Стекло и изделия из стекла

Стекло листовое.Свойства стекла.Химический состав стекла.Процесс производства стекла.
Стекло – твердый аморфный материал, который получается благодаря переохлаждению расплавов минералов. Таким способом и в таком виде можно получить многие вещества. В области строительства почти всегда используется силикатное стекло, основным элементом которого является кремнезем SiO2, который при охлаждении расплава сам по себе образовывает стекло, даже без дополнительных добавок. Такие оксиды - SiO2, РгО5, В2О3 – называются стеклообразующими.
Стекло нельзя выразить через химическую формулу, так как оно не является химическим веществом. Состав стекла выражается через сумму оксидов, например SiO - 71..72 %; Na2O - 14...15 % и т.д.
Основными компонентами стекол в строительстве являются оксиды кремния (SiO2), алюминия (А12О3), натрия (Na2O), кальция (CaO), магния (MgO). Эти оксиды - результат нагрева и плавления сырьевых материалов стекломассы.
Кремнезем SiO2 – основной оксид стеклообразования. Его добавляют в стекольную шихту в виде кварцевого песка или песчаников.
Глинозем А12О3 – в шихту попадает в виде полевых шпатов, каолина, а иногда в виде чистого оксида алюминия.
Чтобы повысить тугоплавкость и стойкость стекла – в него добавляют увеличенное количество SiO2 и А12О3.
Na2O и К2О – в шихту попадают в виде соды или сульфата натрия или калиевой селитры. Na2O способствует ускорению процесса образования стекла, понижая температуру плавления. При этом повышается коэффициент теплового расширения и уменьшается химическая стойкость стекла. К2О способствует снижению кристаллизации стекла.
СаО и MgO – в шихту вводится мел, мрамор, доломит или известняк. Они способствуют повышению химической стойкости стекла, а MgO снижает склонность к кристаллизации.
В состав специализированных стекол – оптического, лабораторного – вводятся оксиды свинца, бария и цинка.
Для ускорения варения стекла и получения им нужных свойств в шихту вводят вспомагательные сырьевые материалы, такие как осветлители, глушители, красители и др. Осветлители – это обычно Na2SO4 и др. Они удаляют из стекломассы газовые пузырьки. В роли глушителей (делают стекло непрозрачным) выступают соединения фтора, фосфора и др. Красителями выступают соединения Co (синий цвет), Cr (зеленый), Mg (фиолетовый), Fe (коричневый и сине-зеленый тона) и др.
В строительных конструкциях стекло работает на изгиб, растяжение и хрупкость (удар) – именно на эти деформации нужно считать прочность изделий. Теоретически предел прочности стекла на растяжение равен 12 000 МПа, а практически – 30-60 МПа (в зависимости от размера образца). Предел прочности при сжатии стекла - 700... 1000 МПа и более. Прочностные характеристики стекла не изменяются при изменении температуры в диапазоне -50…+70о.
Среди недостатков стоит выделить хрупкость стекла. Причиной появления хрупкости - низкое значение отношения Rp/E (где Rp - прочность материала на разрыв, Е - модуль упругости), а также высокая скорость распространения трещин.
Светопропускание (прозрачность), светопреломление, отражение, рассеивание и др. – все это оптические свойства стекла. Термостойкие свойства стекла очень низкие.