книги из ГПНТБ / Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник

сине-фиолетового. Свето'пропускание теплозащитного стекла за­ дается в широких пределах. При этом стекло не искажает цвета и способствует созданию в помещении оптимального освещения.

Теплоотражательное стекло снижает теплопотери помещений через оконные проемы, защищает их от тепловой радиации. Такое стекло является теплоизоляционным.

Токопроводящее стекло. Ряд областей техники нуждается в стек­ ле, способном проводить электрический ток. Такое стекло (полиро­ ванное и неполированное) получают путем нанесения на его по­ верхность тонких прозрачных полупроводниковых пленок окислов металлов — цинка, индия, олова и др.

Пленку можно нанести методом аэрозолей. Токопроводящее стекло может быть использовано для нагревательных приборов, для изготовления панелей с нагревательными поверхностями. Нго можно получить также напылением на его поверхность металли­ ческих порошков методом металлизации. Этот метод состоит в покрытии одной стороны прозрачного или окрашенного стекла слоем металлического алюминия или специального сплава при по­ мощи металлизатора. Материал, полученный таким способом, на­ зывают стеклом с металлизированной поверхностью. Применяют такое стекло для архитектурно-декоративных целей.

Пустотелые стеклянные камни составляют из двух полузам­ кнутых половинок склеиванием или свариванием. Наличие воздуш­ ной прослойки между двумя половинками камня повышает его теплоизоляционные свойства. Поверхности камней могут быть риф­ леными, благодаря чему происходит рассеивание света. Стеклянные камни (рис. 37) применяют в качестве стенового и перегородочно­

Стемалитовые плиты — стеклянные плиты, покрытые с одной стороны цветными минеральными легкоплавкими составами сили­ катных эмалей, расплавленными на их поверхности.

Стемалитовые плиты — эффективный отделочный материал, требующий минимальных затрат в период эксплуатации соору­ жения. Здание СЭВ в Москве, гостиница «Либідь» в Киеве об­ лицованы стемалитовыми плитами.

Различают стемалитовые плиты отожженные и закаленные. За­ каленные имеют показатель прочности на изгиб и растяжение при­ мерно в пять раз больше отожженных при одинаковом коэффици­ енте линейного расширения. Однако закаленные стемалитовые плиты должны выпускаться с заданными размерами, так как они не допускают механической обработки подобно отожженным плитам.

Для изготовления стемалитовых плит используют листовое стекло вертикального вытягивания, а также прокатное и поли­ рованное. Размеры плит, выпускаемых в СССР, 3200 X 1200 мм, толщина 5,5—15 мм.

Флюсами для стемалитовых эмалей служат свинцовосиликатные стекла с примесью бора, пигментами — различные окислы метал­ лов. Температура плавления эмали 650—700° С.

Стемалитовые плиты применяются для облицовки наружных поверхностей зданий, а также для внутренней облицовки зданий промышленного назначения (предприятий пищевой и химической промышленности), подземных переходов, метро и др.

Стекло пленочное, называемое стеклянной слюдой, стеклянной фольгой,— тонкое гибкое листовое стекло. Тонкое стекло (толщи­ ной 10—15 мк) наматывается на стержень диаметром 20—30 мм. Прочность такого стекла значительно выше стекла обычной тол­ щины. Например, листовое стекло толщиной 13 мк имеет пррчность на поперечный статистический изгиб в десять раз большеобычного.

Пленочное стекло вытягивают из стекломассы в виде многоряд­ ных тонких листов, его применяют для получения многорядных слоистых листов, склеенных смолами, для кровельных покрытий па бетону для электро- и гидроизоляционных покрытий, для антикор­ розионных покрытий труб и др.

Стеклянная смальта изготовляется из цветных полупрозрачных стекол в виде небольших плиток размером 10 X 10 X 8 мм. Кроме обычной, изготовляют также золотую и серебряную смальту, со­ стоящую из двух спрессованных в горячем состоянии слоев стекла, между которыми прокладывают фольгу золота или серебра. Ме­ няя цвет верхнего слоя стекла, можно получить разноцветную смальту. Применяется смальта в монументальной живописи. До сих пор в Софийском соборе в Киеве сохранилась живопись, вы­ полненная из смальты более десяти веков назад. Много сооруже­ ний, воздвигнутых за годы Советской власти, украшены стеклян­ ной смальтой, особенно многообразно использована она при соо­ ружении Московского метрополитена им. В. И. Ленина.

§ 41. Материалы стеклянные волокнистой структуры

За последние годы появились материалы волокнистой структу­ ры — стеклянная нить, стеклянная вата и изделия на их основе, обладающие малой теплопроводностью, высокой звукопоглощаю­ щей способностью, химической стойкостью, эластичностью, высо­ кой прочностью на разрыв и диэлектричностью. Стеклянную нить и волокно ваты выпускают диаметром 5—7 мк из расплавленной стекломассы.

Стеклянную нить изготовляют фильерным способом — вытя­ гиванием через фильеры расплавленной стекломассы и штабиковым способом — вытягиванием нити из стеклянного штабика, на­ гретого до температуры плавления. Стеклянную вату получают дутьевым и фильерно-дутьевым способами.

Технологическая схема производства стеклянной нити фильер­ ным способом заключается в следующем. В электропечь загру­ жают стеклянные шарики, которые расплавляются в жидкотеку­ чую массу. Стекломасса, вытекая через платинородиевые фильеры стеклоплавильной печи, образует нити, наматываемые на бобины. При необходимости замасливающее устройство и скручизательное приспособление объединяют отдельные нити в утолщенные.

Стеклянную нить применяют для изготовления тепло- и звуко­ изоляционных изделий в виде матов и скорлуп, .различных филь­ тров, арматуры для бетона и др.

Для получения из стеклянной нити теплоизоляционных матов пучки стеклянных волокон, снятые с бобины, распушивают и про­ шивают на специальных машинах, предварительно обкладывая бумагой, тканью. Объемная масса матов из стеклянных нитей при

для конструкций, работающих в условиях повышенных темпера­ тур, изготовляют в металлических сетках. Выпускают также высо­ котемпературное стекловолокно из кварца, каолина, руд, содер­ жащих цирконий. ,

Из стеклянного волокна изготовляют также ткани, различно ориентированное нетканое полотно, рогожку. Стеклянная нить, стеклянная ткань, рогожка и нетканое полотно применяют для из­ готовления стеклопластиков и различных стеклопластиковых из­ делий, для получения гнилостойкого руберойда, для армирования гипса и др. В настоящее время бесщелочное стеклянное волокно или обычное, обработанное смолами, применяют при армирова­ нии бетона взамен стальной арматуры.

Дутьевым способом изготовляют штапельное стекловолокно по такой схеме. Расплавленная в печи стекломасса поступает на пла­ тинородиевый фидер с фильерным питателем, через который вы­ текают струи стекломассы с температурой 1350—1400° С. Эти струи подвергаются действию сжатого воздуха или перегретого пара, на­ правленного на них со сверхзвуковой скоростью. При этих

Рис. 39. Изделия из стекловолокнистых материалов:

а — стеклорогожка, тканое и нетканое полотно, стекловолокно; б — стекломаты; в —изоляци­ онные скорлупы; г — изоляционный шнур.

условиях образуется тонкое волокно, поступающее затем в камеру. Если стеклянное волокно предназначено для получения теплоизо­ ляционных изделий, его обрабатывают в камере синтетической смолой с помощью распылителя. Уплотненный слой стекловолок­ на сушат и полимеризуют при температуре 140—180° С. Таким путем получают теплоизоляционный материал с объемной массой -35—50 кг/м3 и теплопроводностью 0,040—0,058 вт/м ■град.

Теплоизоляционные стекловолокнистые изделия, предназначен­ ные для работы при температуре ниже 200° С, изготовляют на крахмальной или поливинилацетатной связке.

Центробежным способом изготовляют стеклянное волокно для теплоизоляционных целей. Струя стекла, вытекающая из плавиль­ ной печи, попадает на вращающийся керамический круг, разби­ вается на мелкие части, которые центробежной силой с большой скоростью отбрасываются и растягиваются в волокно.

В последнее время делают стеклянные камни с внутренней пе­ регородкой из стеклянной ткани с целью повышения их теплоизо­ ляционных свойств/

Стеклянное волокно можно изготовлять цветным. Для его полу­ чения окраска стеклянной массы должна быть в 200 раз интенсив­ нее окраски обычного стекла.

Стекло в виде волокна, содержащее окислы урана, плутония, тория, используют в качестве горючего в реакторах, а также как

источник радиоактивных излучений для получения некоторых хими­ ческих реакций и др.

Некоторые изделия из стекловолокнистых материалов показаны на рис. 39.

§ 42. Материалы из расплавленных металлургических шлаков

В строительной индустрии большое значение приобретает перера­ ботка огненно-жидких металлургических шлаков на эффективные материалы или готовые изделия, минуя их сливание в отвалы. В на­ стоящее время огненно-жидкие шлаки все больше используют в качестве готового расплава в производстве стройматериалов. Из них изготовляют плотные камни и блоки различного назначения, ячеи­ стые изделия, ячеистый заполнитель для бетона, шлаковую вату, а также новый материал — шлакоситалл.

Плотные изделия. Плотные изделия из огненно-жидких шлаков получают следующим путем. Жидкий шлак из домен или мартенов с помощью специальных шлаковозов доставляют в литейный цех и выливают в формы из металла или жароупорного бетона.

Для получения кристаллической структуры литые изделия из шлака отжигают, медленно охлаждают под слоем горячего шлака или в специальной печи. Таким путем изготовляют камни для мо­ щения дорог, тротуаров, полов промышленных зданий, специаль­ ные антикоррозионные плитки, трубы и др. Объемная масса тако­ го литья около 3000 кгім3, предел прочности при сжатии — до 5- 10s н/м2, плотность почти абсолютная. Для частичной или полной поризации камней на дно формы насыпают увлажненную коксовую мелочь. Для литья камней могут быть использованы шлаки черных и цветных металлов. Лучшими для литья плотных камней являются кислые шлаки. Из отвальных шлаков изготовляют щебень для строительных и дорожных бетонов.

Ячеистые материалы и изделия. К числу ячеистых материалов на основе шлаков относят шлаковую пемзу (рис. 40) — ячеистый

материал в виде щебня. Образование шлаковой пемзы из огнен­ но-жидких шлаков при взаимодействии их с водой сопровождается сложными физико-химическими процессами, вызывающими вспучи­ вание, в зависимости от их состава. Например, в шлаках, содержа­ щих сернистые соединения вспучивание происходит по таким ре­ акциям:

CaS + 2НвО HjS + Са(ОН)2; MnS + 2Н20 H2S + Мп(ОН)2;

2CaS + 2Н30 -V Ca(SH), + Ca(OH)s;

Ca(SH)2 + Н20 -* Са(ОН)2 + 2H2S.

Сероводород в окислительной атмосфере является неустойчивым соединением и, окисляясь до S02, вспучивает шлак.

Шлаковую пемзу изготовляют центробежным, струйным или бассейновым способами.

По центробежному способу (рис. 41) смешанный с водой огнен­ но-жидкий шлак центробежной машиной выбрасывается на экран, укрупняется в глыбу и затем дробится и сортируется.

При струйном способе шлаковый расплав стекает по лотку на струю водовоздушной смеси, дробится на гранулы, которые посту­ пают в камеру смешения. В этой камере гранулы интенсивно пере­ мешиваются с водовоздушной смесью и вспучиваются. Вспученные гранулы вместе со струей воздуха и водяной пыли выбрасываются на экран. Здесь гранулы объединяются в глыбу. При достижении определенного веса глыба попадает на пластинчатый транспортер и затем дробится на щебень мелкоячеистой структуры.

Сущность бассейнового способа получения шлаковой пемзы состоит в одновременном вспучивании массы расплава в бассейне во всей толще. По этому способу, огненно-жидкий шлак сливается в бассейн, в дно которого вмонтированы водопроводные трубы, по­ крытые слоем песка, который смачивается равномерно водой до

Рис. 41. Схема процесса изготовления шлаковой пемзы центробежным способом:

слива шлака. Через трубы с момента поступления шлака подается под давлением вода, необходимая для вспучивания шлака.

Объемная масса шлаковой пемзы в куске равна 600—1100 кг/м3, а в щебне с пустотностью 40% — от 300 до 800 кг/м3. Предел проч­ ности при сжатии (40 -f- 100) 105 н/м2, коэффициент теплопровод­ ности в куске 0,07—0,14 вт/м-град. Шлаковая пемза является хоро­ шим материалом для получения легких бетонов и растворов.

В последнее время проводятся опыты по изготовлению крупно­ размерных легких изделий из вспученных шлаковых расплавов ме­ тодом проката. Проведены также исследования по получению круп­ ных блоков из шлаковой пемзы путем заливки огненно-жидкого шлака в формы.

Волокнистые материалы и изделия. Из стабилизированных ос­ новных доменных шлаков и нераспадающихся кислых шлаков про­ изводят эффективный теплоизоляционный материал — шлаковую, или минеральную, вату и теплоизоляционные изделия на ее основе.

Сырьем для изготовления минеральной ваты могут служить раз­ личные силикатные материалы (диабазы, базальты, мергели, доло­ митовые известняки, сланцы, шлаки доменные, ваграночные, котель­ ные и др.), у которых модуль кислотности Мкисл больше единицы:

SiO;-)- AI2O3 - ,

CaO + MgO ^ '

Сырье, не отвечающее этим условиям, шихтуют из различных материалов до получения указанного модуля. Наиболее распрост­ раненным сырьем для производства минеральной ваты являются доменные шлаки соответствующего состава, поэтому изготовляе­ мую из них вату называют шлаковой.

Технологический процесс производства шлаковой ваты состоит из расплавления шлака соответствующего состава в вагранках и раздува расплава. Известно несколько способов переработки шла­ ковых расплавов на вату. Вата из шлакового расплава образуется путем воздействия на расплав потока пара, воздуха или газа (ду­ тьевой способ) или центробежной силы (центробежный способ).

Технологическая схема производства матов из минеральной ва­ ты раздувом расплава приведена на рис. 42.

В Еагранку подают минеральное сырье и топливо (обычно кокс). Выходящая из летки вагранки струя расплава раздувается паром под давлением 5—8 ат. Образующиеся при этом тонкие нити (сырая минеральная вата) транспортером подаются на склад или на кон­ вейер для изготовления из нее теплоизоляционных изделий.

Изготовляют минеральную вату также центрифугированием ми­ нерального расплава валками, вращающимися со скоростью 3000 обімин.

Получать минеральную вату можно непосредственно из домен­ ных огненно-жидких шлаков, а также из шлаков электростанций с жидким шлакоудалением.

Сырая вата состоит из тонких переплетенных волокон и неболь­ шого количества включений в виде круглых стекловидных шариков

Рис. 43. Изделия из минеральной ваты:

гожкн; е — звукопоглощающая плита.