Выполнил студент гр. 05ГСХ Дранкина Л.В.
Материалы из минеральных расплавов Минеральные (неметаллические) расплавы представляют собой огненно-жидкие, вязкие массы расплавленного при высокой температуре природного неорганического сырья или промышленных шлаков. В зависимости от исходного сырья расплавы различают: - стеклянные ( Q песок и др. осадочные г.п.), - каменные (из магматических и осадочных г.п.), - шлаковые (из промышленных шлаков с обогащающими добавками). Получаемые из данных расплавов стройматериалы и изделия различаются по сырьевому и технологическому признакам по аналогии: - стеклянные, - каменные, - шлаковые.
Бурное развитие промышленного и гражданского строительства требует увеличения выпуска все новых и новых материалов и изделий, обладающих, повышенными физико-механическими свойствами, высокой твердостью и кислотостойкостью, водонепроницаемостью, сопротивляемостью истиранию и декоративно-облицовочными свойствами. Такими новыми материалами являются материалы и изделия, получаемые из минеральных расплавов. Минеральные расплавы в зависимости от вида исходного сырья можно разделить на следующие группы: стеклянные расплавы; каменные расплавы; шлаковые расплавы.
Листовое оконное стекло является наиболее распространенным видом плоского стекла. Стекло выпускается толщиной от 2 до 6 мм, максимальный размер листа 1,6x2,2 м, светопропускаемость его в зависимости от толщины колеблется от 90 до 85% и понижается с увеличением толщины.
Витринное стекло имеет толщину 6—12 мм и размер до 3,5x4,5 м. В настоящее время плоское стекло изготавливают главным образом с помощью флоат–метода, однако, устаревшие метод вытяжки и метод прокатки все еще используются в незначительном объеме при производстве известных специальных стекол, среди которых можно назвать изготовление узорчатого стекла с использованием различных способов прокатки. Также и метод дутья стекла по–прежнему находит применение, например, при производстве различных художественных изделий из стекла. Готовое "обычное" стекло можно в дальнейшем обработать различными методами таким образом, чтобы оно соответствовало своему назначению.
При использовании метода машинной прокатки или метода выдувки, а также путем выдувания ртом изготавливают стекла, которые обладают характерными неровностями на поверхности, неравномерно расположенными узорами или пузырями в объеме стекла. Стекло может быть прозрачным или окрашенным. Толщина колеблется, обычно, между 2–4 мм.
Термин "солнцезащитное стекло" – это нарицательное название, данное стеклу, которое обладает способностью снижать пропускание световой и/или солнечной тепловой энергии. Такими стеклами являются, например, окрашенные во всей массе стекла, различные стекла с покрытиями (стекла с покрытиями тип On–line и Off–line).
В настоящее время наиболее распространенный тип стекла, получаемый с помощью флоат–метода, при котором стекло при выходе из печи плавления выливается на поверхность расплавленного олова и дальше в виде непрерывной ленты поступает через зону охлаждения на дальнейшую обработку. Флоат–стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов. Наибольший размер получаемого стекла, как правило, составляет 5100 – 6000 мм х 3210 мм, при этом толщина листа может быть даже меньше двух миллиметров и достигать 25 мм. Получаемое стекло может быть прозрачным, окрашенным или с покрытием (стекла с покрытиями типа On–line).
Узорчатые стекла, обычно, получают методом машинной прокатки. При этом на одной или на обоих поверхностях стекла остается желаемый рисунок, который получается с помощью вальцовочных цилиндров с нанесенным рисунком. Иногда узорчатое стекло делают и вручную на валках ("литье"). Изготовленное вручную на валках стекло, как правило, находит применение при работе со специальным художественным стеклом. Узорчатые стекла подходят к самым разнообразным вариантам внутреннего остекления, поскольку позволяют изготовителю найти самые фантастические варианты.
Это полученное путем прокатки стекло, в которое проволочная сетка или расположенные в одном направлении проволочные нити вдавливаются или закрепляются между двумя стеклянными лентами. Армированное стекло менее прочное по сравнению с обычным стеклом такой же толщины – армирование уменьшает механическую прочность стекла. Изготавливается также со шлифованной поверхностью.
Кварцевое стекло – это стекло, выдерживающее особенно большие перепады температуры. Оно состоит почти из чистого оксида кремния. Это стекло обладает очень низким коэффициентом термического расширения.
Закаленное стекло изготавливают, нагревая вначале стекло до температуры более 600°С и затем резко охлаждая его. При этом в стекле образуются напряжения сжатия, которые увеличивают механическую прочность и стойкость стекла к перепадам температур. При разрушении стекло рассыпается на мелкие безопасные осколки. Большинство видов стекол можно подвергать термической закалке. Следует обратить внимание на тот факт при производстве таких стекол, что механическая обработка стекла выполняется всегда до процесса закаливания, поскольку закаленное стекло невозможно обработать механическим образом. Закаленные стекла можно в дальнейшем использовать, кроме всего прочего, при производстве изолирующих стеклопакетов или ламинированных стекол.
Противопожарные стекла можно разделить по их защитным свойствам, например, на огнестойкие и изолирующие от огня стекла. Огнестойкие стекла препятствуют проникновению пламени и дыма в течение времени, характерного для каждого класса стекла. Стекла такого типа – это, как правило. однослойные, закаленные и изготовленные специально для защиты от пожара стекла, которые пропускают, как правило, тепловое излучение. Защищающие противопожарные стекла (или также отсекающие зону пожара стекла) – это, как правило, элементы из ламинированных стекол типа стеклопакетов или элементы из специальных материалов, полученных специальными методами, которые кроме того, что препятствуют проникновению огня и дыма. защищают также и от проникновения теплового излучения таким образом, что температура на противоположной поверхности поднимается медленно.
Зеркало – это такое стекло, задняя поверхность которого обработана так, что стекло приобретает особенно хорошие отражающие свет свойства. Для получения покрытия используется серебро, на него наносится медь и защитный слой краски. Выбор зеркал очень широк, поскольку зеркала можно изготавливать из разных стекол, а, кроме того, на сами зеркала можно наносить различные рисунки методом шелкографии, а также методом пескоструйной обработки.
Профилированное стекло – это прозрачные или цветные стеклянные пластины, вытянутые на стадии производства в форме U – образного профиля. На поверхности профилированного стекла, как правило, нанесен какой–либо рисунок, рассеивающий свет. Кроме того профилированное стекло может быть прозрачным (без нанесения какого–либо рисунка) или селективным (с нанесенным солнцезащитным покрытием). Профилированные стекла находят применение, например, в стеновых конструкциях в виде одно– или двухслойных конструкций. Профильное стекло используется для светопрозрачных ограждений и самонесущих стен в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве, для устройства внутренних перегородок и прозрачных плоских кровель в зданиях различных типов. Можно его применять в виде крупноразмерных панелей только из стекла или в сочетании с металлическими, бетонными, кирпичными или деревянными элементами зданий.
Термин "фасадные" стекла – это нарицательное название стекол, которые преимущественно используются при герметичной облицовке строений. Для этой цели обычно применяют окрашенные методом вжигания эмалевых красок стекла или прозрачные стекла или специальные sg–элементы для строительного остекления.
Увиолевое стекло пропускает ультрафиолетовое излучение. Так как ультрафиолет обладает бактерицидным действием, то в основном применяется для остекления лечебных учреждений, бассейнов, а также соляриев.
Теплопоглощающее стекло задерживает тепловое (инфракрасное) излучение и вследствие чего уменьшают нагрев помещения. Выпускают серое и бледно-голубое теплопоглощающее стекло. Широкое распространение в США получило стекло, покрытое тонкими окиснометаллическими пленками, отражающими до 30% и более солнечных лучей
Стеклянные блоки (стеклоблоки) представляют собой изделия, состоящие из двух прессованных полублоков, сваренных по периметру. Внутренняя полость блоков заполнена разреженным воздухом. Блоки изготовляют, с разнообразной фактурой внутренней или наружной поверхности. В зависимости от профиля и размера стенок блока изменяется интенсивность и направленность световых лучей, а также создается равномерное освещение отдельных участков и больших площадей в зданиях. Светопропускание стеклоблоков составляет 35—40%.
Выпускают также цветные, двухкамерные и светонаправленные блоки. Последние имеют рифления специальной формы,.обеспечивающей эффект направленности освещения. Предел прочности при сжатии блоков составляет в среднем 0,9—2,5 МПа, плотность — 800 кг/м3. Стеклянные блоки создают мягкое рассеянное освещение, увеличивают глубину естественной освещенности, исключают сквозную видимость. Ограждения из стеклоблоков обладаю! высокой огнестойкостью (до 2,4 ч) и звукоизоляционной способностью (38—40 дБ). Светопропускание бесцветных блоков составляет 50—56%, а цветных — 35—40%. Стеклянные блоки обладают также высокими звукоизоляционными свойствами. Они долговечны и гигиеничны.
Стемалит представляет собой листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими красками различных цветов (желтый, синий, красный, серый, черный и др.) Стемалит изготовляется из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6—12 мм, площадью до 3 м 2. Плотность стемалита 2,45— 2,5 г/см 3, предел прочности при сжатии 80, а при изгибе 25 к г /мм 2. Материал отличается высокой устойчивостью против атмосферных воздействий, постоянством цвета, прочностью, термической стойкостью. Стемалит предназначен для наружной и внутренней облицовки зданий; используется также для изготовления многослойных навесных панелей
Стемалит представляет собой листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими красками различных цветов (желтого, синего, красного, серого, черного и др.). Стемалит изготовляют из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6—12 мм, площадью до 3 м2. Средняя плотность стемалита — 2450—2500 кг/м3, предел прочности при сжатии —800 МПа, а при изгибе—180 МПа. Линейный коэффициент термического расширения составляет 90-10-7 1/К. Этот материал отличается высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям, постоянством цвета, прочностью, термической стойкостью.
Стеклопрофилит применяется для заполнения проемов, а также устройства перегородок и ограждений. Его выпускают длиной до 5—7 м коробчатого и швеллерного сечения (например 50x250 мм) и устанавливают вертикально, заполняя стыки эластичными прокладками (листовой резиной) или нетвердеющими мастиками.
Стеклянные коврово-узорчатые плитки получают в форме квадратов из непрозрачного прессованного или прокатного стекла различного цвета с глянцевой или матовой поверхностью. Размеры плиток 18X18X4, 22X22X4 и 23x23X4 мм. Плитка характеризуется высокой долговечностью и постоянством цвета. Применение ее позволяет обеспечить индустриальную отделку железобетонных панелей. Используется для наружной облицовки стеновых панелей и внутренней отделки помещений.
Триплекс - многослойное стекло из двух и более листов стекла, соединенных между собой одной или несколькими промежуточными прослойками (как правило, пластиковыми (ПВБ)). Такое стекло может быть как прозрачным, так и тонированным.
Триплекс с тканью - представляет собой ткань, вклеенную между двумя листами стекла. Максимальный размер полотна: 1260х3300 мм. Имеет множество типов декора, потому является не только безопасным, но и высоко декоративным отделочным материалом.
Матовое обладает высокими декоративно-художественными свойствами и выпускается в многочисленных вариантах и модификациях. Предназначено для ограждений балконов и оформления витрин, остекления оконных и дверных проемов, заполнения перегородок. Может быть армированным и окрашиваться разными способами (тонкий наружный слой или вся толща стекла).
Для матирования стекла применяются технологии «пескоструйки», химического травления и нанесения декоративных пленок. Пленки, как правило, наносятся на одну из сторон стекла. Чаще всего, матированное таким образом стекло устанавливается в перегородку пленкой внутрь, чтобы избежать механических повреждений пленки.
В случае, когда необходимы большие площади беспрофильного остекления, в перегородках используется закаленное «безопасное» стекло. Оно обладает значительно большим запасом прочности, нежели обычное стекло. «Безопасным» оно называется из-за того, что в случае разбиения оно рассыпается на множество мелких осколков, не имеющих острых кромок. Моллированное стекло – изогнутое закаленное стекло, которое устанавливается в радиусные секции перегородки. Радиус изгиба стекла составляет 800мм.
Один из самых древних отделочных материалов - мозаика из стекла и смальты. Ее разнообразие, яркость и чистота красок вдохновили на творчество многих создателей мозаичных картин. Мы и сегодня любуемся великими произведениями искусства на фасадах и в интерьерах соборов Святого Марка в Венеции, Святого Петра в Ватикане, храма Воскресения Христова (Спас на Крови) в Санкт-Петербурге, и это говорит о долговечности подобной отделки. Значит, правильно выполненную облицовку из стеклянной мозаики стен и полов в наших домах можно считать практически вечной! Сырьем для производства стеклянной мозаики служат порошкообразные смеси, основу которых составляют кварцевый песок, а также полевой шпат, сода с оксидами металлов, красители. Расплавленную пластичную массу разливают в формы, и они затем проходят печь тоннельного отжига. В результате получают небольшие плитки разной степени прозрачности.
Классическая стеклянная мозаика - это квадратные плиточки (тессеры) размером 10 × 10, 15 × г 15 и 20 × 20 мм, толщиной 3-4 мм. Реже встречаются прямоугольные пластины, которые часто применяют в качестве декоративных бордюров в сочетании с керамической плиткой. Особым шармом обладают элементы неправильной формы, напоминающие морские камешки, бублики, капельки и т. п. Сфера применения мозаики почти не имеет ограничений: это фасады и интерьеры домов; стены и полы в бассейнах, ванных комнатах и других помещениях с повышенной влажностью; любые криволинейные поверхности; дымоходы печей и каминов. Обычно берут элементы трех, четырех или пяти цветов, смешивают их в разных пропорциях и собирают в матрицы различных размеров (например, 30 × 30 мм) на бумажной или сетчатой основе. Так получают готовые мозаичные смеси.
Классический витраж собирают из стеклянных фрагментов разного цвета. Каждый элемент заключают в металлическую оправу (протяжку) из свинца, латуни, меди, мельхиора, бронзы. В местах касания металлические оправы спаивают друг с другом. Детализированный рисунок из маленьких цветных фрагментов получают, применяя технику "Тиффани". Стеклышки оклеивают по периметру лентой из медной фольги, собирают и пропаивают оловом. Технология фьюзинга позволяет обойтись без металлической оправы. Рисунок из мелких цветных кусочков составляют на базовом стеклянном листе. Затем композицию помещают в печь (при температуре 800 °С), где все элементы спекаются в единое целое.
Стекломрамор — облицовочные стеклянные плиты, имитирующие мрамор, предназначен для внутренней облицовки стен общественных и производственных зданий. Плиты изготовляют из стекломассы методом проката с последующей термообработкой. Для приготовления стекломассы используют песок, кальцинированную соду, обогащенный каолин, крем-нефтористый и азотно-кислый натрий и другие материалы. Плиты устанавливают снизу вверх горизонтальными рядами. Каждый ряд начинают с установки крайних плит, по которым натягивают контрольный шнур для проверки горизонтальности швов.
Лицевая поверхность плит из стеклокристаллита гладкая. На тыльной поверхности имеются рифления для обеспечения надежного сцепления плит с раствором. Плиты рассортировывают, укладывают и транспортируют аналогично плитам из стекломрамора. Покрытия полов из плит стеклокристаллита устраивают после окончания всех строительных и специальных работ — гидроизоляции, устройства фундаментов под оборудование, прокладки скрытых коммуникаций, открытых лотков и др., т. е. таких, при выполнении которых может быть повреждено готовое покрытие пола.
Марблит — цветное глушеное стекло с полированной лицевой поверхностью и рифленой тыльной. Листы марблита выпускают молочно-белого, черного, голубого, фиолетового и салатового цветов. Они могут имитировать мрамор с прожилками разного цвета. Плиты черного и зеленого цветов выпускают с блестящими переливающимися вкраплениями. Листы и плиты из марблита используют для облицовки фасадов и внутренней отделки общественных зданий, а также для устройства подоконников, прилавков и т. д.
Производство дутого стекла по сути своей является ручной эксклюзивной работой, потому отличается неповторимостью рисунка и завораживает красотой форм. В основном используется при оформлении интерьеров.
Материалы из каменного расплава обладают высокими прочностью, износостойкостью и стойкостью в химически агрессивных средах. Это позволяет применять изделия для облицовки технологических аппаратов и узлов, работающих в наиболее тяжелых условиях, заменяя другие дорогостоящие материалы, в частности металлы. Сырьем для получения каменного литья служат горные породы магматического происхождения, преимущественно базальты и диабазы, обладающие пониженной вязкостью в расплавах. По своему химическому составу базальты более постоянны, а каменное литье из них обладает высокой химической стойкостью и прочностью на истирание. Температура плавления базальта 1100—1450° С. Расплав обладает хорошими литейными качествами и кристаллизуется в течение 5—15 мин.
Облицовочные плиты и плитки получают, расплавляя базальт или диабаз и отливая их в формы. Ими облицовывают фундаменты и цоколи, а также делают покрытие для пола, стойкое к любым воздействиям (температура, щелочи, кислоты, истирание). Цвет плиток от белого и серого с различными оттенками до черного.
Литая брусчатка — великолепный износостойкий материал для мощения дорог, испытывающих большие нагрузки. Брусчатка также имеет набор необходимых свойств, такие как водопоглощение и морозостойкость. На брусчатке не образуются лужи, так как она просачивается в швы, которые образуются во время ее укладки. Брусчатка имеет большое преимущество перед асфальтом – это возможность демонтажа, если возникла необходимость проведения земляных работ, ее укладывают вновь после окончания работ. Покрытие не выделяет вредных веществ при нагревании.
Листы и плиты из шлакоситаллов Шлакоситаллы получают из металлургических шлаков. В огненно-жидкий шлак, поступающий с металлургического предприятия, вводят добавки, корректирующие его состав, и модификаторы — вещества, катализирующие кристаллизацию шлаков (обычно Т iO 2, CaF 2 и Р 2 О 5 ). Модификаторы в тонкодисперсном состоянии ограниченно растворяются в массе стекла и служат центрами кристаллизации. Рекомендуется использовать шлаки с содержанием CaO + MgO —40—45% и Si02+Al203 —45—50%. Изделия из шлакоситаллов вырабатывают непрерывным прокатом и прессованием. При выработке шлакоситалла непрерывным прокатом стекломасса прокатывается в непрерывную ленту шири; ной 1200--3000 мм, толщиной 8—20 мм на специальной прокатной машине.
Листы и плиты из шлакоситаллов Сформованная лента подается в газовую или электрическую туннельную печь, в которой происходит кристаллизация шлакоситаллов. Важным элементом в формовании изделия является выбор правильного режима теплообработки. Регулируя степень кристаллизации и состав кристаллической фазы, можно получить материал с требуемыми механическими и термическими свойствами. Общая продолжительность кристаллизации 2—3 ч, она проходит в две стадии: правая — при 970—990 К, вторая —при 1170—1190 К. После кристаллизации происходит отжиг, охлаждение и резка ленты на большие листы, которые в дальнейшем разрезаются на мелкоформатные плитки. Плитки из шлакоситалла могут также формоваться на высокопроизводительных прессах с последующей кристаллизацией. Изоляторы из шлакоситаллов формуют на карусельных прессах, а трубы— на установках центробежного формования.
Производство материалов из минеральных расплавов позволяет расширить ассортимент как конструкционных, так и отделочных строительных материалов и изделий. При этом технология производства позволяет регулировать физико-химические, механические свойства. Разнообразие отделочных материалов и изделий порождает огромное количество новых решений декора как жилых, так и общественных зданий.
