Свойства стекла

Стекло в конструкциях подвергается растяжению, изгибу, удару, реже сжатию. поэтому осн. мех. свойствами стекла явл-ся прочность при ратяжении и хрупкость. Прочность на сжатие высокая - до 1000 МПа, на растяжение - 35-85 МПа, на изгиб - 0, 2МПа. Улучшают мех. свойства стекла в 5 - 15 раз путём закалки (нагрев до 650˚ С и резкое охлаждение). Увеличить сопротивляемость удару м. введением оксидов магния и бора. Твёрдость стекла: 5 - 7. Оптич. свойство х-ся светопропусканием (прозрачность, рассеяние, отражение, светопреломление). Силикатные стёкла пропускают всю видимую часть спектра, кроме ультрафиолета и инфракрасных лучей. Показатель преломления: 1, 5 - 1, 52. Теплоёмкость: С=0, 63 - 1, 05 кДж/кг˚ С. Теплопроводность: λ =0, 4 - 0, 82 Вт/м˚ С. Модуль упругости: Е=83000 МПа.

Изделия из стекла

Листовое стекло:

1)Оконное. Листы толщиной 2; 2, 5; 3; 4; 5; 6 мм. Сорт зависит от наличия дефектов (свиль, пузырь). Светопропускание: до 90%.

2)Витринное. Толщ. 5 - 12 мм (5 - 6 мм - неполированное оконное, 7 - 12 мм - полированное). Светопропускание 75%.

3)Закалённое. Прочность при ударе в 10 раз выше обычной, при изгибе - в 8 раз. Безопасное - при повреждении рассыпается без острых углов. Применяют для устройства витрин, дверей, перегородок, в производстве стеклянной мебели.

4)Светорассеивающее: узорчатое - получают методом проката на гравировальных вальцах; матовое - на пескоструйных машинах. Через трафарет м. получать рисунок.

5)Армированное - методом проката запрессованной металлической сетки. Бывает плоское и волнистое.

6)Теплопоглощающее - поглощает до 75% инфракрасных лучей, за счёт содержания оксидов железа, никеля, обальта.

7)Увиолевые - пропускают до 75% ультрафиолетовых лучей, т. к. практически не содержат оксида железа, титана, хрома.

8)Термостойкие - боросиликатные, содержат оксиды рубидия, лития. К-т темпер. расширения в 2 раза меньше, чем у силикатного стекла. Выдерживает т-ру до 200˚ С.

9)Электропроводящие - изг-ся с помощью напыления солей метал. серебра с послед. нагревом до 500 - 700˚ С. Такое стекло не запотевает. Если в состав напыления введены люминофоры, получается отражающее стекло.

Облицовочное стекло. Получают нанесением керамич. эмали или применяя глушёное стекло. В 1-ом случае м-л наз-ся стемалит, во 2-ом - марблит. Стеклянные эмалированные плитки получают из отходов листового стекла, размер 150х150, наносится слой эмали. Стеклянные мозаики - это плитки из цветного стекла 20х20. Смальта - запрессованная в горячем состоянии между двумя слоями стекла разноцветная фольга. Зеркала получают нанесением тонкого слоя серебра или алюминия, закрепл. асфальт. лаком.

Объёмные изделия:

1)Стеклянные блоки - получают спрессовыванием половинок, имеющих на внутренней стороне светопропускание не менее 65%, теплопроводность 0, 4 Вт/м˚ С, светорассеяние - 25%.

2)Стеклопакеты - изг-т из 2 - 3-х листов стекла, соединённых по периметру метал. обоймой. Между слоями - герметичн. воздушн. полость шир. 15 - 20 мм.

3)Стеклопрофили - имеют коробчатое строение, длиной до 6 м, светопропускание 40 - 70%. Исп-ся для устройства несущих стен, внутренних перегородок, остекления фонарей в зданиях.

4)Стеклянные трубы. Разных диаметров, из силикатных и хим. стойких стёкол. Преимущества - гладкая пов-ть, низкий к-т трения, гигиеничность, прозрачность, хим. стойкость.

Стеклокристаллические м-лы (ситалы)

Если изг-т из шлаковых расплавов, то это шлакоситалы, если из стекл. - просто ситалы. Их получают путём направленной кристаллизации стёкол или шлаковых расплавов, протекающей во всём объёме отформованных изд-й. Объём кристаллических образований сост-т 5 - 10%, эти образования равномерно распределены в изделии. Кристаллизацию осущ-т при термич. 2-стадийной обработке, причём на 1-ой стадии т-ра соответствует т-ре зарождения кристалла, на 2-ой - т-ре макс. скорости роста кристаллов. Крист-ция шлаков и стёкол становится возможной за счёт введения катализаторов кристаллизации, добавок флюоридов, фосфатов, циркония, щелочных и щелочно-земельных металлоав, к-е вв-ся в кол-ве 4 - 5%. По сравнению со стеклом, ситалы приобретают выс. мех. прочность, термостойкость, твёрдость, диэлектрич. свойства. Применяют в дорожном стр-ве, космич. технике, гидротехнич. сооружениях.

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием.

К лакокрасочным материалам относятся: 1) грунтовки и шпаклевки для подготовки поверхности к окраске; нанося их, получают однородные и ровные поверхности; 2) красочные составы (краски), применяемые в вязкожидком или пастообразном виде, образующие покрытия нужного цвета; 3) связующие вещества и пигменты, из которых изготовляют красочные составы; 4) лаки, создающие пленку, отличающуюся блеском; 5) растворители и разжижители лаков и красок; 6) пластификаторы, отвердители полимерных красок и другие специальные добавки.

Лакокрасочные материалы применяют для архит отделки фасадов зданий, они придают помещениям красивый вид, создают в них необходимые санитарно-гигиенические условия Нередко лакокрасочные материалы помогают предохранить материал конструкции от разрушительных воздействий среды. Отделочный слой фасада здания первый встречает действие дождя, ветра, агрессивных газов, содержащихся в воздухе, изменения температуры среды. Придавая лакокрасочному покрытию водоотталкивающие свойства и эластичность, можно значительно увеличить срок безремонтной службы самой отделки, повысить долговечность конструкции и улучшить эксплуатационные качества зданий. Все шире применяют лакокрасочные материалы специального назначения. Одни из них являются химически стойкими, ими покрывают металлические и железобетонные конструкции для предохранения от коррозии, другие необходимы для защиты древесины (антисептические и огнезащитные краски для дерева).

Имеются жароупорные лаки, которыми окрашивают промышленное оборудование. Санитарно-техническое оборудование, металлические трубопроводы также нуждаются в защитной окраске.

Лакокрасочная промышленность выпускает в основном готовые материалы, перед их употреблением добавляют лишь растворители или разбавители. Сборные конструкции и детали должны поступать с заводов на строительство с полной готовностью, т. е. в окончательно отделанном виде. Для этого на заводах сборных строи- тельных конструкций предусматривается конвейерная линия отделки элементов.

Связующими веществами в красочных составах являются следующие материалы: полимеры – в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки – в каучуковых красках; производные целлюлозы – в нитролаках; олифы – в масляных красках; клеи (животный и казеиновый) – в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества – в цементных, известковых, силикатных красках.

Полимеры применяют в красках и лаках вместе срастворителем, а также в сочетании с олифой или цементом (полимерцементные красочные составы).

Применение синтетических полимеров значительно сократило расход растительных масел на приготовление строительных красок и дало возможность выпускать новые виды долговечных и экономичных красочных составов. Хотя некоторые полимерные краски и лаки еще дороги, все же стоимость окраски 1 м³ поверхности полимерными составами, отнесенная к одному году эксплуатации, часто бывает ниже стоимости отделки другими строительными красками (известковыми и др.). Широкое применение полимерных лаков и эмалей привело к почти полному отказу от импорта дорогих природных смол (шеллака, копалла, даммара), ввозимых из Индии и других стран. Прежде основным сырьем лакокрасочной промышленности являлись природные смолы и растительные масла.

Связующее вещество – главный компонент красочного состава, который определяет консистенцию краски, прочность, твердость и долговечность образующейся пленки. Связующее выбирают, учитывая и прочность его сцепления (адгезию) с основанием после затвердевания. Защитные свойства лакокрасочного покрытия по отношению к металлу, бетону или другому материалу зависят как от связующего, так и от примененного пигмента. Например, алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, в то время как малярная сажа ее ускоряет.

Пигменты. Белые пигменты: известь, мел и белила. Титановые белила – самый лучший белый пигмент. светостойкий, с хорошей кроющей способностью. Цинковые белила (оксид цинка) – светостойкие, неядовитые, но не щелочестойки. Свинцовые белила – порошок основного углекислого свинца. Токсичный, нельзя смешивать с ультрамарином, темнее в присутствии сернистых соединений. Мето???? вые белила состоят из осаждённого цинка и сернокислого бария, но желтеют на свету. Для внутренних работ.

Алюминиевый пигмент применяют в смеси с лат. олифой, как антикоррозионную краску по металлу.

Синие пигменты. Ультрамарин получают сплавлением Na2SO4 с углём или каолином. Стоек в воде, в слабых щелочах, средняя стойкость на свету. Лазурь малярная – соединения железа и синильной кислоты. Интенсивный синий пигмент, атмосферостойкий. Меняет цвет, примен. в масляных красках, по дереву и металлу.

Жёлтые пигменты: хромы и охры. Хром цинковый – хромовоцинковый. Хром свинцовый – цвет от лимонного до оранжевого. Под действием щелочей краснеет. Охра – земляные краски из Fe_x(OH)₂ и глины. Цвета от светло-золотистого до коричневого.

Коричневая. Эта группа включает: умбру (земляную краску, состоящую из глины с примесями железа и магния). При смешивании железного сурика и мумиё получают коричневый пигмент.

Красные пигменты: мумиё, сурик железный, сурик свинцовый. Мумиё природное – тонкий порошок, окрашенный в естественных условиях оксидами железа. Мумиё искусственное – оксид железа и CaSO₄. Сурик свинцовый – оранжево-красный порошок с оксидом свинца.

Редокс???? – состоит из смеси железооксидных пигментов.

Зелёные пигменты. К ним относят окись хрома. Устойчива к действию кислот, щелочей и высоких температур. Зелень цинковая – получается смешиванием хрома с лазурью и наполнителем.

Чёрные пигменты. Сажа малярная 9почти чистый углерод). Графит состоит на 75% из углерода. Нельзя покрывать железом. Пиролюзит MnO₂ – светостоек, очень дешёвый.

Основные свойства пигментов. Дисперсность влияет на все основные свойства. Размеры частичек у природных пигментов 0, 5 – 40 мкн, у искусственных – 0, 5 – 2 мкн.

Укрывистость (кроющая способность) – хар-ся расходом красочного состава в граммах на 1 м² окрашиваемой пов-ти.

Красящая способность – хар-ся как свойство пигментов передавать свой цвет белому пигменту.

Маслоёмкость – хар-ся кол-вом олифы на 100 г пигмента для получения рабочей констистенции.

Растворители и разбавители

Растворители применяют в полимерных красках для придания рабочей констистенции. Ррастворителями служат????? летучие жидкости: уайт-спирт, сольвент-нафт, бензол-дихлорэтан. Для клеевых составов – вода.

Разбавители применяют для уменьшения вязкости. Содержат связующие – олифу или эмульсию (вода в масле).

Краски на основе полимеров

Изготовляют эмульсионные. полимерцементные и силиконовые краски, а также лаки. лики представляют собой растворы????, битумов в летучих орг. раст-х. При высыхании лаковое покрытие образует плотную прозрачную плёнку с зеркальным блеском. Название лака соответствует названию плёнкообразующего вещества (смолы), а иногда и названию растворителя. Бывают лаки смоляные: полиэфирные, мочевино-формальдегидные, нитролаки.

Масляно-смоляные – получают на основе синтетических смол, модифицированных маслами. битумные лаки получают растворением битума в органическом летучем растворителе. Применяют для защиты от коррозии. Серный лак -????? лак.

Спиртовые лаки – носят название политур и представляют собой растворы смол в спирте. На основе лаков получают летучие смоляные краски – готовые суспензии пигментов????. При большом кол-ве смолы их называют эмалями. Эмаль сод-т в себе свойства лака и краски. Бывают эмали: полихлорвиниловые, эфироцеллюлозные, альдегидные, хлоркаучуковые. Эмали быстро сохнут, дешевле масляных красок. Применяют для наружных работ в зданиях 2 и 3 класса, по дереву, металлу, бетону.

Эмульсионные (????? водорастворимые краски) – представляют собой эмульсии, дисперсии полимеров в воде, содержат эмульгаторы. Выпускают в виде пасты. к-рую развоодят мягкой водой. Плёнка формируется за счёт распада эмульсии и испарения воды. Плёнка паропропускаема; стены, покрытые этой краской, дышат. Выпускают: ПВА, буто???? стирольные, крилатные (?????).

Полимерцементные краски изг-т из белого цемента, водной дисперсии полимера. Чаще всего ПВА, пигментов и наполнителя, известковая мука.?????? Используют для отделки заводских помещений.

Красочные составы

Масляные краски получают при тщательном растирании пигментов с олифами. В зависимости от консистенции выпускают густотёртые краски и готовые к употреблению. Густотёртые перед употреблением расворяют олифой. Применяют ко всем видам поверхностей. Нельзя применять на влажной пов-ти.

Водоразбавленные краски – на основе водных красок и клеев. приготовляют на мете работ и разбавляют водой.

Известковые краски изготовляют на извести со щелочестойкими пигментами. Добавляют олифу для придания блестящей плёнки. Дешёвые краски применяютдля окраски фасадов зданий и для внуренних работ. Некоторую водостойкость придаёт процесс карбонизации:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Цементные краски изг-ют из цементов, щелочестойких пигментов и хлористого кальция, извести и ПАВов. Известь и ПАВ повышают водоудерживающую способность. Применяют для окраски бетонных, оштукатуренных, а также влажных пов-тей.

Силикатные краски изг-ют на растворимом калиевом стекле К₂OnSiO₂ со щелочестойкими пигментами с тонкомолотыми добавками (трепел). Твердение происходит в рез-те гидролиза силиката кальция с образованием нерастворимых силикатов и гелевидного кремнезёма. применяют для окраски фасадов. Можно окрашивать дерево, тогда оно приобретает несгораемость.

Клеевые краски придставляют собой суспензии пигментов, мела в водном коллоидном растворе клея. Неводостойкие применяют для внутренних работ в сухих помещениях. Выпускают казеиновые краски в сухом виде, они состоят из клея, пигмента, извести и антисептика. Применяют для внутренней окраски.

Металлами называют вещества, характерными признаками которых при обычных условиях являются высокая прочность, пластичность, тепло- и электропроводность, особый блеск, называемый металлическим. Такие признаки металлов обусловливаются их электронными межатомными связями и кристаллическим строением. При очень высоких давлениях свойства металлов могут меняться.

Металлические элементы составляют почти ¾ всех существующих в природе элементов, но не все находят широкое применение в технике и строительстве. Некоторые из них встречаются очень редко. Из наиболее ценных и важных для современной техники металлов лишь немногие содержатся в земной коре в больших количествах: алюминий – 8, 8 %, железо – 4, 65 %, магний – 2, 1 %, титан – 0, 63 %.

Чистые металлы в большинстве случаев обладают недостаточно высокими физическими, механическими и химическими свойствами. Для улучшения этих свойств металлы сплавляют с другими элементами. Сплавами называют металлические вещества с характерными свойствами металлов, получаемые при затвердевании жидких расплавов. Сплавы содержат два и более химических элемента. Входящие в состав сплава элементы или вещества (компоненты сплава) могут находиться между собой в одной из трех видов связи: химической, твердых растворов, механической смеси. Металлы, применяемые в строительстве, разделяют на две основные группы: черные и цветные. Черные металлы – сплав железа с углеродом.

Сталь – основной конструкционный материал, применяемый в строительстве. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Углеродистые стали содержат железо, углерод и примеси (марганец, кремний, серу, фосфор), которые называют нормальными при содержании их в пределах нормы. Легированные стали в отличие от углеродистых, кроме железа, углерода и нормальных примесей, содержат специально вводимые для изменения свойств стали легирующие добавки (никель, хром, титан, вольфрам и т. д.). К легирующим добавкам относятся также марганец и кремний, если их содержание больше, чем предусмотрено для примесей.

Чугун содержит 2 – 6, 67 % углерода. Чугуны являются как конструкционным материалом, так и промежуточным продуктом при производстве стали. По составу и применению чугуны подразделяют на передельные (белые), литейные (серые), специальные (ферросплавы).

К цветным относятся все металлы, кроме железа. Больше всего применяют в технике следующие металлы: алюминий, медь, никель, титан,, цинк, свинец, олово, вольфрам, ванадий. Цветные металлы, как и черные, в чистом виде весьма редко используют в строительстве.