия

Тема: Стекло, сырье для производства.

Литература: Строительные материалы и изделия: Учебник для студентов средних проф. учеб. заведений/ К.Н. Попов, М.Б. Каддо, М.: Высш. шк., - стр. 125-139. Допустимо использование интернет ресурсов.

Инструкция по выполнению заданий для обучающихся:

1. Изучить теоретический материал.

2. Составить опорный конспект в рабочей тетради.

3. Выполнить тесты на тему: Стекло  (ответить письменно).

4.   Сделать фотографию выполненных заданий в тетради, и отправите фото конспекта на электронную почту shabaeva1977@yandex.ru, или в ВК https://vk.com/club193818820 с указанием темы, ФИО, и номер группы (Петров И.И. Группа С -204).

Теоретически материал

Стекло – твердый, прозрачный материал, получаемый из переохлажденных жидких минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты и оксиды металлов.

Основное сырье для производства стекла: чистый кварцевый песок, известняк, доломиты, кальцинированная сода или сульфат натрия.

Для получения окрашенных стекол применяют перекись марганца, оксиды хрома, кобальта и другое. В состав некоторых строительных стекол вводят оксид бора (повышает термостойкость), алюминия (повышает прочность и химическую стойкость).

 

Производство стекла включает следующие операции:

1. подготовку сырьевых материалов (обогащение, сушка, измельчение);

2. приготовление шихты (смешивание компонентов и брикетирование);

3. варка стекла при температуре 1400° - 1500°;

4. охлаждение стекломассы до температуры, при которой она приобретает вязкость,

5. выработку (формование) из нее материалов и изделий;

6. термическую, механическую или химическую обработку изделий для улучшения свойств.

Варка стекломассы (стекловарение) - главнейшая и самая сложная операция всего стекольного производства, производится чаще всего в ванных печах непрерывного действия, представляющих собой бассейны, сложенные из огнеупорных материалов. При варке специальных стекол (оптических, цветных и т. п.) используют горшковые печи. При нагревании шихты до 1100 - 1150°С происходит образование силикатов (силикатообразование) сначала в твердом виде, а затем в расплаве. При дальнейшем повышении температуры в этом расплаве полностью растворяются наиболее тугоплавкие компоненты SiO₂ и А1₂О₃ - образуется стекломасса.  

Стекловарение завершается охлаждением (студкой) стекломассы до температуры, при которой она приобретает вязкость, требуемую для выработки стеклоизделий принятым методом (вытягиванием, прокатом, прессованием, литьем, выдуванием  

Закрепление формы изделия осуществляют быстрым охлаждением. При этом вследствие низкой теплопроводности стекла возникают большие перепады температур, вызывающие внутренние напряжения в стеклоизделии. Поэтому обязательная операция после формования - отжиг, т. е. охлаждение изделий по специальному ступенчатому режиму: быстрое - до начала затвердевания стекломассы, очень медленное - в момент перехода стекла от пластического состояния к хрупкому (собственно отжиг) и вновь быстрое - до нормальной температуры. Отжиг может производиться сразу при формировании изделий или после повторного нагрева до температуры начала размягчения.

Производство наиболее распространенного в строительстве листового стекла осуществляют путем вертикального или горизонтального вытягивания ленты из вязкой расплавленной стекломассы или прокатом.

Достоинства стекла - широкий спектр использования, - твердость, - долговечность.

Недостатки – хрупкость, - на листе при использовании жестких материалов для очистки могут образовываться царапины. Стекло характеризуется высокой прочностью при сжатии (600-1200 МПа) и сравнительно малой прочностью при растяжение (30-90 МПа). Характерным свойством стекла является высокая прочность и способность пропускать не менее 84% лучей видимого спектра.

Стекло имеет низкую термостойкость, т.е. при резком и сильном нагревании или охлаждении в нем возникают большие напряжения, вызывающие растрескивание. При нагревании стекло размягчается и при температуре около 1000°С плавится.

Стекольная промышленность выпускает несколько разновидностей литого стекла:

Листовое оконное стекло выпускается толщиной 2-6 см размером 400 ×600, 1600 ×2200 (мм). Применяется для остекления проемов в гражданских и промышленных зданиях.

Витринное стекло    в идее крупно размерных полированных и неполированных полотен толщиной 6-10 мм и размером до 3500*6000 мм служит для остекление магазинов, ресторанов, кинотеатрах, вокзалов выставочных залов. Его устанавливают обычно в металлических переплетах. Для компенсации температурных деформаций и герметизации конструкции используют резиновые и пластмассовые прокладки.

Армированное стекло изготавливают методом горизонтального проката с запрессовкой в расплавленную стекломассу металлической сетки. Оно обладает повышенной огнестойкостью и безопасностью. Применяют для остекления фонарей верхнего света, перегородок и устройства ограждений балконов.   

Узорчатое стекло получают прокатом бесцветной или цветной расплавленной стекломассы на гравированных валках. Эта разновидность листового стекла характеризуются декоративностью и светорассеивающей способностью. Его используют в качестве элемента архитектурного оформления, а также для остекления оконных проемов, перегородок и дверей в тех случаях, когда требуется отсутствие сквозной видимости или рассеянный свет.

Закаленное стекло получают путем термической обработки стекла по заданному режиму. Этот вид стекла имеет предел прочности на изгиб в 5-8 раз, термостойкость в 2 раза и прочность на удар в 4-6 раз выше по сравнению с обычном стеклом.

В строительстве толстое закаленное стекло толщиной 6 мм, покрытые с тыльной стороны цветными керамическими красками, называют стемалитом. 

Из него изготавливают многослойные навесными панели. Сплошные стеклянные двери и перегородки.

Теплопоглощающее стекло содержит в своем составе добавки, обеспечивающие преимущественное поглощение инфракрасных лучей солнечного спектра. Его применяют в зданиях. Расположенных в районах с жарким климатом для уменьшения солнечной радиации.

Увиолевое стекло пропускающее большую долю ультрофиолетовых лучей (45-75%), получают из сырья с минимальными примесями оксидов железа, хрома, титана. Такие стекла применяют в детских и лечебных учреждениях, для остекления оранжерей.

 

Тесты на тему: Стекло

Ответить письменно

Инструкция по выполнению заданий № 1-8 выберите букву, соответствующую правильному варианту ответа и запишите ее в бланк ответов
1	Стекло получаемое специальной термической обработкой – это…   а) пеностекло; б) стеклопакет; в) закаленное стекло; г) витринное стекло
2	Что является основные компоненты сырья для производства стекла?  а) полевошпатный песок, доломит;  б) чистый кварцевый песок, известняк, кальцинированная сода (Na2SO4);  в)  песок, мел, гипс (СаSO4); г) кварцевый песок, глина, известь
3	Какова температура плавления листового силикатного стекла? а)  стекло при нагревании размягчается постепенно; б)  1300 оС; в)  1200 оС
4	Что такое студка стекла? а)  регулируемое охлаждение расплава в период его затвердевания; б)  регулируемое охлаждение после затвердевания расплава; в)  охлаждение отформованной массы до температуры, препятствующей кристаллизации; г)  охлаждение расплава до формовочной температуры
5	Что относится к стеклообразующим оксидам? а) кремнезем, глинозем; б) глинозем, известь, магнезит; в) оксиды бора и фосфора; г) кремнезем, известняк, магнезит
6	Что происходит при расстекловывании стекла? а) плавление; б) аморфизация; в) спекание; г) кристаллизация
7	Какова роль кремнезема при получении стекла? а) способствует удалению пузырьков газа из стекломассы при варке стекла; б) основной стеклообразующий оксид; в) нежелательная примесь, т.к. не образует стекловидного тела; г) повышает склонность стекла к кристаллизации
8	Основные положительные свойства строительного стекла: а) хрупкость, светопропускание, химическая стойкость б) cветопропускание, химическая стойкость, высокая прочность; в) светопропускание, высокая теплоизоляция, высокая прочность; г) морозостойкость, малая  гигроскопичность