Стекло и его свойства. Технология производства стекла

Керамические изделия для кровли. Санитарно-технические кер. изделия.

Глиняная черепица - кровельный материал, получаемый из легкоплавких глин путем пластического формования (ленточная) или прессования (штампованная) с последующей сушкой и обжигом. Выпускают черепицу нескольких видов: пазовую штампованную; прессованную плоскую и коньковую.

Черепица характеризуется высокой прочностью и огнестойкостью. Она должна выдерживать нагрузку, морозостойкость. Кровля из нее не требует частых ремонтов. Недостатком черепичной кровли является ее большая масса, необходимость устройства значительных уклонов для стока воды, а также трудоемкость возведения.

Санитарно-технические изделия - раковины, умывальники, унитазы, смывные бачки и другие - изготовляют в основном из беложгущихся фарфоровых, фаянсовых и полуфаянсовых масс.

Фарфором называют плотный керамический материал белого цвета,, получаемый обжигом сырьевой смеси, в состав которой входят огнеупорная глина, каолин, полевой шпат, кварц и фарфоровый бой. Из него можно изготавливать тонкостенные изделия.

Поверхность изделий покрывают глазурью. Фарфор отличается от фаянса большей плотностью и прочностью. Полуфарфор по своим свойствам занимает промежуточное положение между фаянсом и фарфором.

Санитарно-технические керамические изделия обычно получают методом литья жидкой массы (шликера) в гипсовые формы с последующим высушиванием и обжигов изделий. Обжиг может быть одно- или двухразовый. Для придания санитарно-техническим изделиям водонепроницаемости их покрывают глазурью. Глазуровочный состав наносят на отформованные изделия после сушки или первого обжига. При обжиге глазурь оплавляется и покрывает изделие тонкой блестящей пленкой.

Стекло представляет собой находящуюся в застывшем состоянии жидкость. Это - аморфное вещество, которое не обладает в твердом состоянии свойствами кристаллического вещества. Основными компонентами, образующими стекло, являются: кварцевый песок (69-74 %); сода (12-16 %); известняк и доломит (5-12 %) и в небольших процентных соотношениях некоторые другие компоненты. Кроме основных сырьевых компонентов можно вводить различные добавки, например, окрашивания стекла в желаемый цвет или для изменения других свойств стекла Флоат-метод был разработан в 1959. При этом процессе, стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг. Преимуществами этого метода по сравнению со всеми предыдущими является:стабильная толщина стекла.высокое качество поверхности стекла, не требующее дальнейшей полировки.отсутствие оптических дефектов в стекле.высокая производительность.Придавая стеклу определенные свойства (создавая различные типы стекол) можно влиять на проникновение в помещение того или Шихта (смесь, например, из 7 компонентов - песок, доломит, мел, сода, глинозем, технические добавки и стеклообои) в виде однородного порошка засыпается в эту ванну. Горелки разогревают ее до 600-800 градусов. Порошок плавится - получается пенистый непрозрачный расплав, пронизанный пузырьками газа. Расплав движется к противоположному краю бассейна, постепенно нагреваясь до 1100-1200 градусов. При таких температурах заканчивается процесс силикатообразования. Постепенно начинается стеклообразование. Потом состав выравнивается. Масса становится однородной. Причем скорость стеклообразования почти в 10 раз ниже скорости силикатообразования. Но вот этот участок пройден. Температура поднялась выше 1400 градусов, наступил процесс осветления. Все газообразные включения должны улетучиться. Иначе мы получим испорченное стекло.

27.Листовое стекло: 1)Оконное.Листы тол-щиной 2; 2,5; 3; 4; 5; 6 мм. Сорт зависит от наличия дефектов (свиль, пузырь). Свето-пропускание: до 90%.2)Витринное.Толщ. 5 - 12 мм (5 - 6 мм – неполирован. оконное, 7-12 мм –полирован.). Светопропуск. 75%.3)Закалённое. Прочность при ударе в 10 раз выше обычной, при изгибе - в 8 раз. Безопасное - при повреждении рассыпается без острых углов. Применяют для устройства витрин, дверей, перегородок, в производстве стеклянной мебели.4)Светорассеивающее: узорчатое - получают методом проката на гравировальных вальцах; матовое - на пескоструйных машинах. Через трафарет м. получать рису-нок.5)Армированное – методом проката запрессованной металической сетки. Бывает плоское и волнистое.6)Теплопогло-щающее - поглощает до 75% инфракрасных лучей, за счёт содержания оксидов железа, никеля, обальта.7)Увиолевые – пр-опускают до 75% ультрафиолетовых лучей, т. к. практически не содержат оксида железа, титана, хрома.8)Термостойкие - боросиликатные, содержат оксиды рубидия, лития. К-т темпер. расширения в 2 раза меньше, чем у силикатного стекла. Выдерживает т-ру до 200’С.9)Электропроводящие - изг-ся с помощью напыления солей метал. серебра с послед. нагревом до 500 - 700?С. Такое стекло не запотевает. Если в сост. напыления введ. люминофоры, получ. отражающее стекло.

28.Облицовочное стекло. Получают нанесением керамич. эма-ли или применяя глушёное стекло. В 1-ом случае м-л наз-ся сте-малит, во 2-ом - марблит. Стеклянные эмалированные плитки получают из отходов листового стекла, размер 150х150, нано-сится слой эмали. Стеклянные мозаики - это плитки из цветного стекла 20х20. Смальта - запрессованная в горяч.состоянии м-ду двумя слоями стекла разноцвет. фольга. Зеркала получ. нанес. тонкого слоя серебра или алюминия, закрепл. асфальт. лаком.

29 Стеклокристаллич. м-лы (ситалы). Если изг-т из шлаковых расплавов, то это шлакоситалы, если из стекл. - просто ситалы. Их получают путём направленной кристаллизации стёкол или шлаковых расплавов, протекающей во всём объёме отформован-ных изд-й. Объём кристаллических образований состт 5 - 10%, эти образования равномерно распределены в изделии. Кристал-лизацию осущ-т при термич. 2-стадийной обработке, причём на 1-ой стадии т-ра соответствует т-ре зарождения кристалла, на 2-ой - т-ре макс. скорости роста кристаллов. Крист-ция шлаков и стёкол становится возможной за счёт введения катализаторов кристаллизации, добавок флюоридов, фосфатов, циркония, ще-лочных и щелочно-земельных металлоав, к-е вв-ся в кол-ве 4 - 5%. По сравн. со стеклом, ситалы приобретают выс. мех. проч-ность, термостойкость, твёрдость, диэлектрич. свойства. При-мен. в дорожном стр-ве, космич. технике, гидротехнич. сооруж

30.31.Воздушные вяжущие способны затвердевать и длит. время сохр. прочн. только на воздухе. По химич. сост. они делятся на 4 группы:1)известковые вяж., состоящие, главным образом, из ок-сида кальция СаО;2) магнезиальные вяж., содержащие каустич-еский магнезит МgО;3) гипсовые вяжущие, основой кот. явл. су-льфат кальция;4)жидкое стекло - силикат натрия или калия (в виде водного раствора). Воздушн. известь - продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломи-та с со-держанием глины не более 6 %.Известняк обжигают чаще всего в шахтных печах, в которые известняк поступает в виде кусков размером 8-20 см; обжиг мелких кусков известняка может про-изводиться во вращающихся печах. Термическая диссоциация СаСО3 начинается при 900'С, в заводском производстве темпе-ратура обжига составляет 1100 - 1200'С в зависимости от плот-ности известняка и типа печи.В печи одновременно происходит подогрев, подсушивание загружаемого сверху известняка, его обжиг (декарбонизация) и охлаждение В пересыпных печах топ-ливо (кокс, антра-цит и т. п.) загружают слоями вперемежку с кусками известняка, поэтому к получающейся извести приме-шивается зола. В печах, работающих на газовом топливе (газо-вые), получ. «чистую» известь, к тому же они экономят ценное топливо (кокс и др.) Процесс декарбонизации При обжиге изве-стняка удаляется углекислый газ, составляющий 44 % массы СаСО3, поэтому комовая негашеная известь получается в виде пористых кусков, активно взаимодействующих с водой. Гаше-ние воздушной извести закл.в гидратации оксида кальция при действии воды СаО+ Н2О = Са (ОН)2+ 65,5 кДж. Воздушная из-весть отличается от других вяжущих веществ тем, что превра-щается в тонкий порошок при помоле, а также путем гашения водой. Громадная удельная поверхность частиц Са (ОН)2 обус-ловливает большую водоудерживающую способность и плас-тичность известкового теста.Известь применяется в виде строи-тельных растворов, т. е. в смеси с песком и другими заполните-лями. На воздухе известковый раствор постепенно отвердевает. Известковые р-ры твердеют медленно, сушка ускор. процесс их тверд. Для ускорения тверд. к извести добавл. цемент и гипс. Цемент и активные минеральные добавки повышают также во-достойкость известковых растворов.

Опр-ся к-т выхода бетона:

Рассчитанный и откор-

ректированный на проб-

В=0,55 - 0,75 ных замесах состав бетона выражают в относит. единицах по массе или по объёму 1:х:у:z.по массе: 1=Ц/Ц; x=П/Ц; у=Щ/Ц; z=В/Ц;по объёму: 1=Vц/Vц; х=Vп/Vц; у=Vщ/Vц; z=В/Ц

32.Низко- и высокообжиговые вяжущие

Гипсовые вяжущие вещества - сост.в основ-ном из полуводного гипса или ангид-рита воздушн. вяж., полу-чаемые тепловой обработкой сырья и помолом. Сырьем для по-лучения гипсовых вяжущих чаще всего служит горная порода - гипс, кот.состоит преимущественно из минерала гипса. Использ. и ангидрит СаSО4,отходы промышл.(фосфогипс - от перераб. природн. фосфатов в суперфосфат, борогипс и др.).В зависим. от темпер. тепловой обработки гипсовые вяж. в-ва подраздел. на 2 группы: низкообжиг. и высокообжиг.Низкообж. гипсовые вяж. получают теплов. обработкой прир. гипса при низких температурах (110 - 160'С). Они сост. в основн. из полу-водн. гипса, т.к. дегидратация сырья при указ. температ. приво-дит к превращ. двуводного гипса в полугидрит СаS04* 0,5Н2О:

Реакция дегидратации протекает с поглощением теплоты, для получения 1 кг полуводного гипса из двугидрата теоретически надо затратить 580 кДж.К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся: строительный, формовочный и высоко-прочный гипс.Высокообж. гипсовые вяжущие вещества изгото-вляют путем обжига гипсового камня при высокой температуре (600 - 900'С), поэтому они состоят преимущ. из ангидрита СаSО4, кот. частично подвергается термической диссоциации с образованием СаО. Небольшое количество оксида кальция в со-ставе вяжущего играет роль активизатора процесса химического взаимодействия ан-гидритового вяжущего с водой. Можно по-лучить ангидритовое вяжущее и без обжига (по способу П. П. Будникова) - помолом природного ангидрита с активизаторами твердения (известью, обожженным доломитом и т. п.). Высоко-обжиговый гипс (в отличие от строительного гипса) медленно схватывается и твердеет, но его водостойкость и прочность на сжатие выше (10 - 20 МПа), поэтому его применяют при уст-ройстве бесшовных полов, в растворах, для штукатурки и клад-ки, для изготовления «искусственного мрамора».

33.Магнезиальные вяжущие в-ва (каустический магнезит и каустический доломит) – тонкие порошки, главной составной частью кот. явл. оксид магния. Магнезиальное вяжущее полу-чают умеренным обжигом (при 750 – 850'С) магнезита (реже доломита). Магнезиальное вяжущее ча-ще всего затворяют водным рас-м хлорида магния (или других магне-зиальных солей). Это ускор. твердение и значительно повышает прочность, так как наряду с гидратацией оксида магния происх. образ. гидрохлорида магния ЗМgО•МgСl2•6Н2О. При затвор. водой оксид магния гидратируется очень медл.Магне-зиальное вяжущее относят к воздуш. вяж. в-вам. Оно отлич. высокой прочностью, достигающей при сжатии 60 – 100 МПа, хорошо сцепл. с деревом, поэтому его можно примен. для изгот. фибролита и магнезиально-опилочных (ксилолитовых) полов – монолитных и плиточных.

34.Жидкое стекло представл. собой коллоидный водный р-р силиката натрия или силиката калия, имеющий плотность 1,3 – 1,5 при содержании воды 50–70 %.Состав щелочных сили-катов выражается формулой R2О*mSiО2, где R – Nа или К; m – модуль жидкого стекла; m натриевого стекла составляет 2,6 – 3,5; m калиевого стекла – 3 – 4. Натриевое стекло варят из кварцевого песка и соды в стеклоплавильных печах, как обычное стекло, и когда расплав застывает, образуются твер-дые прозрачные куски с желтоватым, голубоватым или слабо зеленым оттенком, называемые силикатглыбой. Жидкое стек-ло получают, растворяя раздробленные куски силикатглыбы в воде при повышенной температуре и давлении 0,6 – 0,7 МПа.

Натриевое стекло применяют для изготовления иcлотоупорных и жароупорных бетонов, для уплотнения грунтов. Калиевое сте-кло, более, дорогое, применяют преимуществ. в силикатных красках.Жидкое стекло относят к воздушным вяжущим ввам. Силикаты натрия и калия в воде подверг. гидролизу с участием СО2 воздуха Nа2SiО3 + 2Н2О + СО2 = SiО2*2Н2О+ Nа2СО3. Выделяющийся гель кремневой кислоты SiO2*2Н2О обладает вяжущ. св-вами, а водный р-р имеет щелочн.реакцию. Для уско-рения твердеиия жидкого стекла к нему добавл. кремнефторид натрия, ускор. выпадение геля кремневой кислоты и гидролиз жидк. стекла. Кислотоупорный кварцевый цемент – это порош-кообразный материал, получ. путем совместного помола чисто-го кварцевого песка и кремнефторида натрия (возможно смеше-ние раздельно измельченных компонентов). Кварцевый песок можно заменить в кислотоупорном цементе порошком бештау-нита или андезита. Кислотоупорный цемент затворяют водным раствором жидкого стекла, которое и является вяжущим в-вом; сам же порошок вяжущими свойствами не обладает. Кислотоу-порный цемент применяют для изготовления кислотостойких растворов и бетонов, замазок. При этом берут кислотост. за-полн.: кварцевый песок, гранит, андезит.Прочность при сжатии кислотоупо-рн. бетона достигает 50 – б0 МПа. Будучи стойким в кислотах (кроме фтористоводородной,кремнефтористоводо-родной и фосфорной), кислотоупорный бетон теряет прочность в воде, а в едких щелочах разрушается.Из кислотоупорного бе-тона изготовляют резервуары, башни и другие сооружения на химических заводах, ванны в травильных цехах.Кислотоупор-ные растворы применяют при футеровке кислотоупорными пли-тками (керамическими, стеклянными, диабазовыми) железобе-тонных, бетонных и кирпичных конструкций на предприятиях химической промышленности.

35.Гидравлическая известь. Такую известь получ. обжигом в шахтных печах не до спекания (900 - 1100'С) мергелистых из-вестняков с содерж. глины 6 - 20 %.Полученную известь разма-лывают и применяют в виде порошка либо гасят в пушонку. В процессе обжига мергелистых звестняков после разложения кар-боната кальция (900 'С) часть СаО остается в свободном состоя-нии, а часть соединяется с оксидами SО2, А12О3 и Fе2Оз, вхо-дящ. в сост. глинистых минералов. При этом образ. низкооснов-ные силикатц, алюминаты и ферриты кальция, которые и при-дают извести гидравлические св-ва.Гидравлич. известь начинает твердеть на воздухе (в первые 7 сут) и продолж. твердеть и уве-лич. свою прочность в воде. Предел прочности при сжатии после 28 сут комбинированного хран. образцов из раствора 1: 3 по массе (7 сут во влажн. воздухе и 21 сут в воде): а) слабогид-равлической извести не менее 1,7 МПа; б) сильногидравличес-кой извести не ниже 5 МПа. Гидравлическая известь твердеет медленно: нач. схватыв.0,5 - 2 ч; конец 8 - 16 ч. Растворы и бето-ны на гидравлич.извести облад. удовлетворит.долговечностью в сухих и влажных условиях, поэтому ее примен.для изготовл. кладочных и штукатурных р-ров и бетонов невысоких марок и бетонных камней. Ее хранят в закрытых помещениях, при пере-возке предохраняют от увлажнения.Романцемент – гидравличес-кое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом обожжен-ных не до спекания (900'С) известняковых и магнезиальных мер-гелей, содержащих 25% и более глины.Образующиеся при об-жиге низкоосновные силикаты и алюминаты кальция придают романцементу гидравлические свойства.В романцементе нор-мального обжига нет свободной извести или она содержится в небольшом количестве (2 - 3 %).

37. Химический и минеральный состав портландцементного клинкера.

Химический состав клинкера характеризуется содержанием основных оксидов

Оксид кальция CaO……….		Оксиды щелочных металлов
Кремнезем SiO2…………...		Na2О+K2O.............................	0,4––1,0
Глинозем Al2O2……………		Оксид хрома и оксид титана
Оксид железа Fe2O3……….		TiO2+Cr2O3………................	0,2–0,5
Оксид магния MgO……….		Фосфорный ангидрид P2O5	0,1–0,3
Сернистый ангидрид SO3...

Минералогический состав клинкера. Перечисленные оксиды образуют силикаты, алюминаты и алюмоферриты кальция в виде твердых растворов. Силикаты – преимущественно в виде кристаллов, между которыми размещается промежуточное вещество, состоящее из алюминатов и алюмоферритов кальция в кристаллическом и аморфном виде.Относительное содержание этих минералов, %: трехкальце-вый силикат (алит) 3CaO · SiO₂ (C₃S)– –45–60; двухкальциевый силикат (белит) 2CaO · SiO₂ (C₂A) – 15–35; трехкальциевый алюми-нат 3СаО· Al₂O₃ (С₃А) –4–14; четырехкальциевый алюмоферрит (целит) 4CaO Al₂O₃Fe₂O₃(C₄AF) – 10–18.Кроме перечисленных в клин-кере имеется небольшое коли-чество других минералов: алю-минатов, алюмоферритов и фер-ритов кальция, а также оксида кальция СаО в количестве 0,5–1 % и оксида магния MgO – до 5% в свободном состоянии, щелочных оксидов Na₂O + K₂O – до 1 %.Свойства портландцементов оценивают по минералогическому составу клинкера.

Алит C₃S состоит из кристаллов размером 3–20 мкм, быстро твердеет, много выделяет тепла и имеет высокую прочность.Белит C₂S состоит из плотных округлых кристаллов размером 20–50 мкм. Он медленно твердеет и достигает высокой прочности через длительное время. Мало выделяет тепла.Трехкальциевый алюминат C₃А находится в клинкере в виде кубических кристаллов размером 10–15 мкм. Быстро гидратируется и твердеет, много выделяет тепла, имеет небольшую прочность, которая через 180 суток уменьшается до нуля. При этом обеспечивает начальную прочность цементного камня в результате образования крупных кристаллов гидросульфоалюмината кальция 3CaO· Al₂O₃·3CaSO₄·(31–32) H₂O. Он является причиной сульфатной коррозии цементного камня и понижает морозостойкость.Целит C₄АF по скорости гидратации занимает промежуточное положение между алитом и белитом, твердеет медленней, чем алит, и быстрее, чем, белит.Портландцементы с высоким содержанием в клинкере минерала С₃S и умеренным содержанием минерала C₃А быстро твердеют, такой состав характерен для быстротвердеющих портландцементов. Цементы с повышенным содержанием в клинкере минералов C₂S и C₄AF твердеют медленно и мало выделяют тепла. Это низкотермичные портландцементы.

Повышенное содержание в клинкере минерала C₃А позволяет получить быстросхватывающиеся и твердеющие в ранние сроки цементы.

38. Свойства портландцемента. К свойствам портландцемента относят - плотность и объёмную насыпную массу, тонкость помола, сроки схватывания, равномерность изменения объёма цементного теста и прочность затвердевшего цементного раствора.Тонкость помола характеризует степень измельчения цемента просеиванием через сита. Тонкость помола влияет на прочность цементного камня. Чем более тонко измельчён цемент, тем выше прочность цементного камня. В соответствии с требованиями тонкость помола должна быть такой, чтобы через сито №008 проходло не менее 85% от всей навески портландцемента. Удельная поверхность обычного портландцемента находится в пределах 2000-3000 см2/г и 3000-5000 см2/г - быстротвердеющих и высокопрочных цементов. Сроки схватывания цементного теста (цемент + вода) зависят от тонкости помола, минерального состава и водопотребности цемента. При этом водопотребность характеризуется количеством воды в процентах от массы цемента, необходимой для получения теста нормальной густоты 24-28%. Начало схватывания должно наступать не ранее 45 минут, а конец не позднее 12 часов. За начало схватывания принимают время, прошедшее от начала затворения цемента водой до начала загустевания цементного теста: а за конец - время от начала затворения теста до полной потери им пластичности. С повышением температуры схватывания цементного теста ускоряется, с понижением - замедляется. После схватывания, следует продолжительный процесс превращения цементного теста в цементный камень.

Дата добавления: 2015-04-24