8875

при остекленении следует предусматривать достаточный зазор между рамой и стеклом. Применяется с целью уменьшения нагрева солнцем помещений жилых, культурных, общественных и промышленных зданий.

Теплоотражающее стекло применяется для нагрева помещений от солнечных и тепловых лучей. Изготавливается нанесением на поверхность тонких (0,3-1 мкм) пленок металлов и их оксидов. Светопропускание стекол 30-

70%, а пропускание тепла 40-60%. В связи с тем, что в таких стеклах большая часть инфракрасных лучей не поглощается, а отражается, само стекло почти не нагревается. Вследствие уменьшения излучения из помещения они повышают теплозащиту зимой. Стекла имеют различную окраску: золотистую, голубую,

оранжевую и др.

Электропроводящее стекло применяется в строительстве для стеклопакетов, используемых как источники тепла. Электропроводящие прозрачные покрытия наносятся на стекло с целью обогрева стекла и предотвращения запотевания. Покрытие получают напылением на поверхность стекла тонкой (0,5 мкм) пленки солей металлического серебра. Стекло устойчивое к радиоактивным излучениям применяется при строительстве АЭС и предприятий по изготовлению изотопов. Для поглощения радиоактивных лучей используются стекла с высоким содержанием свинца и бора. Например,

тяжелое свинцовое стекло плотностью 6200 кг/м, содержащее 80% оксида свинца, по своей защитной способности в этом отношении эквивалентно стали.

Кроме листового светопроницаемого стекла в строительстве применяются светопрозрачные изделия и конструкции: стеклоблоки, стеклопрофилит,

стеклопакеты, стеклобетонные конструкции и стеклянные трубы. Блоки стеклянные пустотелые применяются для устройства наружных и внутренних ограждений, которые помимо хорошей светопропускающей способности имеют хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства. Стеклоблоки представляют герметически закрытые полые стеклянные коробки с гладкими наружными и ребристыми внутренними поверхностями. Ребра и призмы на внутренней поверхности препятствуют прямой видимости через блок. Номенклатура

121

пустотелых стеклянных блоков, выпускаемых стекольными заводами страны,

включает изделия квадратные и прямоугольные, неокрашенные и цветные.

Светопропускание стеклоблоков в зависимости от их вида меняется в пределах

30-55%. Стеклоблоки имеют: термостойкость - 40 °С, предел прочности при сжатии 1,5 МПа и сопротивление удару 0,8-0,9 Дж.

Профильное стекло (стеклопрофилит) представляет собой погонажные длинномерные светопрозрачные изделия, применяемые для устройства светопрозрачных ограждений и самонесущих стен, внутренних перегородок и прозрачных плоских кровель в зданиях различного типа. Профильное стекло изготовляется открытого (швеллерное, ребристое и т.д.) и замкнутого

(коробчатое, овальное, треугольное и т.д.) сечений, неармированное и армированное, бесцветное и цветное, а также с аэрозольным оксидно-

металлическим покрытием. Светопропускание стеклопрофилита - 73-82%,

теплопроводность - 0,76 Вт/(м·°С), термостойкость - 70 °С.

Широкий класс облицовочных стекольных и стеклокристаллических материалов разработан в последние два десятилетия. По структурно-

агрегатному состоянию они подразделяются на три основные группы:

- аморфные (цветное листовое стекло, стемалит, марблит, стекломрамор,

стеклоплитка, эмалированная плитка, коврово-мозаичная плитка, смальта,

стеклокрошка);

- гетерогенные аморфные системы на основе стекла и газовоздушной смеси (коврово-мозаичная плитка, глушенная газовоздушными включениями;

пенодекор, порокерамзит, мозаичная плитка; пемза, спеченная из стеклопорошка);

- гетерогенные стеклокристаллические материалы, состоящие из стекловидной и кристаллической фаз (сигран, стеклокристаллит,

стеклокерамит, стеклокремнезит).

Наиболее широко применяемые современные стекольные материалы такого класса:

122

Стемалит - изделия из листов плоского стекла, внутренняя сторона которых в процессе изготовления окрашена керамической эмалевой краской и подвергнута термообработке, при которой происходит закрепление эмали на стекле и его упрочнение. Покрытие может быть защищено тонким слоем алюминия, наносимого в вакууме. Стекольные заводы выпускают стемалит 27

различных цветов толщиной 5-7,5 мм с размерами от 400x900 до 1500x1100 мм.

Основное назначение - облицовка стен зданий.

Марблит - листовое изделие из цветного глушенного стекла толщиной 5-

25 мм с полированной лицевой поверхностью и рифленой Мыльной стороной.

Стекломрамор - разновидность марблита, имеющая мраморовидную окраску различных цветов. Применяется для декоративнозащитной облицовки стен зданий, покрытия полов, оформления интерьеров, антикоррозионной защиты строительных конструкций и футеровки резервуаров.

Смальта - представляет собой кусочки глушенного цветного стекла неправильной формы размером до 20 мм, изготовленные литьем стекломассы или прессованные из стеклянного порошка и используемые для отделки фасадов, изготовления мозаичных панно, художественных и декоративных композиций на фасадах зданий или в интерьерах. Палитра смальты превышает

200 цветов и оттенков.

Стеклокристаллит - выпускается в виде плит, получаемых сплавлением гранул из бесцветного или окрашенного стекла. Размеры плит 300x300 и 300x150 мм.

Стеклокремнезит - облицовочно-декоративный плиточный материал,

получаемый спеканием массы из стеклянных гранул и наполнителей (песка,

глины, шамота). Применяется для облицовки стен зданий и устройства полов.

Стеклокерамит - облицовочный материал, получаемый спеканием массы на основе отходов стекла, глины и кварцевого песка.

Гранулированное пеностекло - применяется в качестве особо легкого заполнителя в производстве легкого и конструкционного или теплоизоляционного бетона; изготавливается путем вспенивания во

123

вращающихся печах сырцовых гранул, полученных из порошка стекла,

измельченного в шаровых мельницах. Насыпная плотность гранулированного пеностекла 100-150 кг/м.

Стеклянное волокно - применяется в производстве композиционных строительных материалов в виде непрерывных нитей, тканей, холста,

рубленного стекловолокна и стекловаты. Диаметр стекловолокон 5-15 мкм.

Прочность их при растяжении достигает 4000 МПа.

Стеклоткани - применяются для изготовления стеклотекстолитов на полимерном связующем, а также в строительстве при теплоизоляции трубопроводов. Рубленное стекловолокно получают резанием непрерывного стекловолокна и применяют для повышения прочности различных изделий на основе минеральных связующих и в производстве стеклопластиковых светопрозрачных плоских и волнистых листов для кровли и обшивок трехслойных панелей.

Ситаллы - представляют собой стеклокристаллические материалы,

полученные из стеклянных расплавов путем их полной или частичной кристаллизации. По структуре ситаллы представляют собой композиционные материалы с стекловидной аморфной непрерывной фазой-матрицей,

наполненной мелкими кристаллами стекла. Средний размер кристаллов в ситаллах 1-2 мкм, а толщина прослоек стеклофазы не превышает десятых долей микрона. Объем кристаллической фазы в ситаллах достигает 90-95%. Сырьем для производства ситаллов являются те же природные материалы, что и для стекла, но к чистоте сырья предъявляются очень высокие требования. Кроме того, в расплав вводят добавки, катализирующие кристаллизацию при последующей термообработке. В качестве катализаторов кристаллизации применяют соединения фторидов или фосфатов щелочных и щелочноземельных металлов. Обладая поликристаллическим строением,

ситаллы, сохраняя положительные свойства стекла, лишены его недостатков:

хрупкости, малой прочности при изгибе, низкой теплостойкости. По своим физико-техническим свойствам ситаллы выдерживают сравнение с металлами.

124

Твердость ситаллов приближается к твердости, закаленной стали.

Термостойкость изделий из ситалла достигает 1100 °С. Ситаллы обладают высокой стойкостью к воздействию сильных кислот (кроме плавиковой) и

щелочей. Отдельные виды ситаллов отличаются жаростойкостью и способностью паяться со сталью. Прочность ситаллов при сжатии - до 500

МПа. В строительстве ситаллы используются для устройства полов промышленных цехов, в которых могут быть проливы кислот, щелочей,

расплавов металлов, а также движение тяжелых машин. Высокую технико-

экономическую эффективность дает применение ситаллов для изготовления химической аппаратуры и труб для транспортировки высокоагрессивных сред и теплообменников. По внешнему виду ситаллы могут быть темного, серого,

коричневого, кремового, светлого цветов, глухие и прозрачные.

Шлакоситаллы - являются разновидностью ситаллов, производство которых получило наиболее широкое развитие. Это стеклокристаллические материалы, получаемые путем управляемой кристаллизации стекла,

полученного на основе металлургических шлаков, кварцевого песка и некоторых добавок. По внешнему виду шлакоситаллы - плотные,

тонкозернистые и непрозрачные материалы. Плотность шлакоситаллов - 2500-

2700 кг/м, предел прочности при сжатии до 650 МПа, термическая стойкость -

до 750 °С. Возможно получение также пеношлакоситалла плотностью 300-600

кг/м, прочностью при сжатии 6-14 МПа и термической стойкостью до 750 °С,

который может применяться для тепловой изоляции трубопроводов Теплотрасс и промышленных печей.

Ситаллопласты - материалы, изготовляемые на основе фторопластов и ситаллов, отличаются более высокой химической стойкостью и износостойкостью, чем каждый из компонентов в отдельности. Применяются для изготовления изделий, работающих в условиях, где ни ситаллы, ни фторопласт не удовлетворяют по износостойкости к химическому сопротивлению.

125

2.3. Керамические материалы

Керамические материалы – искусственные каменные материалы,

полученные из природных глин или глиняных смесей с минеральными добавками путем формования, сушки и последующего обжига. Слово

«керамика» (греч. ceramos) означает обожженная глина. Из нее изготовляли обожженный кирпич, кровельную черепицу, водопроводные трубы,

архитектурные детали. Керамические материалы являются самыми древними из всех искусственных каменных материалов.

Керамические строительные материалы по их назначению в отделке зданий и отдельных элементах подразделяются на:

фасадные изделия – лицевой кирпич, разного рода плитки;

изделия для внутренней отделки – глазурованные и неглазурованные плитки, фасонные изделия, ковровая и мозаичная керамика;

плитку для пола;

изделия из фаянса и фарфора декоративного назначения.

Отделочная керамика (облицовочные плитки для стен и полов,

керамическая ковровая мозаика, архитектурные детали, терракота, майолика)

обладает ценными универсальными потребительными свойствами:

водостойкость

стойкость к агрессивным воздействиям;

высокая экологичность;

простота технологических приёмов изготовления;

разнообразие сырьевых материалов;

прочность;

долговечность;

гигиеничность;

декоративность.

В зависимости от пористости структуры керамические строительные изделия делят на две группы:

126

пористые (водопоглощением по массе 5 и более 5% - керамический кирпич и камни, черепицу кровельную, облицовочные плитки и керамические трубы);

плотные (водопоглощением по массе – менее 5% - плитки для полов и дорожный кирпич);

Санитарно-техническая керамика может быть пористой (фаянс) и

плотной(санитарный фарфор).

Качество сырьевых материалов определяется минералогическим составом,

физическими свойствами, зависящими от месторождения и условиями залегания. Основными сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются глины и каолины; в качестве вспомогательных сырьевых материалов для улучшения технологических свойств используют пески кварцевые и шлаковые, шамот, выгорающие добавки органического происхождения (древесные опилки, угольная крошка и т.п.).

Глина – один из наиболее распространенных видов осадочных горных пород полиминерального состава. Кислород, кремний и алюминий по своей общей массе составляют около 90% в составе земной коры, потому подавляющую часть минералов составляют алюмосиликаты, силикаты и кварц основа встречающихся в природе керамических сырьевых минералов. Размеры глинистых частиц колеблются практически от коллоидной дисперсности до 5

мкм. Основным минералом каолиновых глин является минерал каолинит.

Глины – землистые осадочные горные породы, состоящие из глинистых минералов со значительными примесями: каолинита, галлуазита,

монтмориллита, бейделлита, частиц кварца, полевых шпатов, гидрослюд,

гидратов окиси железа, алюминия, карбонатов магния, кальция и др.

Пластичность глинистого сырья, определяемая числом пластичности (по раскатыванию глиняного жгута диаметром 3 мм), зависит от содержания глинистых минералов и влажности массы. В зависимости от содержания глинистых минералов глины делятся: на:

жирные (более 60%);

127

обычные (30... 60%);

тяжелые суглинки (20... 30%);

средние и легкие суглинки (менее 20%).

По пластичности глинистые материалы подразделяются по числу пластичности на:

высокопластичные (менее 25);

среднепластичные (15... 25);

умеренно-пластичные (7... 15);

малопластичные (3... 7).

Вода, адсорбированная поверхностью глинистых частиц в процессе приготовления сырьевой смеси, играет роль гидродинамической смазки, что обеспечивает во многом ее пластические характеристики. Вместе с тем удаление воды, как из самих глинистых частиц, так и с их поверхности в

процессе сушки и обжига вызывает явление воздушной и огневой усадки.

Усадочные деформации являются причиной возникновения в изделии внутренних напряжений, что в конечном итоге влияет на их качественные

показатели.

Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения образования трещин в пластичные глины вводят искусственные или природные отощающие добавки. К их числу относятся дегидратированная глина, шамот,

котельные шлаки, золы, кварцевые пески и т.д.

Введение в состав сырьевой смеси плавней обеспечивает более низкую температуру ее спекания. К плавням относят полевые шпаты, пегматит,

доломит, тальк, магнезит, карбонаты бария и стронция, нефелиновые сиениты

(для фаянсовых масс). Искусственный керамический материал, отформованный из глинистого сырья, получается в результате сложных физических,

химических и физико-химических изменений, происходящих при обжиге, т.е.

при воздействии высоких температур.

Каолины – это чистые глины, состоящие преимущественно из глинистого

малопластичны, имеют белую окраску. Их применяют для производства фарфора, фаянса и тонких облицовочных изделий, так как после обжига получается белый черепок.

При изготовлении керамических материалов основными технологическим свойствами глин являются:

пластичность;

воздушная и огневая усадка;

огнеупорность

цвет керамического черепка

спекаемость.

Пластичность глин – способность глиняного теста под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после прекращения действия этих сил. По степени пластичности глины делят на:

высоко пластичные, или «жирные»,

средней пластичности

малопластичные, или «тощие».

Огнеупорность – свойство глины выдерживать действие високих температур без деформации. По температуре плавления глины разделяются на:

легкоплавкие (с температурой плавления ниже 1350°С),

тугоплавкие (с температурой плавления 1350...1580°С)

огнеупорные (свыше 1580°С)

Спекаемостъю глин называют ее способность уплотняться при обжиге и образовывать камневидный материал. При спекании увеличивается прочность и уменьшается водопоглощение изделий.

Ассортимент строительной керамики можно подразделить по назначению на следующие группы:

стеновая;

облицовочная;

кровельный материал;

материал для полов;

129

специального назначения;

санитарно-техническое оборудование.

Керамический кирпич применяют для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, столбов, сводов, печей и дымовых труб, фундаментов, изготовления сборных стеновых панелей.

Эффективные стеновые материалы применяют с целью снижения толщины и массы стен, а также улучшения теплотехнических свойств стен и ограждающих конструкций. По плотности и теплотехническим свойствам керамические кирпичи и камни для стен делят на три группы:

эффективные – плотностью не более 1400...1450 кг/м3 с высокими теплозащитными свойствами;

условно-эффективные – плотностью 1450...1600 кг/м 3

обыкновенные – керамический полнотелый кирпич плотностью свыше

1600 кг/м 3

Кирпич глиняный обыкновенный – искусственный камень определенных размеров, полученный путем пластического или сухого прессования и обжига глины.

По строению он подразделяется на:

полнотелый (сплошной);

пустотелый.

По размерам различают:

одинарный 250x120x65 мм;

модульный 250X120X88 мм (изготовляют с пустотами и массой не более 4 кг).

В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич глиняный обыкновенный подразделяется на семь марок: 75, 100, 125, 150, 200, 250 и 300.

По морозостойкости кирпич подразделяется на четыре марки: Мрз 15, Мрз 25,

Мрз 35 и Мрз 50.

130