 |
|
Классификация стекла.
Факультет агротехнологий и землеустройства
Заочное обучение
Курс/направление_____________________
_____________________________________
Шифр _______________________________
ФИО студента________________________
_____________________________________
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Дисциплина________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата сдачи_________________
Оценка____________________
Проверил:_______________
подпись: _______________________________
Регистрация в деканате: №_____________________дата______________________________
Подпись сотрудника деканата____________________________________________________
Тема: Строительные изделия из стекла. Классификация стекла. Технология изготовления стекла.
Стекло известно людям уже около 55 веков. Самые древние образцы обнаружены в Египте. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 году до нашей эры. Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад. А первое упоминание о русском стекольном заводе (он был построен под Москвой возле деревни Духанино) относится к 1634 году. Несмотря на столь древнюю историю, массовый характер производство стекла приобрело лишь в конце прошлого столетия благодаря изобретению печи Сименса-Мартина и заводскому производству соды. А уж листовое стекло - вещь и вовсе современная. Технология его изготовления была разработана в нашем веке.
Классификация стекла.
Стекло представляет собой жидкость, находящуюся в застывшем состоянии. Традиционными главными сырьевыми компонентами оконного стекла являются: кварцевый песок (69-74%), сода (12-16%), известняк и доломит (5-12%).
Стёкла можно классифицировать по физическим свойствам, составу, назначению и происхождению:
По происхождению
· Стекло природное (вулканического или естественного происхождения);
· Стекло искусственное
По составу
· Неорганическое стекло различают по следующим классам: элементарные, металлические, оксидные, галогенидные, халькогенидные, сульфатные, нитратные, карбонатные, фосфатные и др.
- элементарные стекла способны образовывать лишь небольшое число элементов - сера (S), селен (Se), мышьяк (As), фосфор (Р), углерод (С). Стеклообразные серу и селен удается получить при быстром переохлаждении расплава; мышьяк - методом сублимации в вакууме; фосфор - при нагревании под давлением более 100 МПа; углерод - в результате длительного пиролиза органических смол. Промышленное значение находит стеклоуглерод, обладающий уникальными свойствами - он способен оставаться в твердом состоянии до 3700°С, имеет низкую плотность 1500 кг/м3, обладает высокой прочностью, электропроводностью, химически стоек.
- галогенидные стекла получают на основе стеклообразующего компонента Be Fr. Многокомпонентные составы фторобериллатных стекол содержат также фториды алюминия, кальция, магния, стронция и бария. Фторобериллатные стекла находят практическое применение благодаря высокой стойкости к действию жестких излучений, включая рентгеновские и у-лучи, агрессивных сред - фтор, фтористый водород.
- халькогенидные стекла получают в бескислородных системах типа Ge-As-X, Ge-Sb-X, Ge-P-X, где X—S, Se, Те. Они прозрачны в ИК-области спектра, обладают полупроводниковой проводимостью электронного типа, обнаруживают внутренний фотоэффект. Стекла применяются в телевизионных высокочувствительных камерах, в ЭВМ в качестве переключателей или элементов запоминающих устройств.
- Оксидные стекла. Наибольшее значение в технике и в строительстве имеют оксидные стекла, которые представляют собой обширный класс соединений. Наиболее легко образуют стекла оксиды Si02, Ge02, B203, As203. Большая группа оксидов — Те02, Ti02, Se02, Мо03, W03, Bi03, A1203, Ga203, V203 — образует стекла при сплавлении с другими оксидами или смесями оксидов.
В зависимости от основных стеклообразующих компонентов (стеклообразователей) различают оксидные стекла:
силикатные — Si02;
алюмосиликатные — А1203, Si02;
боросиликатные — В203, Si02;
бороалюмосиликатные — В203, А1203, Si02;
алюмофосфатные — А1203, Р205;
бороалюмофосфатные — В203, А1203, Р205;
алюмосиликофосфатные — А1203, Si02, P203;
фосфорванадатные — Р205, V205;
силикотитанатные — Si02, Ti02;
силикоцирконатные — Si02, ZrOr
· Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы. Химический состав стандартного оргстекла у всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ-защитными, теплостойкими и др. Тогда в процессе получения листового материала может быть изменена его структура или в него могут быть добавлены соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.
По назначению
· Художественное стекло и декоративное стекло. Использование стекла для создания декоративно-прикладных целей — очень давний промысел. Из стекла делали не только посуду, оконное стекло, линзы и другие утилитарные предметы, но и самые разные художественные изделия.
· Техническое стекло
· Оптическое стекло. Стекло на базе неорганических и органических стекломатериалов, отличающееся особыми оптическими характеристиками: высокая прозрачность, изотропность, твёрдость, эластичность.
· Строительное стекло
· Листовое стекло. Листовое стекло — бесцветное, прозрачное натрий-кальций-силикатное стекло, изготавливаемое флоат-методом, либо вертикальным вытягиванием; обычно без какой-либо дополнительной обработки поверхностей. Такое стекло имеет вид плоских прямоугольных листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине. Обычно используют стекла с толщинами от 1.9 до 19 мм.
Свойства стекла
К важнейшим свойствам стекла можно отнести плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства.
Плотность — это отношение массы тела к его объему. Она зависит от химического состава стекла и бывает от 2,2 до 7,5 г/см3. В некоторой степени плотность стекла зависит от температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается.
Прочность — способность материала выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т. д. Предел прочности на сжатие колеблется от 500 до 2000МШ, на растяжение от 35 до 100 МПа.
Твердость — способность стекла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала. Твердость стекла по шкале Мооса равна 7. Некоторые виды стекол бывают твердостью 5—6 по шкале Мооса.
Теплопроводность — это способность материала, в данном случае стекла, проводить тепло без перемещения вещества этого материала. У стекла коэффициент теплопроводности равен 0,0017—0,032 кал/(см-с-град). У оконных стекол эта цифра равна 0,0023. Как видно, коэффициент теплопроводности стекла весьма незначителен.
Тепловое расширение — это увеличение линейных размеров тела при его нагревании. У стекла оно незначительное и равняется 88• 10~7.
Термическая устойчивость — способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термическая устойчивость играет большую роль в строительных работах, так как выстроенные различные сооружения могут иметь весьма большую разницу в температуре внутри и снаружи. Термостойкость оконных стекол равняется 80—90°С. Термостойкость стекла во многом зависит от его химического состава. Следует указать, что кварцевое стекло выдерживает резкий перепад температур, который достигает до 1000°С.
Оптические свойства подразумевают светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света. Светопоглощение стеклом света невелико. В оконном стекле оно равняется примерно 88%. Для получения стекол с высокой степенью прозрачности необходимо сырьевые материалы до минимума очищать от нежелательных примесей, окрашивающих стекло.