Структура и состав строительного стекла. Свойства строительного стекла.

Стекло - твердый аморфный материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. Для придания стеклу нужных свойств (цвета, прозрачности, химической и механической стойкости) используются химические соединения бора, алюминия, магния, кальция, бария, свинца, натрия, калия, железа, серы. Общая классификация стекла по назначению: строительное стекло; тарное стекло; техническое; 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. СОСТАВ. Стекло не является химическим веществом с определенным составом, который может быть выражен химической формулой; поэтому состав стекол условно выражают суммой оксидов (например, состав обычного оконного стекла SiO, — 70..72 %; Na2O — 14...15 %; CaO — 6, 5...7 %; MgO - 4 %; Ai2O3 - 2 %). Материалы, применяемые для стекловарения, делятся на главные и вспомогательные. Главные сырые материалы содержат кремнезём, борный и фосфорный гидриды, окись алюминия, оксиды щелочных и щёлочноземельных металлов, окись свинца, цинка и др. Кремнезём - главная часть стекла, вводимая в видемолотого 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 Аl₂О₃ вводится с глиной, каолином, гидратом окиси алюминия или в виде чистого глинозёма. Окись натрия Na₂O вводится с одной кальцинированной содой либо (частично) с селитрой. Окись калия К₂О 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 инекоторых специальных стекол и даётся в виде содержащих литий минералов. Окись кальцияСаО вводится преимущественно в виде мелаили известняка; окись магнияMgO —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. К вспомогательным сырым материалам относятся осветлители, обесцвечиватели, красители, глушители, а также восстановители. СТРУКТУРА. Стекло — аморфное вещество. По агрегатному состоянию занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим веществами. Однако упорядоченность расположения атомов существует и в стеклах. Для плавленого кварца и силикатных стекол остаются в силе общие законы кристаллохимии силикатов; каждый атом кремния в них тетраэдрически окружен четырьмя атомами кислорода, но эти тетраэдры сочетаются друг с другом беспорядочно, образуя непрерывную пространственную сетку, в пустотах которой тоже беспорядочно располагаются ионы металлов. Благодаря этому один «микроучасток» стекольной массы отличен по атомному строению от другого, соседствующего с ним. Этим и объясняется отсутствие у стекла постоянной точки плавления, постепенность перехода его из твердого в жидкое состояние и обратно. СВОЙСТВА Строительное стекло чаще подвергается изгибу, растяжению и удару, поэтому главным показателем, прочность при растяжении и хрупкость. Расчетный теоретический предел прочности стекла при растяжении составляет 12 000 МПа, практически эта величина ниже в 200...300 раз, и колеблется от 30 до 60 МПа (при сжатии — 700... 1000 МПа и более). Это объясняется тем, что в стекле имеются ослабленные участки (трещины, внутренние напряжения). На прочность стекла оказывают влияние и технологические дефекты, инородные включения. Хрупкость — главный недостаток стекла, проявление хрупкости у материалов является следствием сочетания нескольких факторов: низкое значение отношения прочности материала на разрыв к его модулю упругости Rp/E и высокая скорость и отсутствие препятствий для распространения трещин. Оптические свойства стекла характеризуются светопропускаиием (прозрачностью), светопреломлением, отражением, рассеиванием и др. Обычные силикатные стекла пропускают всю видимую часть спектра и не пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Теплопроводность различных видов стекла составляет 0, 5... 1 Вт/(м*°С). Коэффициент линейного температурного расширения стекла относительноневелик. Звукоизолирующая способность стекла относительно высока. По этому показателю стекло толщиной 1 см соответствует кирпичной стене в полкирпича — 12 см.