- •Лекция №9 «Строительные материалы и изделия, основы технологии их производства»
- •1. Технологические особенности строительного комплекса. Общие сведения о производстве строительных материалов и изделий.
- •2. Классификация строительных материалов, их основные свойства
- •Керамика и её важнейшие потребительские свойства
- •Основы технологии керамики и изделий на ее основе
- •Общая характеристика ассортимента керамических изделий
- •Классификация строительных керамических материалов и изделий, требования к качеству согласно стандартам.
- •Основы технологии стекла и изделий на его основе
- •Маркировка, упаковка, условия поставки, транспортирования и хранения керамических изделий.
- •Стекло и его важнейшие потребительские свойства
- •Общая характеристика ассортимента изделий из стекла
- •Контроль качества бетонов.
- •1 Насыпной объемной массой называют массу единицы объема сыпучих кусковых материалов, включая объем межзерновых пустот, при условии свободной насыпки (без уплотнения).
Маркировка, упаковка, условия поставки, транспортирования и хранения керамических изделий.
Керамические материалы и изделия маркируются путем нанесения на тыльную сторону штампа несмываемой краской или оттиском при формовании с указанием наименования завода изготовителя и номера ГОСТа.
Санитарно-технические изделия, облицовочные плитки упаковывают по типам, размерам и сортам в ящики или решетки, а некоторые обертывают в бумагу и связывают в пачки шпагатом: фасадные плитки – по 10 шт., плитки для полов по 20 шт. глазурованные облицовочные плитки упаковывают в ящики-решетки, вес ящика не должен превышать 32 кг.
Крупные материалы (кирпич, камни) хранят на открытой площадке в штабелях и клетках. Кирпич укладывают в клетки по 250 шт. на ложковые стороны. Черепицу укладывают в деревянную тару на ребро по длине и хранят в закрытых помещениях.
Керамические трубы на складе готовой продукции укладывают горизонтальными рядами в штабеля, высотою не более 1,5 м, раздельно по диаметрам.
Керамические материалы и изделия транспортируют, как правило, на автомашинах или открытых вагонах. Для перевозки кирпича применяют поддоны. Другие материалы и изделия при перевозке укладывают на ребро, прокладывая ряды по высоте древесной стружкой. При этом они должны быть защищены от действия атмосферных осадков. При погрузке и разгрузке не допускается сбрасывания материалов и изделий.
4. Стекло и его важнейшие потребительские свойства. Основы технологии стекла и изделий на его основе. Общая характеристика ассортимента изделий из стекла. Классификация строительных изделий из стекла, требования к качеству согласно стандартам. Контроль качества, условия поставки, транспортирования и хранения изделий из стекла.
Стекло и его важнейшие потребительские свойства
Стекло - твердый аморфный прозрачный в той или иной области оптического диапазона (в зависимости от состава) материал, полученный при переохлаждении расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды Si, B, Al, P и т. д.) и оксиды металлов (Li, K, Mg, Pb и т. д.).
Изделия из стекла характеризуются высокой механической прочностью и твердостью, химической стойкостью, водо- и газонепроницаемостью, отличными оптическими свойствами.
Эти свойства обусловливают высокую долговечность стеклянных изделий в строительных конструкциях. Вместе с тем существенным недостатком изделий из стекла является их повышенная хрупкость, сложность механической обработки и опасность порезов и травм осколками стекла.
Хотя стеклянные изделия, как и керамические, являются одними из древних искусственных материалов, технология стекла в последнее время бурно развивается в направлении создания так называемых ситаллов, а также стекловолоконной оптики.
Основы технологии стекла и изделий на его основе
Технология стекла – наука и практика о совокупности технологических методов и последовательности выполнения процессов изготовления стекла и изделий на его основе.
Сырьевые материалы, используемые для производства стеклянных изделий, подразделяют на главные и вспомогательные.
Главные сырьевые материалы – это основные компоненты стекла: кремнезем (оксид кремния), глинозем (оксид алюминия), а также оксиды натрия, калия, кальция, магния и др. Главные сырьевые компоненты предопределяют потребительские свойства стекла и вводятся в стекломассу главным образом в виде природных соединений. В частности, кремнезем, являющийся основным стеклообразующим компонентом, вводится в стекломассу в виде специально подготовленного кварцевого песка.
Вспомогательные сырьевые материалы вводятся в стекломассу для придания стеклу особых свойств или улучшения технологии его производства. Вспомогательные сырьевые материалы по своему назначению подразделяют на следующие группы:
ускорители варки стекла – для снижения температуры процесса и увеличения скорости образования стекломассы (фтористые соединения),
осветлители – для освобождения стекломассы от газовых пузырей (хлористый натрий, селитра и др.),
обесцвечиватели – для предотвращения окрашивания стекла (селитра, сульфат натрия и др.),
глушители – для получения непрозрачного стекла (соединения фтора и фосфора),
красители – для окрашивания стекла в различные оттенки (соединения кобальта, хрома, марганца, урана, железа, серебра).
Кроме того, в состав шихты вводят также стеклобой.
Вне зависимости от вида и назначения стеклянных изделий в технологии стекла выделяют следующие основные стадии:
подготовка сырьевых материалов;
приготовление стекольной шихты;
варка стекла;
формообразование (выработка стекла);
термическая обработка.
Подготовка сырьевых материалов включает в себя следующие основные процессы: предварительное дробление, сушку, тонкое измельчение, классификацию по размерам частиц. Таким образом, на данной стадии используются преимущественно механические и тепловые процессы (см. разделы 4.2.1, 4.2.3).
Приготовление стекольной шихты включает в себя следующие основные процессы: дозирование исходных материалов, их тщательное перемешивание для получения однородной смеси исходных компонентов – шихты, брикетирование и гранулирование шихты. Благодаря этим процессам устраняется пыление и расслаивание шихты, ускоряется процесс варки стекла. Таким образом, на данной стадии используются преимущественно механические процессы (см. разделы 4.2.1).
Варка стекла (стекловарение) – основная и самая сложная стадия в производстве стекла, по своей сущности – это совокупность высокотемпературных химических процессов (см. раздел 4.3). Процесс варки стекломассы условно подразделяют на следующие этапы: силикатообразование, стеклообразование, гомогенизация, студка.
В ходе силикатообразования (при температуре около 4000С) начинаются химические реакции в твердой фазе с образованием плотного монолитного спёка.
При дальнейшем подъеме температуры (до 10000С) силикаты расплавляются, начинается стадия стеклообразования, в ходе которой образуется неоднородный, приобретающий прозрачность расплав исходных компонентов и продуктов их химического взаимодействия, а также выделяются газообразные продукты реакции, удаляемые из расплава. Удаление газовых пузырьков ускоряется путем введения осветлителей, перемешивания стекломассы, воздействия ультразвука.
На стадии гомогенизации (1400-16000С) обеспечивается химическая однородность стекломассы, получается стекло требуемого состава и свойств.
Студка представляет собой процесс охлаждения стекломассы до температур, при которых она имеет вязкость, оптимальную с точки зрения выбранного способа выработки изделий из стекла.
Варка стекла осуществляется в специальных стекловаренных печах периодического или непрерывного действия. Производительность современных стекловаренных печей может доходить до 600 т стекломассы в сутки, а их размеры – до 70 м длины, 10 м ширины и 1,5 м глубины. В качестве топлива в абсолютном большинстве случаев используется природный газ, подаваемый в пространство печи через специальные грелки.
Охлажденная до необходимой температуры выработки стекломасса поступает на стадию формования изделий. В зависимости от вида получаемой продукции в настоящее время используют следующие способы выработки стекла:
- вытягивание и прокат - например, производство листового стекла;
- прессование – например, производство сплошных изделий в заранее подготовленных пресс-формах;
- литье - например, производство полых изделий в литейных формах;
- выдувание – когда изделию форма придается с помощью сжатого воздуха;
- сварка – когда изделие состоит из двух и более деталей;
Кроме того, возможно комбинирование вышеперечисленных способов.
В последнее время для производства полированного листового стекла используют так называемый флоат-процесс, когда гладкая лицевая поверхность стекла формируется на поверхности расплавленного олова.
Таким образом, при формовании изделий из стекла используют сочетание механических и температурных воздействий с целью получения требуемой формы и размеров.
Термическая обработка является заключительной стадией в производстве изделий из стекла. В большинстве случаев стеклянные изделия подвергают отжигу – нагреву до температуры, которая на 200С ниже температуры размягчения стекла (400-6000С) и последующему медленному охлаждению. Отжиг снимает внутренние напряжения, возникшие в выработанном изделии из-за неравномерности охлаждения его наружных и внутренних слоев, и тем самым уменьшает вероятность разрушения изделия под действием незначительных механических нагрузок.
В целом, процесс производства стеклянных изделий условно может быть представлен в виде блок-схемы (рис.2).
Основными направлениями развития технологии стекла являются следующие:
- улучшение технологии производства стеклянных изделий за счет совершенствования процессов подготовки сырьевых материалов и приготовления стекольной шихты, варки стекла, разработки эффективных методов формования, использования малоотходных и энергосберегающих процессов (революционное развитие технологии);
- увеличение единичных мощностей стекловаренных печей и создание непрерывных технологических линий по производству стеклянных изделий (эволюционное развитие технологии);
- повышение уровня механизации и автоматизации трудоемких стадий производства стеклянных изделий, особенно на стадиях формования и окончательной обработки готовых стеклянных изделий (рационалистическое развитие технологии).
Рис. 2. Принципиальная схема производства стеклянных изделий:
