47. Технологія виготовлення й властивості скла.

Технологія виготовлення скла передбачає такі операції та процеси: обробку сировинних матеріалів (подрібнення, розмелювання крупних кусків, сушіння вологих матеріалів, класифікацію дисперсних матеріалів); виготовлення скляної шихти (дозування й перемішування компонентів); скловаріння; формування із скломаси матеріалів та виробів, механічну, термічну й хімічну обробку виробів для підвищення експлуатаційних властивостей.

Листове скло – основний вид скловиробів, що використовується в будівництві та поділяється за способом виробництва на: витягувальне, отримане вертикальним витягуванням виробів із скломаси на машинах ВВС (рис. 49); прокатне, що виготовляється прокатом скломаси в стрічку прокатними валками; полірування, що виготовляється методом термічної поліровки (флюат-спосіб).

Найбільш широкого розповсюдження отримало виробництво листового скла способом витягування (рис. 50). Вихідні сировинні матеріали проходить попередню підготовку. Вапняк і доломіт сушать і подрібнюють. Найбільш складній підготовці піддається пісок, який складає основну масу шихти. Якість піску визначає якість скла та виробів. Його сушать і очищають від сторонніх домішок. Для видалення із піску домішок заліза використовують промивання, обробку хімічними реагентами, флотацію та магнітну сепарацію.

Перемішування компонентів шихти виконують у тарільчастих змішувачах. На отримання однорідної шихти впливає певний вміст вологи. При недостатній кількості вологи перемішування ускладнюється, а готова шихта може розшаровуватись. Вологість шихти повинна бути 4...6 %. Готову шихту подають у ванну скловарильну піч.

Утворена в печі скломаса є напівфабрикатом, із якого формують листове скло, в основному вертикальним витягуванням.

Флюат-спосіб (спосіб термічної поліровки) – це новий високопродуктивний і економічний спосіб виробництва полірувального скла, який протягом короткого часу отримав поширення в багатьох країнах (рис. 51). Він забезпечує високу продуктивність і якість продукції.

Особливість способу полягає в горизонтальному формуванні стрічки скла на поверхні розплавленого олова. Скломаса із ванної печі направляється по каналу в лоток, з якого стікає на розплавлене олово і розтікається по його поверхні, утворюючи стічку товщиною близько 6,3 мм. Під час руху по поверхні розплавленого олова (довжина ванни з розплавленим оловом 45 м ) стрічка охолоджується від 900…1000 до 600…700 ⁰С. Охолоджена стрічка відокремлюється від поверхні олова, через вікно виходить із ванни і по транспортним роликам поступає в елекричну відпалювальну піч.

48.Види скла та вироби з нього. Склокристалічні матеріали. Ситали, кам’яне литво

Основним видом продукції промисловості з виробництва скляних виробів є листове скло, яке виготовляють неполірованим та полірованим, відпаленим та загартованим, прозорим та кольоровим, плоским, хвилястим, гнутим.

Віконне скло виготовляють у вигляді листів товщиною 2..6 мм та розмірами від 250х250 до 2000х2200 мм. В нього запресована металева сітка. Його застосовують для улаштування ліхтариків, перегородок, огороджень балконів – тут потребується підвищена механічна міцність та безпека.

Скляні блоки – виготовляються квадратними і прямокутними із безбарвного або кольорового скла. Конструкції із склоблоків створюють м’яке розсіяне освітлення і мають високу тепло- та звуко- ізоляційну здатність.

Склопакети – вироби з двох або трьох шарів листового скла, між котрими є герметичні повітряні прошарки. Віконні блоки із пакетного скла мають кращі показники ніж у звичайного у подвійній оправі. Разом з тим їх застосування приводить до суттєвої економії лісних матеріалів.

Склопрофіліти – профільне скло швелерного або коробчатого перерізу – хар-ся високою механічною міцністю, може служити для скління огороджень і самонесучих стін, для улаштування в середині них перегородок, віконних пройомів та прозорих плоских покрівель.

Скляні труби – служать для улаштування трубопроводів, які транспортують хімічні агресивні рідини, гази , харчові продукти, сипкі та інші матеріали. Вони не підлягають корозії і пропускна здатність їх на 22% більша, ніж чавунних, і на 6,5% більш висока, ніж сталевих, при умовах рівного внутрішнього тертя.

Скловолокнисті матеріали - виготовляють із скляного волокна. Розрізняють волокно неперервне та штапельне( довжина біля 50 см). Вони мають високу міцність при розтягненні(200-400 МПа), відносно невелику середню густину, високі діелектричні і звукоізоляційні властивості, стійкість проти зімічного та біологічного впливу.

До склокристалічних матеріалів належать ситали, шлакоситали та кам’яне литво. Спільною ознакою цих матеріалів є наявність як кристалічної, так і скловидної фаз у їхній структурі, що забезпечує високі механічні властивості, термічну та антикорозійну стійкість, низьку стиранність тощо.

Ситали – продукти кристалізації стекол. Процес виготовлення ситалів включає отримання стекол певного складу, формування із нього виробів та спеціальну термообробку.

Ситали отримують із тих же природних матеріалів, що і скло, і спеціальних добавок, але до чистоти сировини ставлять дуже високі вимоги.

Вироби із ситалів отримують методом витягування, прокатом і пресуванням. Порівняно із виробництвом виробів із скла їх отримання вимагає додаткової термічної обробки, в процесі якої проходить перехід скла в склокристалічний стан.

Ситали володіють високою міцністю (до 50 МПа) і високою стійкістю до хімічних і теплових навантажень. Вони мають хороші діелектричні властивості. На їх основі отримують конструкційні та опоряджувальні матеріали для промислового і цивільного будівництва, а також різні клеї для металу, скла, кераміки.

Шлакоситали виготовляють із шихти, яка включає (% за масою): доменний шлак – 50...65, кварцовий пісок – 20...40, глину – до 12, сульфат натрію – 4...6 і каталізатори кристалізації – 1…2. За структурою шлакоситал – це матеріал який складається із 60…70 % кристалічної і 30…40 % скловидної фази.

Шлакоситали широко використовують у будівництві: для підлог промислових і громадських будівель, декоративного і захисного облицювання зовнішніх і внутрішніх стін, перегородок, цоколів, футеровки будівельних конструкцій, що підлягають хімічній агресії або абразивному зношуванню, покрівельних покриттів і т.д.

Сировиною для кам’яного лиття служать гірські породи, переважно основні базальти і діабази, що володіють пониженою в’язкістю в розплавах. По хімічному складу базальти більш постійні, а кам’яне лиття із них володіє високою стійкістю та міцністю при стиранні.

Вироби із кам'яного литва випускають у вигляді плоских та вигнутих плиток, деталей жолобів, труб, штуцерів. Литі вироби світлих тонів застосовують як облицювальний матеріал (плитки, цоколі, тощо), архітектурні деталі, а також в інших галузях промисловості.

49. Загальні відомості про теплоізоляційні матеріали. Способи поризації матеріалу.

Теплоізоляційними називають матеріали, які мають низьку теплопровідність і призначені для теплової ізоляції будівельних конструкцій, промислового обладнання та трубопроводів. Застосування теплоізоляційних матеріалів дозволяє знизити масу огороджувальних та несучих конструкцій, витрати палива й електроенергії.

Теплоізоляційні матеріали класифікуються за щільністю і призначенням, будовою, видом основної сировини, формою та зовнішнім виглядом.

Середня густина є найважливішим показником теплоізоляційних матеріалів. В залежності від середньої густини їх розподіляють на марки: 15, 25, 35, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700.

Міцність теплоізоляційних матеріалів звичайно дорівнює 0,1...1,5 МПа, а теплоізоляційно-конструкційних – 3,5 МПа та більше. Більш високу міцність мають матеріали з рівномірно розподіленими дрібними порами та армовані різними волокнами.

В залежності від сировини теплоізоляційні матеріали бувають органічними та неорганічними.

За призначенням теплоізоляційні матеріали класифікують на власне теплоізоляційні (для утеплення будівельних конструкцій), теплоізоляційно-конструкційні (одночасно несучі, огороджувальні та утеплювальні конструкції), теплоізоляційно-монтажні (для теплової ізоляції трубопроводів і промислового обладнання), також спеціальні теплогідроізоляційні матеріали.

За структурою теплоізоляційні матеріали розподіляються на зернисті (сипкі), ніздрюваті та волокнисті.

Властивості теплоізоляційних матеріалів обумовлені їх високою пористістю. Показниками якості цих матеріалів є теплопровідність та середня густина, також міцність, хімічна, водо- та біостійкість, вогне- та термостійкість, газо- й паронепроникність, акустичні властивості.

Теплопровідність теплоізоляційних матеріалів дорівнює 0,029...0,21 Вт/(м·°С). Для матеріалів з високою пористістю вона є близькою до теплопровідності повітря (0,025 Вт/(м·°С)) і зменшується із зменшенням розмірів пор. Теплопровідність матеріалів знижується з ускладненням хімічного складу та при аморфній структурі, а зростає з підвищенням вологості і температури матеріалів. Деяким орієнтиром про величину теплопровідності є середня густина матеріалу.