Навигация
5.2 Свойства стекла
Силикатные стекла отличаются необычным сочетанием свойств, высокой прочностью и ярко выраженной хрупкостью, светопроницаемостью и химической стойкостью. Все это объясняется спецификой состава и строения стекла.
Плотность стекла для обычных строительных стекол составляет 2400...2600 кг/м3.
Прочность стекла при сжатии высокая – 900…1000 МПа, т.е. почти как у стали и чугуна. В диапазоне температур от –50 до + 70˚С прочность стекла практически не изменяется.
Стекло при нормальных температурах отличается тем, что у него отсутствуют пластические деформации. При нагружении оно подчиняется закону Гука вплоть до хрупкого разрушения. Модуль упругости стекла Еу= (7...7,5) ∙ 104 МПа.
Хрупкость – главный недостаток стекла. Основной показатель хрупкости – отношение модуля упругости к прочности при растяжении Eу/Rp. У стекла оно составляет 1300...1500 (у стали 400...460). Твердость стекла в зависимости от химического состава находится в пределах 5…7 по шкале Мооса. Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием (прозрачностью), светопреломлением, отражением, рассеиванием и др. Обычные силикатные стекла, кроме специальных, пропускают всю видимую часть спектра (до 88...92 %) и практически не пропускает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Показатель преломления строительного стекла (n=1,50...1,52) определяет силу отраженного света и светопропускание стекла при разных углах падения света. При изменении угла падения света с 0 до 75° светопропускание стекла уменьшается с 90 до 50%. Теплопроводность стекла составляет 0,6...0,8 Вт/(м · К), что почти в 10 раз ниже, чем у аналогичных кристаллических материалов. Например, теплопроводность кварца –7,2 Вт/(м ∙ К).
Коэффициент линейного температурного расширения (КЛТР) стекла 9∙10-6 К-1. Относительно малая термостойкость (способность выдерживать резкие перепады температур) обычного стекла – 70...90°С. Звукоизолирующая способность. Стекло толщиной 1см по звукоизоляции приблизительно соответствует кирпичной стене толщиной 12см.
Химическая стойкость силикатного стекла – одно из самых уникальных его свойств. Стекло хорошо противостоит действию воды, щелочей и кислот (за исключением плавиковой и фосфорной). Это объясняется тем, что при действии воды и растворов из наружного слоя стекла вымываются ионы Na+ и Са++ и образуется химически стойкая пленка, обогащенная SiO2. Эта пленка защищает стекло от дальнейшего разрушения.
5.3 Листовое стекло и стеклянные изделия
Листовое оконное стекло вырабатывается шести марок толщиной 2; 2,5; 3; 4; 5 и 6 мм. Ширина листов – 250...1600 мм, длина – до 2200 мм. Масса 1 м2 – 2...5 кг. Светопропускание – не менее 87 %. К дефектам оконного стекла относятся газовые включения (пузырьки), свиль и «полосность» (неровность поверхности).
Витринное стекло – листовое стекло толщиной 6...10 мм и размерами до 3500х6000мм. Витринное стекло, как правило, выпускают полированным.
5.4 Каменные и шлаковые литые изделия
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.
Сырьё для производства ситаллов такое же, как и для стекла, но в расплав вводятся вещества-модификаторы, обеспечивающие направленную кристаллизацию.
Для строительных целей весьма перспективны шлакоситаллы, получаемые на основе металлургических шлаков и модификаторов – СаF2, TiO2, и др. У шлакоситаллов очень высокая прочность (Rсж = 300...600 МПа; Rизг = 90...120 МПа), износостойкость и химическая стойкость. По долговечности шлакоситалл 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. Исходным сырьем служат магматические (базальт, диабаз) и осадочные (доломит, известняк, песок) горные породы. Первые дают темноокрашенные изделия, а вторые – светлоокрашенные. Для получения каменного литья возможно использование металлургических шлаков; особенно эффективно их использование в огненно-жидком состоянии.
Производство литых каменных изделий начинают с подготовки и плавления (1400...1500°С) сырьевой шихты. Полученный расплав выливают в формы и подвергают медленному охлаждению для прохождения кристаллизации.
Плотность каменного литья 2700...3000 кг/м3; пористость – не более 1...2%; поры замкнутые, что обеспечивает нулевое водопоглощение и высокую морозостойкость.
Прочность, при сжатии составляет 200...250 МПа, при изгибе – 30...50МПа, твердость 6...7 (по шкале Мооса). Для каменного литья характерна очень высокая и универсальная химическая стойкость. Литые каменные изделия используют для облицовки конструкций, подвергающихся: 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, труб.
Лекция 13. СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПЛАСТМАССЫ
Пластмассы состоят из полимеров, наполнителей, пластификатров, красителей и специальных добавок.
Они обладают высокой износостойкостью и прочностью, водостойкостью, декоративностью, электро-изоляционными свойстввами и др. Производство пластмасс высокотехнологично. Они легко поддаются формованию, литью и механической обработке.
Полимер выполняет роль связующего и определяет основные свойства пластмассы.
Наполнитель уменьшает расход полимера и придает пластмассе определенные свойства. Волокнистые и листовые наполнители являются армирующими наполнителями, существенно повышающими прочность и модуль упругости пластмасс. Так, стеклопластики, бумажно-слоистые пластики очень прочные и легкие конструкционные материалы.
Пластмассы с большой пористостью называют пенопластами. Они обладают хорошими теплоизоляционными свойствами.
Пластификаторы – вещества, повышающие эластичность пластмасс. Например, жесткий поливинилхлорид в линолеуме пластифицируется слаболетучими вязкими жидкостями (диоктилфталатом, трикрезилфосфатом и др.). Пластификаторы также облегчают переработку пластмасс, снижая температуру перехода в вязкопластичное состояние.
Пигменты минеральные и органические придают заданный цвет пластмассовым изделиям.
Стабилизаторы и антиоксиданты повышают стойкость пластмасс при действии солнечного света и кислорода воздуха.
Отвердители и вулканизаторы используют при отверждении жидких олигомеров или сшивки макромолекул термореактивного полимера. В ряде случаев отвердителями могут служить кислород или влага. Готовые полимеры и материалы на их основе в большинстве своем безвредны. При сжигании полимеры разлагаются с выделением токсичных низкомолекулярных продуктов. Пластмассы на основе термопластичных полимеров могут использоваться вторично, но это не решает полностью проблемы утилизации пластмасс. Один из вариантов решения этой проблемы – получение биологически разлагаемых полимеров.
Рис.13.1. Схема вальцевания:
а – загрузка массы; б – вальцевание; в – переход массы на один валок; г – срез массы с валка; 1, 3 – валки; 2 – вальцуемый материал; 4 - нож
Похожие работы
... (рисунок 1). Светопропускание - не менее 65%, светорассеивание - около 25%, коэффициент теплопроводности - 0,4 Вт/(м · °С). Панели из профильного стекла (стеклопрофилит). Отечественной промышленностью освоен выпуск профилированных стеклянных изделий больших размеров. Подобные изделия имеют коробчатый, ковровый, ребристый и другие профили и используются для монтажа светопропускающих перегородок и ...
... породу - гипсовый камень. Ангидрит - CaSО4 - имеет среднюю плотность 2,9-3 г/см3, твердость - 3-3,5, строение - кристаллическое. При насыщении водой переходит в гипс. 7. Классификация горных пород по происхождению Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: рваный камень в виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), изделия ...
атограф. Одна термопара около исслед.обраца, др. у эталона (не испытывает фаз.превращ-й), t можно опред-ть с точностью до 0,1°. 5) Спектрал.анализ-физич.м-д качеств. и количеств.анализа в-в, основанный на изучении их спектров. ИК-спектроскопия-один из м-дов. Она основана на взаимодействии исслед.в-ва с ИК-излучением. ИК-спектры связаны с колебат.эн-гией атомов и эн-гий вращ-я молекул. Они явл-ся ...
варов. В виде пленки его широко используют для упаковки различных товаров, в сельском хозяйстве и строительстве. Приборы для окон и дверей. Приборы для окон и дверей по назначению подразделяют на приборы установочные, запорные и замки. Каждый вид приборов и приспособлений подразделяют по материалу, назначению, способу изготовления, способу крепления, конструкции, наличию дополнительных ...
0 комментариев