Каменное и шлаковое литье

Та

Стемалит — листы витринного стекла, покрытые с внутренней стороны керамической краской, закрепленной термообработкой. Сте­малит имеет богатую гамму оттенков (более 25 цветов). Размер листов 400x900 и 1100x1500 мм. Примером отделки стемалитом может служить здание Московской мэрии (бывшее здание СЭВ) и гостиницы «Аэрофлот».

Марблит — листы, отформованные из цветного глушеного стекла толщиной 6... 12 мм. Лицевая поверхность марблита — полированная, тыльная — рифленая. Стекло может быть однотонным или имитиро­вать природный мрамор. Кроме облицовки фасадов, марблит можно применять для внутренней отделки, устройства подоконников, при­лавков и т. п.

Стеклянная плитка может быть получена по различным технологи­ям и различных размеров.

Стеклянная эмалированная плитка получается нанесением на пря­моугольные плитки из стекла размером от 100 х 100 до 200 х 200 мм глазури (эмали) с последующей термообработкой для ее закрепления.

Плитки стеклянные коврово-мозаичные (размером 20 х 20 и 25 х 25 мм) изготовляют прокатом из цветной глушеной стекломассы рифленым валком. Полученную ленту разламывают на плитки, которые лицевой стороной наклеивают на крафтбумагу. Получившиеся ковры исполь­зуют при устройстве облицовки (см. § 5.4).

Смальта — кусочки цветного глушеного стекла неправильной фор­мы размером около 20 мм; получают разламыванием более крупных плиток. Смальту используют для изготовления художественных моза­ичных панно.

Стеклокристаллит, стеклокремнезит и другие виды отделочных плиток. Их получают спеканием до полной монолитизации смеси гранул стекла, горных пород и т. п. на стекольной или керамической связке. Эти материалы имеют свойства, характерные для стекломате-риалов, хотя технология их получения ближе к керамической.

Декоративная крошка из цветного стекла «эрклёз» используется для получения декоративных бетонов методом втапливания крошки в поверхность свежеотформованного бетона.

6.6. ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТЕКЛА

Из стекла изготовляют широкую номенклатуру изделий: стеклопа-кеты, стеклоблоки, стеклопрофилит, кровельные волнистые листы, дверные полотна и др.

Стеклопакеты — наиболее распространенный вид изделий из стек­ла. Получают стеклопакеты из двух (одинарный стеклопакет) или трех (двойной стеклопакет) листов стекла, герметично соединенных между собой по контуру. Между листами стекла находится прослойка из

сухого воздуха или инертного газа (рис. 6.3). Соединение листов в стеклопакет может осущестататься склейкой, пайкой или сваркой.

Стеклопакеты применяют для остекления окон и других световых проемов. Использование стеклопакетов имеет существенные преиму­щества перед обычным остеклением листовым стеклом, так как они не запотевают, не замерзают и не нуждаются в протирке внутренних поверхностей. Стеклопакеты имеют низкую теплопроводность, а зву­копроницаемость окон со стекопакетом в 2...3 раза ниже обычных.

Эффективное применение стеклопакетов возможно в комплексе с решением проблемы качества рам и оконных коробок. Так, использо­вание алюминиевых и пластиковых рам и коробок исключает потери тепла через неплотности окна.

Стеклянные блоки целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо получить светопрозрачную ограждающую конструкцию с хорошими тепло- и звукоизоляционными характеристиками.

Стеклоблоки (рис. 6.4) вырабатываются из горячей стекломассы на пресс-автоматах, формующих половинки блоков, а затем сваривающие их. При остывании в блоках образуется радряжение, обеспечивающее хорошие изоляционные свойства. Внутренняя поверхность блоков имеет рифление, сообщающее блоку светорассеивающие свойства.

Размеры стеклоблоков от 200 х 200 до 400 х 400 мм при толщине до 100 мм. Блоки могут быть бесцветными и цветными. Светопропускание блоков — 50...60 %. Коэффициент теплопроводности — 0,4...0,45 Вт/(м • К), т. е. почти в 2 раза ниже, чем у кирпича. Кроме обычных блоков изготовляют двухкамерные (с перегородкой, уменьшающей теплопро­водность блока почти в 1,5 раза) и светонаправленные (со специальным рифлением, дающим направленный поток света).

Стеклянные блоки применяют в стеклобетонных самонесущих конструкциях, схема устройства которых лана на пис 6 5

Стеклопрофилит — длинноразмер-ные (до 5 м) профилированные элементы из стекла, изготовляемые методом гори­зонтального проката. Стеклопрофилит может быть коробчатого и таврового (П~ образного) профиля. Его применяют так же, как и стеклянные блоки для устрой­ства светопрозрачных ограждений (на­ружных стен и перегородок) в про­мышленных зданиях, выставочных и спортивных залах и т. п. (рис. 6.6). Уста­навливают стеклопрофилит в металличе­ских обоймах с пластиковыми или рези­новыми уплотнителями.

Стеклянные трубы благодаря высо­кой химической стойкости, гладкости поверхности и прозрачности с успехом соперничают с металлическими. В ряде областей (например, химическая и пи­щевая промышленность) их применение предпочтительнее. Пропускная способ­ность стеклянных труб на 5... 10 % выше, чем стальных при одинаковом диаметре. Основной недостаток стеклянных труб

— хрупкость и низкая термостойкость

(допустимый перепад температур 50° С). Стеклянные трубы используют как в вакуумных, так и в напорных (до 0,7 МПа) сетях.

■ Стекловолокно получают путем продавливания стекольного распла­ва через тончайшие фильеры (отверстия в твердых материалах) с последующей вытяжкой и намоткой на бобины. Диаметр волокна — 3...100 мкм, длина — до 20 км (для непрерывного волокна). Более корот­кие (1...50 см) штапельные волокна получают раздувом расплава паром. Из стекловолокна получают стеклянные ткани и стекловойлок, которые используют как армирующий компонент при производстве стеклопла­стиков или в качестве основы в рулонных кровельных и гидроизоляци­онных материалах (например, стекяоизол, етеклорубероид).

Пеностекло — блоки из вспученного в момент нахождения в рас­плавленном состоянии стекла. По структуре и свойствам пеностекло напоминает вулканическую пемзу и используется как теплоизоляци­онный материал (подробнее см. § 17.2).

6.7. СИТАЛЛЫ И ШЛАКОСИТАЛЛЫ

Ситаллы — стеклокристаллические материалы, получаемые путем направленной частичной кристаллизации стекол. Структура ситаллов напоминает микробетон, где наполнителем являются кристаллы, а вяжущим — прослойки стекла. Доля стеклофазы в ситаллах обычно 20...40 %. Кристаллическая фаза состоит из микрокристаллов размером около 1 мкм. Благодаря такому строению ситаллы сохраняют в себе многие положительные свойства стекла, в том числе и его технологич­ность, но лишены его недостатков: хрупкости, низкой термостойкости.

Сырье для производства ситаллов такое же, как и для стекла, но в расплав вводятся вещества-модификаторы, обеспечивающие направ­ленную кристаллизацию.

Для строительных целей весьма перспективны шлакосшпаллы, по­лучаемые на основе металлургических шлаков и модификаторов — CaF₂, TiO₂ и др. У шлакоситаллов очень высокая прочность (Д;_Ж = =300...600 МПа; Д_13Г⁼ 90...120 МПа), износостойкость и химическая стойкость. По долговечности шлакоситатл может конкурировать с природными каменными материалами (гранит, габбро и т. п.).

Применение шлакоситаллов перспективно для химической про­мышленности (трубы, плитки, детали насосов), в гидротехнике (для облицовки турбинных камер, водосливов), в дорожном строительстве и т. п.

Из горных пород и металлургических шлаков методом литья из расплавов можно получить разнообразные строительные материалы с высокими эксплуатационными свойствами.

Сырье. В качестве исходного сырья для производства каменного литья применяют магматические (базальт, диабаз) и осадочные (доло­мит, известняк, песок) горные породы. Первые дают темноокрзшенные изделия, а вторые — светлоокрашенные. Для получения каменного литья возможно использование металлургических шлаков; особенно эффективно их использование в огненно-жидком состоянии.

Производство литых каменных изделий начинается с подготовки и плавления (1400...1500° С) сырьевой шихты. Полученный расплав вы­ливается в формы и подвергается медленному охлаждению для прохож­дения кристаллизации. С целью ускорения кристаллизации вводят добавки-минерализаторы, служащие центрами кристаллизации. По­следняя операция — отжиг — второй этап медленного охлаждения, проводимый для снятия внутренних напряжений.

Свойства каменного литья. Изделия из каменного литья по своей однородности и техническим свойствам превосходят природные ка­менные материалы.

Плотность каменного литья 2700...3000 кг/м³; пористость — не более 1...2 %; поры замкнутые, что обеспечивает нулевое водопогло-щение и высочайшую морозостойкость.

Прочность при сжатии составляет 200...250 МПа, при изгибе — 30...50 МПа, твердость 6...7 (по шкале Мооса), износостойкость очень высокая. Для каменного литья характерна очень высокая и универ­сальная химическая стойкость.

Применение. Литые каменные изделия используют для облицовки конструкций, подвергающихся серьезным агрессивным воздействиям: многократному замораживанию-оттаиванию, интенсивному истира­нию, воздействию химически агрессивных веществ и т. п. Поэтому основными видами литых каменных изделий являются облицовочные плитки, брусчатка для мощения дорог, мелющие тела и облицовка для

мельниц, трубы. Диэлектрические свойства каменного литья исполь­зуются в производстве электроизоляционных изделий.

Каменное литье светлых тонов применяют как материал для обли­цовки уникальных зданий и сооружений, а также для изготовления архитектурных деталей и скульптуры.

Контрольные вопросы

1. Что называют стеклами? 2. Какие главнейшие оксиды входят в состав стекла? 3. Каковы главнейшие свойства стекла? 4. Как ползают листовое стекло? 5. Назовите отделочные материалы из стекла. 6. Что такое ситаллы? 7. Каковы области применения изделий из каменного литья?

ГЛАВА 7. МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ 7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

Металлы — кристаллические вещества, характеризующиеся высо­кими электро- и теплопроводностью, ковкостью, способностью хоро­шо отражать электромагнитные волны и другими специфическими свойствами. Свойства металлов обусловлены их строением: в их кри­сталлической решетке есть не связанные с атомами электроны, которые могут свободно перемещаться.

В технике обычно применяют не чистые металлы, а сплавы, что связано с трудностью получения чистых веществ, а также с необходи­мостью придания металлам требуемых свойств.

Сплавы — это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов. Сплавы обладают всеми характерными свой­ствами металлов. В строительстве применяют сплавы железа с углеро­дом (сталь, чугун), меди и олова (бронза) и меди и цинка (латунь) и др. На практике термин «металлы» распространяют и на сплавы, поэтому далее он относится и к металлическим сплавам.

Применяемые в строительстве металлы делят на две группы: черные и цветные.

Кчерным металлам относятся железо и сплавы на его основе (чугун и сталь).

Сталь — сплав железа с углеродом (до 2,14 %) и другими элемен­тами. По химическому составу различают стали углеродистые и леги­рованные, а по назначению — конструкционные, инструментальные и специальные.

Чугун — сплав железа с углеродом (более 2,14 %), некоторым коли­чеством марганца (до 2 %), кремния (до 5 %), а иногда и других элементов. В зависимости от строения и состава чугун бывает белый, серый и ковкий.

Химическое соединение железа с углеродом — карбид железа, в котором содержится 6,67 % углерода, называют цементитом. Цементит хрупок и имеет высокую твердость. Чем больше цементита в сплаве, тем он более твердый и хрупкий. В некоторых случаях (например, в присутствии больших количеств кремния) цементит не образуется, а углерод выделяется в виде графита (в сером чугуне).

В сталях и чугунах феррит, аустенит и цементит существуют в виде механических смесей. Иными словами, сталь и чугун — поликристал­лические материалы, свойства которых зависят как от химического состава (количества железа, углерода и других примесей), так и от структуры (типа и размера кристаллов). Например, при нагревании до температуры выше 723° С твердая и прочная углеродистая сталь, со­стоящая из смеси феррита и цементита, становится мягкой и прочность ее падает, так как смесь феррита и цементита переходит в аустенит — раствор углерода в у-железе. На этом основана горячая обработка (прокат, ковка) углеродистых сталей. Этим же объясняется резкое падение прочности стальных конструкций при нагреве во время пожа­ра.

Дата добавления: 2014-12-16