4

5.Строительное стекло

5.1ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

СТЕКЛО - твердый аморфный материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. По агрегатному состоянию занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим веществами.

Главным компонентом современных промышленных стекол служит кремнезем (двуокись кремния). Для придания стеклу нужных свойств (цвета, прозрачности, химической и механической стойкости, люминесценции под воздействием излучений, поглощения лучей определенного спектра и т.д.) также используются и химические соединения бора, алюминия, магния, кальция, бария, свинца, натрия, калия, железа, серы.

Общая классификация стекла по назначению (основные виды):

•строительное стекло;

•тарное стекло;

•техническое (кварцевое, светотехническое, стеклянные волокна);

•сортовое.

Строительным стеклом называют изделия из стекла, применяемые для остекления световых проёмов, устройства прозрачных и полупрозрачных перегородок, облицовки и отделки стен, лестниц и др. частей зданий.

К этой же категории относят тепло- и звукоизоляционные материалы (пеностекло и стекловата), а также стеклянные трубы.

Строительное стекло подразделяют на:

-листовое оконное стекло;

-полированное;

-витринное;

-армированное;

-узорчатое;

-цветное;

-профилированное;

-стеклоблоки;

-стеклопакеты;

-марблит;

-коврово-мозаичное;

-увиолевое стекло;

-стемалит и некоторые др. виды.

5.2 Технология получения стекла

Технология получения стекла состоит из двух циклов.

Цикл технологии стекломассы включает операции:

а) подготовки сырых материалов; б) смешивания их в определённых соотношениях в шихту;

в) варки шихты в стекловаренных печах для получения однородной жидкой стекломассы.

Цикл технологии получения стеклянных изделий складывается из операций:

а) доведения стекломассы до температуры, требуемой условиями формования из неё разнообразных изделий;

б) формования изделий; в) постепенного охлаждения изделий до комнатной

температуры ; г) термической, механической или химической (в отдель-

ности либо во взаимном сочетании) обработки отформованных изделий для придания им заданных свойств.

Сырые материалы, применяемые для стекловарения,

делятся на главные и вспомогательные.

Главные сырые материалы содержат кремнезём, борный

ифосфорный гидриды, окись алюминия, оксиды щелочных

ищёлочноземельных металлов, окись свинца, цинка и др.

Кремнезём - главная часть стекла, вводимая в виде молотого кварца. Пригодность песка для стекловарения определяется содержанием в нём примесей и зерновым составом. Вредными примесями являются соединение железа и хрома, придающие желтовато-зелёный цвет. Размер зёрен песка для стекловарения должен находиться в пределах 0,2-0,5 мм.

Окись алюминия вводится с глиной, каолином, гидратом окиси алюминия или в виде чистого глинозёма.

Окись натрия вводится с одной кальцинированной содой либо (частично) с селитрой.

Окись калия вводится в виде солей — кислой или азотнокислой (селитра); применяется главным образом в производство посуды, цветных, оптических и некоторых технических стекол.

Окись лития используется при выработке опаловых и некоторых специальных стекол и даётся в виде содержащих литий минералов.

Окись кальция вводится преимущественно в виде мела или известняка; окись магния — в виде доломита, магнезита или жжёной магнезии.

Окись бария применяется в виде углекислого, азотнокислого и сернокислого бария; используется при производстве оптических стекол и хрусталя. В тех же производствах находит применение окись свинца, которая вводится в

виде сурика или глёта.

Окись цинка применяется в производство оптических, химико-лабораторных и некоторых других стекол.

Массовое производство стекла стало возможным только в конце XIX века благодаря изобретению печи СименсаМартина и заводскому производству соды.

В XIX в. появились первые машины-автоматы для изготовления изделий из полого стекла. И только в XX в. были разработаны различные способы вытягивания бесконечной ленты стекла: методы машинной вытяжки стекла ЛиббиОуэнса, Фурко, Питтсбурга.

По способу Эмиля Фурко (1902 г.) стекло вытягивалось по вертикали из стекловаренной печи через прокатные вальцы в виде непрерывной ленты наружу, поступая в шахту охлаждения, в верхней части которой оно резалось на отдельные листы.

Толщина стекла регулировалась изменением скорости вытягивания.

К вспомогательным сырым материалам относятся

осветлители, обесцвечиватели, красители, глуши-

тели, а также восстановители (углеродистые вещества).

Вкачестве осветлителей, удаляющих из стекла пузыри, применяют сульфаты натрия и аммония, хлористый натрий, трёхокись и пятиокись мышьяка в сочетании с селитрой, плавиковый шпат.

Некоторые из них одновременно являются обесцвечивателями. Химическое действие обесцвечивателей сводится

кокислению в стекле железа.

Вкачестве красителей применяют соединения кобальта, никеля, железа, хрома, марганца, селена, меди, урана, кадмия, серу, хлорное золото и др.

Рассеивающие свет, т. е. мало прозрачные стекла называются глухими или заглушенными. В зависимости от степени глушения различают молочные, опаловые и опалесцирующие. В качестве глушителей применяются фтористые соединения, фосфаты, соединения сурьмы, олова и др.

Схема вытягивания стекла способами Либби-Оуэнса (а) и Фурко (б)

Метод Фурко находит применение вплоть до настоящего времени. Стекло, получаемое этим методом, называется

тянутым стеклом.

Для изготовления витринных и зеркальных стекол тянутое и прокатное листовое стекло подвергают шлифовке и полировке.

Наиболее передовым является флоат-метод, разработанный и запатентованный в 1959 году английским изобретателем Аластером Пилкингтоном.

Стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом для дальнейшего охлаждения и отжига.