Контрольные вопросы и задания:

1. Охарактеризуйте свойства керамических материалов и изде­лий.

2. Кратко изложите общую технологическую схему производства керамических материалов и изделий.

3. Какими показателями ха­рактеризуется качество керамического кирпича и где в строительстве его применяют?

4. Укажите достоинства и недостатки керамической черепицы.

5. Перечислите виды санитарно-технической керамики.

6. Дайте характеристику теплоизоляционных керамических мате­риалов: керамзита и аглопорита.

7. Назовите огнеупорные керамиче­ские материалы. Каковы их свойства и где их применяют?

8. Какие требования предъявляют к керамическим облицовочным материалам? Назовите виды этих материалов.

Тема 5. Стекло и стеклокристаллические материалы

5.1. Общие сведения о стекле

Стеклом называют твердый аморфный изотропный прозрачный материал, получаемый при охлаждении минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия и др.) и оксиды металлов (лития, калия, магния, свинца и т.д).

5.2. Основы производства и свойства стекла

Основными сырьевыми материалами для производства стекла являются чистые кварцевые пески, известняк, доломиты, кальцини­рованная сода, поташ. Основной компонент — чистый белый песок, который составляет 60...70%. Сода или сульфат натрия, поташ сни­жают температуру варки стекла и ускоряют процесс стеклообразования. Введение известняка и доломита делает стекло нерастворимым в воде, способствует осветлению, повышению химической стойкости и механической прочности.

Производство стекла включает следующие технологические опе­рации: подготовку сырьевых материалов; приготовление шихты, варку стекла, формование изделий, термическую, механическую или химическую обработку. Сырьевые материалы сушат, измельчают. По­сле перемешивания измельченных компонентов в смесителях бара­банного типа получают шихту. Готовую шихту варят в стекловарен­ных печах при 1400...1500 °С. Компоненты шихты при нагревании вступают в химическое взаимодействие. Продукты реакции переходят в расплав, образуя стекломассу. Фор­мование стеклоизделий связано с особенностями изменения вязкости стекломассы в зависимости от темпе­ратуры. По мере охлаждения стек­ломасса становится пластичной, что позволяет придать ей заданную форму. Формование осуществляется различными способами; вытягивани­ем, прокаткой, литьем, выдуванием, прессованием, на расплаве металла. В настоящее время освоен новый вы­сокопроизводительный и экономич­ный способ производства полирован­ного стекла — флоат-способ (способ плавающей ленты).

Особенность способа заключается в формовании стеклянной лен­ты на поверхности расплавленного олова. Поверхность ленты получа­ется гладкой и ее качество не уступает стеклу, получаемому механиче­ской шлифовкой и полировкой. Себестоимость флоатированного стекла значительно ниже, чем стекла полированного механическим способом, поэтому конвейеры шлифовки и полировки листового стекла постепен­но вытесняются установками термической полировки.

Эффективность стекла как строительного материала обуслов­ливается благоприятным сочетанием свойств прозрачности, прочно­сти, малой теплопроводности и долговечности. Плотность стекол из­меняется в пределах 2,2...2,6 г/см³, плотность строительных стекол составляет 2,5 г/см³. Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием (прозрачностью). Обычные силикатные стекла пропускают всю видимую часть спектра (не менее 84%) и практически не пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Стекло ха­рактеризуется высокой прочностью при сжатии (600...1200 МПа) и сравнительно малой прочностью при растяжении (30...90 МПа).

Стекло — хрупкий материал, плохо сопротивляющийся удару. Закаленное стекло сопротивляется удару в 5...6 раз лучше, чем отожженное. Силикатное стекло химически стойкое к кислотам, за исключением плавиковой и фосфорной. Теплопроводность различных видов стекла колеблется в пределах 0,5... 1 Вт/(м-К). При нагревании стекло размягчается и при температуре около 1000 °С плавится. Твер­дость стекла равна 5...7 по шкале твердости. Звукоизолирующая способность стекла относительно высока. Стекло поддается механиче­ской обработке: его можно пилить циркулярными пилами, резать ал­мазом, шлифовать и полировать.