Будівельні матеріали з мінеральних розплавів
Будівельні матеріали з мінеральних розплавів класифікують за різними ознаками. Залежно від сировини вони бувають скляні, кам`яні, шлакові. За призначенням виділяють скло і вироби з нього, теплоізоляційні матеріали, вироби високої міцності, стійкості до агресивних середовищ. Від способу виробництва розрізняють матеріали, одержувані пресуванням, прокаткою, відцентровим формуванням, витягуванням, литтям, видуванням і іншими способами. Це найбільш енергоємні виробництва промисловості будівельних матеріалів. Вироби з мінеральних розплавів застосовують в якості світлопрозорих конструкцій, для облицювання, технологічного обладнання, експлуатації в агресивних середовищах.
Скло - твердий, прозорий, крихкий матеріал з аморфною структурою, що отримується при охолодженні розплаву неметалічних оксидів. Промисловість випускає листове, будівельне, архітектурно-декоративне, піноскло, тарне, оптичне, електротехнічне, кварцове і інші види скла. У склоподібного стану здатні переходити оксиди кремнію (SiO2), Фосфору (Р2Про5), Бору (В2Про5). Від основного стеклообразующего оксиду відбувається і назва скла - силікатне, фосфатне, боратного.
Переважно виробляють силікатне скло. Для його виготовлення використовують кварцовий пісок, гірський кришталь каолін, польові шпати, глинозем, кальциновану соду, сульфат натрію, вапно, крейда, доломіт і різні добавки. Основними сировинними речовинами є кислотні (кремнезем, глинозем, оксид бору), лужні (окис калію, натрій, літію) і лужноземельні оксиди (свинцю, стронцію та ін.) (Табл. 2). Для забарвлення скла застосовують добавки марганцю, кобальту, хрому, заліза, міді, урану, золота, срібла та ін., Знебарвлення (освітлення) - селітру, оксиди миш`яку, сурми. Непрозоре скло отримують з добавками фтору, фосфору, олова.
Первинний етап виробництва скла - підготовка сировини (рис. 24). Вапняк, крейда та інші види сировини подрібнюють. Пісок при необхідності збагачують промиванням, флотацией, магнітною сепарацією і висушують. Підготовлені матеріали дозують зважуванням, перемішують у змішувачах і отримують шихту, яку завантажують в піч полум`яного або електричного твань. В останніх питома витрата енергії в 2-3 рази менше, ніж в полум`яних печах. Печі експлуатують при 1550-1600 ° і футеровані вогнетривкою цеглою. Через зношеність вогнетривів через 2-4 роки піч зупиняють на ремонт. У печах надягають шихту з виділенням летючих компонентів, розплавляють сіль, утворюються силікати натрію, калію, в яких розчиняються зерна кварцу. Це становили сутність стеклообразованія. Стекломассу звільняють від бульбашок газів введенням освітлювачів і охолоджують до необхідної робочої в`язкості, що дозволяє формувати вироби методом витягування, прокату, видування, виливки, пресування. В результаті стекломассе надають певну форму, яку закріплює відпалу, загартуванням, зміцненням (15-20 хв) в печах з температурою на 20 ° менше, ніж температура скла. Відбувається повільний перехід скла з пластичного стану в крихке. Це не веде до розтріскування скла. Перед загартуванням можуть проводити механічну обробку скла (шліфування, полірування, обточування країв) на спеціальних верстатах за допомогою абразивних матеріалів (кварцового піску, корунду і ін.). Більш досконала полірування скла на поверхні розплаву олова. Скло з прокатної машини пропускають по поверхні розплавленого металу. Завдяки високій температурі олова (близько 1000 °) зникають вага нерівності, а стрічка скла отримує абсолютно однакову товщину. Після полірування скло отжигают і загартовують. Загартування здійснюють нагріванням скла до пластичного стану в електропечах і різким рівномірним охолодженням всієї поверхні повітрям. При цьому міцність, термостійкість підвищується в 2,5-4 рази. Таке скло застосовують для засклення транспортних засобів, виготовлення дверей, перегородок будівель.
Таблиця 2.Основні складу деяких видів стекол
вид скла | Склад,% | |||||||
SiO2 | Al2O3 | CaO | Na2O | MgO | K2O | B2O5 | PbO | |
листове | 71-73 | 1-2 | 7-10 | 14,0-15,2 | 3-4 | ; | ; | ; |
Труби підвищеної термостійкості | 63,5-68,0 | 3-15 | до 13,0 | 2-4 | 4,0 | 5,0 | 20,0 | ; |
скляні блоки | 74,3 | 0,98 | 5,61 | 14,53 | 3,6 | 0,93 | ; | ; |
скловолокно | 48-73 | 2-18 | 5-22 | 0,5-16,0 | 3,0-5,5 | до 0,5 | до 6,0 Відео: Стиль. Красиві вироби зі скла | |
піноскло теплоізоляційне | 72-73 | 0,5-1,0 | 6,0-6,5 | 15,5-16,5 | 3,5-4,0 | ; | ; | ; |
кришталь | 55-77 | ; | ; | ; | ; | 10-13 | ; | 30-35 |
оптичне | 47-65 | ; | ; Відео: Вироби з полімерної глини | ; | ; | 6-8 | ; | 45,0 |
сортове посудній | 73-75 | ; | 6-10 | 8-10 | до | до 3,0 | до 1,0 | ; |
хімічно стійке | 68-70 | 3-5 | 6-8 | 8-10 | 5-6 | 2-3 | ; | |
Зміцнення проводять також хімічними і термохімічними методами. При цьому скло обробляють парами плавикової кислоти або в розігрітому стані опускають в нагріту кремній-органічну рідину. Безкоштовні купони на сайті
Листове скло отримують методом витягування і прокату. Воно буває віконним, багатошаровим, дзеркальним, полірованим, візерунковим, армованим, хвилястим, кольоровим і інших видів.
Таким чином, процес виробництва скла складається з підготовки сировинних матеріалів, варіння, формування виробів, віджитого, механічної обробки і гарту.
З мінеральних розплавів отримують стеклокристаллические матеріали - технічні ситалли і Шлакоситалл. Вони представляють матеріал з частковою кристалізацією скломаси, з рівномірно розподіленими кристалами (до 1 мк), з`єднаними тонкими прошарками залишкового скла. Для цього в скломасу вводять добавки-кристалізатори - оксиди і солі різних металів. Вони створюють осередки кристалізації, прискорюють цей процес і сприяють утворенню мелкокристаллической структури. Ситалли виготовляють з чистих оксидів, а Шлакоситалл з додаванням до них в шихту доменних шлаків (50-65% від маси шихти). Шлаки можуть бути гранульованими і вогненно-рідкими. Застосування розплавлених шлаків безпосередньо з домни без додаткового нагріву спрощує виробничий процес, економить паливо і знижує виробничі витрати. Це обумовлює доцільність комбінування виробництва чавуну і скла.
Виробництво ситаллов складається з тих же стадій, що і виготовлення скла. Ситалли бувають прозорими і різного забарвлення. Формування виробів проводять прокатом (листові ситалли) і пресуванням (плитка та ін.) Ситалли мають великий межа міцності (до 1500 МПа), високу термостійкість (до 1100 °), опірність стирання, підвищену хімічну стійкість, хороші діелектричні властивості. Ситалли застосовують в приладобудуванні, електроніці, ракетній техніці і т.д. Шлакоситалл дешевше чистих ситаллов і знаходять більш широке застосування. Їх використовують для антикорозійного покриття апаратів, що експлуатуються в агресивних середовищах, виготовлення труб, що транспортують гарячі, хімічні агресивні рідини, ізоляторів, в будівництві як матеріал покриттів для підлоги, облицювання приміщень, спорудження панелей, покрівлі, сходових маршів, санітарно-технічних виробів.
