Скло ситалли і камяне литво Будівельні пластмаси

28.08.2015

Лекція на тему Скло ситалли і кам’яне литво Будівельні пластмаси

Виконав:

студент 633 гр.

Мосін Е. Р.

Перевірив:

Божевільний Погостнов

Луганськ 2008

Лекція 5. СКЛО. СИТАЛЛИ І КАМ’ЯНЕ ЛИТВО

Силікатне скло, отримують з суміші кварцового піску, крейди, соди і ін. компонентів.

Прозорість і можливість фарбування скла в будь-які кольори, висока хімічна стійкість, електроізоляційні і багато інші цінні властивості роблять скло незамінним будівельним матеріалом.

5.1 Сировина та технологія виготовлення скла

Сировинна шихта скла складається з наступних речовин: кремнезем (SiO2 ), вводять у вигляді кварцового піску, мелених кварцитів або пісковиків, підвищує тугоплавкість і хімічну стійкість скла. Глинозем (Al2 O3 ), надходить у сировинну шихту у вигляді польових шпатів і каоліну. Його вплив на властивості скла аналогічно дії SiO2 .Оксид натрію (Na2 О), вводять у скло у вигляді соди та сульфату натрію Na2 SO4 знижує температуру плавлення скла, підвищує коефіцієнт термічного розширення і зменшує хімічну стійкість. Оксид кальцію (СаО) і магнію (МдО) в шихту вводять у вигляді крейди, мармуру, вапняку, доломіту та магнезиту. Ці оксиди підвищують хімічну стійкість скла.

У спеціальні скла вводять оксиди бору, свинцю, барію і ін

Допоміжні сировинні матеріали: освітлювачі – речовини, що сприяють видаленню зі скломаси газових бульбашок; обесцвечиватели – речовини, знебарвлюючі скляну масу; глушники – речовини, які роблять скло непрозорим. Барвники для скла можуть бути молекулярними, повністю растворяющимися в скломасі, і колоїдними, рівномірно распределяющимися в скломасі у вигляді дрібних (колоїдних) частинок. До перших відносяться сполуки кобальту (синій колір), хрому (зелений), марганцю (фіолетовий), заліза (коричневий і синьо-зелені тони), а до других – золото (рубіновий), срібло (жовтий), селен (рожевий).

Перед варінням скла сировинні матеріали подрібнюють, ретельно змішують у необхідних співвідношеннях, брикетують і подають в стекловаренную піч.

Скловаріння. Звичайне скло отримують у безперервно діючих ванних печах з корисним об’ємом до 600 м 3 і добовою продуктивністю понад 300 т. На першій стадії скловаріння – силикатообразовании – лужні компоненти утворюють з частиною кремнезему силікати, що плавляться вже при 1000. 1200° С. В цьому розплаві розчиняються найбільш тугоплавкі компоненти SiO2 і А123. Утворюється маса неоднорідна за складом і насичена газовими бульбашками. Видалення бульбашок з розплаву здійснюється на другій, найбільш тривалій стадії скловаріння – стеклообразовании – при температурі 1400. 1600° С. Третя заключна стадія – студкому – охолодження скломаси до температури, при якій вона набуває оптимальну для даного методу формування скловиробів в’язкість. Метод формування залежить від виду виробу. Для отримання будівельного скла використовують витяжку, прокат, пресування.

При охолодженні скла в ньому виникають внутрішні напруги. Найбільш небезпечним моментом є перехід від скла вязкопластического стану до крихкого, тому для зняття внутрішніх напружень після формування виробляють відпал – охолодження за спеціальним режимом: швидке до початку затвердіння скломаси, дуже повільне в небезпечному інтервалі температур (600..300°С) і знову швидке до нормальної температури.

Листове скло товщиною до 6 мм виробляють методом вертикального витягування на машинах ВВС. Стрічка скла формується із скломаси човником (шамотною брусом з прорізом), утримуваної на належному рівні штангами. Скломаса видавлюється в щілину човники і відтягується вгору валками машини у вигляді стрічки шириною до 4.5 м. Швидкість витягування досягає 2 м/хв. Проходячи між холодильниками 3 від човники до першої пари валків, скломаса охолоджується настільки, що стає твердою і валки не залишають на ній відбитків (I зона). Далі скло валками 5 подається в шахту заввишки 5 – 7м. В нижній частині шахти проводиться відпал скла (II зона). У верхній частині скло охолоджується остаточно і, виходячи на отломочную майданчик 7, нарізають на необхідні розміри.

Скло ситалли і камяне литво Будівельні пластмаси

Рис.5 .1. Машина вертикального витягування скла. 1 – скломаса; 2–човник; 3 – холодильник; 4 – шихта машини; 5 – тягнучі валки; 6 – скати для видалення бою; 7 – отломочная майданчик.

Спосіб отримання високоякісного скла флоат-метод (від англ. float – плавати), відрізняється тим, що скломаса виливається на поверхню розплавленого металу (зазвичай олова) і формується на ньому. Продуктивність таких установок до 3. 4 тис. кв. м /ч. Розмір аркушів: ширина до 3 м ; товщина від 2 до 25 мм. Переваги флоат-методу – стабільна товщина листа і високу якість поверхні, що не потребує подальшого полірування. У Європі велика частина скла виробляється саме цим методом.

5.2 Властивості скла

Силікатні скла відрізняються незвичайним поєднанням властивостей, високою міцністю і яскраво вираженою крихкістю, світлопроникністю і хімічною стійкістю. Усе це пояснюється специфікою складу і будови скла.

Щільність скла для звичайних будівельних стекол становить 2400. 2600 кг/м 3.

Міцність скла при стисненні висока – 900…1000 МПа, тобто майже як у сталі і чавуну. В діапазоні температур від -50 до + 70˚С міцність скла практично не змінюється.

Скло при нормальних температурах відрізняється тим, що у нього відсутні пластичні деформації. При навантаженні воно підкоряється закону Гука аж до крихкого руйнування. Модуль пружності скла Еу = (7. 7,5) ∙ 10 4 МПа.

Крихкість – головний недолік скла. Основний показник крихкості – відношення модуля пружності до міцності при розтягуванні E /Rp. У скла воно становить 1300. 1500 (у сталі 400. 460). Твердість скла в залежності від хімічного складу знаходиться в межах 5…7 за шкалою Мооса. Оптичні властивості скла характеризуються світлопропусканням (прозорістю), светопреломлением, відображенням, розсіюванням і ін. Звичайні силікатні скла, крім спеціальних, пропускають всю видиму частину спектру (до 88. 92 %) і практично не пропускає ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Показник заломлення будівельного скла (n=1,50. 1,52) визначає силу відбитого світла світлопропускання скла при різних кутах падіння світла. При зміні кута падіння світла з 0 до 75° світлопропускання скла зменшується з 90 до 50%. Теплопровідність скла складає 0,6. 0,8 Вт/(м · К), що майже в 10 разів нижче, ніж у аналогічних кристалічних матеріалів. Наприклад, теплопровідність кварцу -7,2 Вт/(м ∙ К).

Коефіцієнт лінійного температурного розширення (КЛТР) скла 9∙10 -6 До -1. Відносно мала термостійкість (здатність витримувати різкі перепади температур) звичайного скла – 70. 90°С. Звукоізолююча здатність. Скло товщиною 1см по звукоізоляції приблизно відповідає цегляній стіні товщиною 12см.

Хімічна стійкість силікатного скла – одне з найбільш унікальних властивостей. Скло добре протистоїть дії води, лугів і кислот (за винятком плавикової і фосфорної). Це пояснюється тим, що при дії води і розчинів із зовнішнього шару скла вимиваються іони Na + і Са ++ і утворюється хімічно стійка плівка, збагачена SiO2. Ця плівка захищає скло від подальшого руйнування.

Листове віконне скло виробляється шести марок завтовшки 2; 2,5; 3; 4; 5 і 6 мм. Ширина листів – 250. 1600 мм, довжина – до 2200 мм, Маса 1 м 2 – 2. 5 кг. Світлопропускання – не менше 87 %. До дефектів віконного скла відносяться газові включення (бульбашки), свиль і «полосность» (нерівність поверхні).

Вітринне скло – листове скло товщиною 6. 10 мм та розмірами до 3500х6000мм. Вітринне скло, як правило, випускають полірованим.

5.4 Кам’яні і шлакові литі вироби

Ситалли і шлакоситаллы. Ситалли – стеклокристаллические матеріали, одержувані шляхом спрямованої часткової кристалізації стекол. Структура ситалів нагадує микробетон, де наповнювачем є кристали, а в’яжучим – прошарку скла. Частка склофази в ситалів зазвичай 20…40%. Кристалічна фаза складається з мікрокристалів розміром близько 1 мкм. Завдяки такій будові ситалли зберігають в собі багато позитивні властивості скла, в тому числі і його технологічність, але позбавлені недоліків: крихкості, низькою термостійкості.

Сировина для виробництва ситалів таке ж, як і для скла, але в розплав вводяться речовини-модифікатори, що забезпечують направлену кристалізацію.

Для будівельних цілей дуже перспективні шлакоситаллы, одержувані на основі металургійних шлаків і модифікаторів – СаF2. TiO2. та ін У шлакоситаллов дуже висока міцність (Rсж = 300. 600 МПа; Rви = 90. 120 МПа), зносостійкість і хімічна стійкість. По довговічності шлакоситалл може конкурувати з природними кам’яними матеріалами (граніт, габро і т. п.).

Застосування шлакоситаллов перспективно для хімічної промисловості (труби, плитки, деталі насосів), гідротехніки (для облицювання турбінних камер, водозливів), в дорожньому будівництві і т. п.

З гірських порід та металургійних шлаків методом лиття з розплавів можна отримати різноманітні будівельні матеріали з високими експлуатаційними властивостями. Вихідним сировиною служать магматичні (базальт, діабаз) і осадові (доломіт, вапняк, пісок) гірські породи. Перші дають темнофарбовані вироби, а другі – светлоокрашенные. Для отримання кам’яного лиття можливо використання металургійних шлаків; особливо ефективно їх використання у вогненно-рідкому стані.

Виробництво литих кам’яних виробів починають з підготовки та плавлення (1400. 1500°С) сировинної шихти. Отриманий розплав виливають у форми і піддають повільному охолодженню для проходження кристалізації.

Щільність кам’яного лиття 2700. 3000 кг/м 3 ; пористість – не більше 1. 2%; пори замкнуті, що забезпечує нульове водопоглинання і високу морозостійкість.

Міцність при стисненні становить 200. 250 МПа, при вигині – 30. 50МПа, твердість 6. 7 (за шкалою Мооса). Для кам’яного лиття характерна дуже висока і універсальна хімічна стійкість. Литі кам’яні вироби використовують для облицювання конструкцій, що піддаються: багаторазового заморожування-відтавання, інтенсивному стирання, впливу хімічно агресивних речовин і т. п. Тому основними видами литих кам’яних виробів є облицювальні плитки, бруківки для мощення доріг, мелють тіла і облицювання для млинів, труб.

Лекція 13. БУДІВЕЛЬНІ ПЛАСТМАСИ

Пластмаси складаються з полімерів, наповнювачів, пластификатров, барвників і спеціальних добавок.

Вони володіють високою зносостійкістю і міцністю, водостійкістю, декоративністю, електро-ізоляційними свойстввами та ін. Виробництво пластмас високотехнологічно. Вони легко піддаються формуванню, литва і механічній обробці.

Полімер виконує роль сполучного і визначає основні властивості пластмаси.

Наповнювач зменшує витрату полімеру і надає пластмасі певні властивості. Волокнисті і листові наповнювачі є армуючими наповнювачами, істотно підвищують міцність і модуль пружності пластмас. Так, склопластики, паперово-шаруваті пластики дуже міцні і легкі конструкційні матеріали.

Пластмаси з великою пористістю називають пінопласту. Вони володіють хорошими теплоізоляційними властивостями.

Пластифікатори – речовини, що підвищують еластичність пластмас. Наприклад, жорсткий полівінілхлорид у лінолеумі пластифікується слаболетучими в’язкими рідинами (диоктилфталат, трикрезилфосфатом та ін). Пластифікатори також полегшують переробку пластмас, знижуючи температуру переходу в вязкопластичное стан.

Пігменти мінеральні та органічні надають заданий колір пластмасових виробів.

Стабілізатори та антиоксиданти підвищують стійкість пластмас при дії сонячного світла і кисню повітря.

Отверджувачі і вулканізатори використовують при затвердінні рідких олігомерів або зшивання макромолекул термореактивного полімеру. У ряді випадків затверджувачами можуть служити кисень або волога. Готові полімери та матеріали на їх основі в більшості своїй нешкідливі. При спалюванні полімери розкладаються з виділенням низькомолекулярних токсичних продуктів. Пластмаси на основі термопластичних полімерів можуть використовуватися повторно, але це не вирішує повністю проблеми утилізації пластмас. Один з варіантів вирішення цієї проблеми – отримання біологічно розкладаються полімерів.

Скло ситалли і камяне литво Будівельні пластмаси

Рис. 13.1. Схема вальцювання:

– завантаження маси; б – вальцювання; – перехід маси на один валок; р – зріз маси з валка; 1, 3 – валки; 2 – вальцуемый матеріал; 4 — ніж

13.1 Сировина та технологія виготовлення пластмасових виробів

Виробництво пластмас включає наступні процеси дозування і приготування полімерної композиції, формування виробів та стабілізація їх форми і фізико-механічних властивостей.

Приготування композицій виробляють на змішувачах різних систем. Для перемішування сухих композицій зазвичай використовують турбулентні і шнекові змішувачі. Широко використовуваним способом приготування полімерних композицій є вальцювання –операція, при якій маса перетирається в зазорі між обогреваемыми валками, що обертаються в протилежному напрямку (рис.13.1). При багаторазовому пропущенні маси через валки полімер переходить в пластично-в’язке стан. Цей процес називається «пластикация».

Скло ситалли і камяне литво Будівельні пластмаси

Рис .13.2. Схеми роботи четирехвалкових каландрів:

а) – Г-подібний каландр;б) – Z-образний каландр

Листові вироби формують зазвичай на каландрах, труби і погонажні профільні вироби на екструдерах, штучні вироби литтям під тиском.

Каландрування – процес формування полотна заданої товщини і ширини з пластичної суміші шляхом одноразового пропускання між обогреваемыми полірованими валками з послідовно зменшується зазором рис.13.2. Каландрированием виробляють полімерні плівки. Зокрема, більшу частину лінолеуму виготовляють вальцево-каландровым способом. Багатошаровий лінолеум отримують гарячим дублюванням заздалегідь відформованих на каландрах плівок: захисної, декоративної та підкладкової (несучої).

Екструзія – процес одержання профільованих виробів способом безперервного видавлювання розм’якшеною маси через формотворну отвір (мундштук). Цим способом виготовляють труби і погонажні вироби (плінтуси, віконні профілі тощо). Випускають спеціальні екструдери для формування лінолеуму. На екструдерах формують полімерні плівки у вигляді безшовного рукава. Для цього формують трубу, всередину якої подається повітря, що роздуває її в тонку плівку.

Гаряче пресування використовують для формування виробів з термореактивних полімерів. Так отримують листові матеріали: паперово-шаруватий і дерево-шаруватий пластик, надтверді деревоволокнисті та деревно-стружкові плити. Використовують багатоповерхові преси з масляним або паровим обігрівом плит (t = 120. 150°С). На таких пресах формують одночасно 5. 15 аркушів. На початку пресування полімер розплавити, пов’язуючи всі компоненти, а потім необоротно твердне, фіксуючи задану форму виробу. Пінопласти виробляють та іншими методами. Полістирольний пінопласт отримують з гранул полістиролу, що містять легкокипящих рідина — ізопентан. Невелика кількість гранул поміщають в замкнуту форму, яку опускають в гарячу (85. 95°С) воду. Полістирол розм’якшується, ізопентан, скипаючи, спучує гранули. Розширилися гранули займають весь об’єм форми, злипаються один з одним і утворюють плиту або виріб іншої форми.

Для отримання виробів з пластмас використовують також промазування і просочення основ, напилення пластмас, зварювання та склеювання.

13.2 Застосування пластмасових виробів у будівництві

Пластмаси застосовують у будівництві у вигляді плівкових і листових оздоблювальних матеріалів, труб та інших погонажних виробів, ультралегких газонаповнених пластмас, а також клеїв, мастик і інших допоміжних матеріалів. Велика частка полімерних матеріалів будівельного призначення – матеріали для підлог. Вони випускаються у вигляді рулонних і ворсових покриттів, плиток і рідко-в’язких складів, які використовуються для отримання безшовних покриттів підлоги.

Пластмасові труби легше металевих 4. 5 разів при однаковій пропускної здатності. Вони не покривається відкладеннями і не кородують навіть у воді з агресивними речовинами. У разі замерзання труба не руйнуються завдяки пластичності пластмаси.

Труби виготовляють методом екструзії з композицій на основі термопластів (поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду і ін). Вони мають невисоку теплостійкість (не вище 60. 80° С) і рекомендуються для холодного водопостачання і каналізації. З эластопластов виготовляють гнучкі шланги. Для з’єднання труб випускають повний набір фітингів деталей трубопроводів, поворотів, переходів, розгалужень і т. п. Монтаж систем з пластмасових труб та фітингів простіше і швидше, ніж з металевих.

Для роботи з рідинами при більш високих температурах і під тиском раціонально застосовувати склопластикові труби, теплостійкість яких на епоксидному сполучному перевищує 200°С.

Пластмаси широко застосовують для виготовлення сантехнічних виробів: сифонів, деталей змішувачів, змивних бачків, з’єднувальних шлангів, вентиляційних решіток і т. п.

Клеї на основі полімерів. Клейове з’єднання елементів будівельних конструкцій – один із самих прогресивних методів у будівельній технології у виробництві будівельних виробів. Полімерні клеї володіють високою клеїть здатністю до найрізноманітніших матеріалів. Вони биостойки і водостійкі.

Полімерні клеї можна розділити на три типи:

1. На основі водних розчинів і водних дисперсій полімерів – це так звані водорозчинні клеї. Наприклад, клей ПВА (на основі полівінілацетатної дисперсії) чи клей «Бустилат» (на основі латексу бутадієнстирольного каучуку).

2. На основі розчинів термопластичних полімерів в органічних розчинниках (наприклад, нитроклей – розчин нітроцелюлози в ацетоні і аминацетате, гумовий клей – розчин каучуку в бензині, перхлорвінілові клей). Недолік цих клеїв – пожежонебезпечність, обумовлена наявністю летких розчинників.

3. На основі отверждающихся рідких олігомерів (наприклад, епоксидні, поліуретанові або сечовиноформальдегідні), які мають відносно більшу міцність і теплостійкість.

У будівництві застосовують в основному 1-й і 3-й типи клеїв. Для наклейки оздоблювальних матеріалів при внутрішніх роботах (лінкрусту, лінолеуму, лицювальних плиток) використовують клеї на основі водних дисперсій полімерів; для наклейки шпалер – водорозчинний клей на основі метилцелюлози; для склеювання елементів несучих конструкцій і для зовнішньої обробки – клеї на основі отверждающихся смол. Якість склеювання залежить від правильності вибору типу клею для даних матеріалів, якості підготовки поверхні (сушіння, знепилення, знежирення і т. п.) і дотримання необхідного режиму затвердіння клею (час, температура, тиск).

Короткий опис статті: лиття пластмаси Тема: Скло ситалли і кам’яне литво Будівельні пластмаси. Тип: Лекція. У роботі є: малюнки 3 шт. Мова: російська. Розмістив (ла): Ераст. Розмір: 100 кб. Категорія: Будівництво. Короткий опис: ‘Сировина та технологія виготовлення скла. Кам’яні і шлакові литі вироби. Застосування пластмасових виробів у будівництві. Листове скло і скляні вироби. Сировина та технологія виготовлення пластмасових виробів.’ Лекція Скло ситалли і кам’яне литво Будівельні пластмаси Будівництво

Джерело: Скло ситалли і кам’яне литво Будівельні пластмаси

Також ви можете прочитати