Строительные мат-лы из стекла – сырье, способ.

К стеклу относятся твердые, хрупкие, изотропные материалы, получаемые переохлаждением жидких(неметаллических) силикатных расплавов. Основной особенностью стекла яв-ся то, что у него нет ярко выраженной точки плавления, оно постепенно размягчается и переходит в жидкое. Стекло обладает высокой хим-ой стойкостью, прочностью, прозрачностью, что позволяет использовать его при остеклении окон, проемов, как конструкционно-отделочный мат-ал, как тепло-, звукоизоляционный мат-ал, а также для получения хим-и стойких мат-ол и оборудования. К стеклу относятся также изделия из расплавленных горных пород и огненно-жидких доменных шлаков. Мех-ие св-ва стекла: оптические св-ва стекла: светопрозрачность высокая до 75-85%, стекло пропускает инфракрасное излучение, но практически не пропускае УФ. Хим-ая стойкость – стойко против всех кислот, кроме плавиковой и фосфорной, теплопроводность стекла по стеклообразующему окуслу этот мат-ал классифицируют таким образом:

1.Силикатное стекло(строительное стекло и посуда Si

2.Фосфатное стекло(оптика, приборостроение

3.Борное стекло(рентгенопрозрачное стекло

4.Строительное листовое(оконное, УФ, теплозащитное, светорассеивающее, цветное, волнистое, армированное, закаленное).

Состав стекла и сырье: Si 70-72%, вводят в виде кварцевого песка, глинозем 1-2% в виде полевых шпатов или каолинов, окись Na 14-15% вводится в виде соды, окись Са 8%, окись Mg 3-4%.

Основные этапы технологии получения стекла

1.Подготовка сырьевой смеси – измельчение и тщательное перемешивание исходных мат-ов.

2.Варка стекла – плавление шихты в стекловарочных печах при t 1400-1600 град, при длительной варке стекла происходит полная гомогенизация и ударение воздушных шариков.

3.Студка – охлаждение стекломассы до t, при которой масса приобретает оптимальную для выбранного способа вязкость.

4.Формование для получения листового стекла используют вытяжку и прокат.

Оконное стекло выпускается толщиной 2,3,4,5,6 мм. Витринное 6-10мм, 6 3,5 м, цветные стекла изготавливаются из шихты, в которую в качестве красителя вводят окислы Са, Mg, Fe. Стекло с электропроводящим слоем (дуплекс, триплекс) – помещения, где нельзя допускать изморозь. Облицовочное- для остекления стен, где обязательна высокая декоративность, атмосферостойкость(стемолит – листовое стекло 6-9 мм, покрытое с одной стороны керамической краской, цветные плитки, марблит представляет собой листы 12мм из цветного стекла с полированной лицевой поверхностью и рифленой тыльной. Ситаллы и шлакоситаллы – в них благодаря напряжениям равномерно распределены микрочастицы в объеме стекла, что позволяет получить высокую прочность на растяжение и термостойкость. Шлакоситаллы получают из огненно-жидких доменных шлаков, из этой массы получают мат-лы с мелкокристаллической структурой.

43. Металлургические шлаки. Основная масса отходов металлургических процессов образуется в виде шлаков.

Шлаки — это продукты высокотемпературного взаимодействия компонентов исходных материалов (топлива, руды, плавней и газовой среды). Их химический состав и структура изменяются в зависимости от состава пустой породы, вида выплавляемого металла, особенностей металлургического процесса, условий охлаждения и др. Шлаки могут быть получены в результате следующих процессов: без появления расплава при сжигании низкокалорийных видов топлива и при алюминотермических процессах; при частичном расплавлении исходных компонентов в процессе сжигания топлива; при полном расплавлении исходных компонентов (в большинстве металлургических процессов). В последнем случае шлаки почти однородны по составу и содержат стекловидную фазу. Восстановительная среда в металлургических печах способствует образованию в шлаках закисных соединений железа, марганца, а также сульфидной серы.

Металлургические шлаки подразделяют на шлаки черной и цветной металлургии.

В зависимости от характера процесса и типа печей шлаки черной металлургии делят на следующие виды: доменные; сталеплавильные (мартеновские, конвертерные, бессемеровские и томасовские, электроплавильные); производства ферросплавов; ваграночные

 

Химический состав доменных шлаков представлен в основном четырьмя оксидами: СаО (29-30%), MgO (0-18%), А1203(5-23%) и Si02 (30—40%). В небольшом количестве в них содержатся оксиды железа (0,2—0,6%) и марганца (0,3—1%), а также сера (0,5—3,1%). Сталеплавильные шлаки характеризуются более высоким содержанием оксидов железа (до 20%) и марганца (до 10%).

Для шлаков цветной металлургии характерны пониженное содержание СаО + MgO (7—13%) и высокое содержание FeO (21—61%). Кроме основных компонентов шлаки цветной металлургии могут содержать в небольших количествах неизвлеченные металлы — медь, цинк, свинец, никель и др.

При оценке шлаков как сырья для строительных материалов важной характеристикой их химического состава является соотношение в них основных и кислотных оксидов — модуль основности

Химический состав значительно влияет на физические свойства шлаковых расплавов, структуру и свойства затвердевших шлаков. Так, увеличение содержания оксида кальция в шлаках обусловливает повышение температуры их плавления и понижение текучести.

При высокой температуре (более 1300 °С) наличие СаО снижает вязкость расплава, а при низкой — резко повышает. Уменьшают вязкость шлакового расплава при содержании в определенных пределах MgO, MnO, FeO, S03. К увеличению вязкости расплавов приводят повышение в них содержания кремнезема выше 40%, а также рост содержания оксида алюминия А12Оэ. Понижают вязкость расплава газовые включения.

Оксиды, входящие в шлаки, образуют разнообразные минералы. В результате анализа диаграмм состояния соответствующих систем окдидов установлена возможность существования в шлаках до сорока двойных и тройных соединений, ведущее место среди которых занимают силикаты, алюмосиликаты, алюминаты и ферриты.

В медленно охлажденных кислых доменных шлаках основными минералами являются анортит CaOAl203-2Si02> диопсид CaOMgO-2Si02, в нейтральных и основных — геленит 2CaO-Al203Si02, окерманит 2CaOMgO-2Si02, мервинит 3CaOMgO-2Si02, двухкальциевый силикат 2CaOSi02, твердые растворы окерманита и геленита — мелилиты и др. Фазовый состав сталеплавильных шлаков более сложен чем доменных. Такие компоненты шлаков, как оксиды железа и марганца, сера и др. образуют твердые растворы с основными минералами, а при значительном содержании могут выделяться в виде самостоятельных фаз — железистых, сульфидных, марганцевых соединений.

Доменные шлаки являются продуктами взаимодействия флюсов (карбонатов кальция и магния) с пустой породой железной руды и золой кокса. Различия в составах железных руд и кокса в разных регионах страны обусловливают соответствующие различия в составе шлаков. Для шлаков первой группы М0 > 1, второй — М0 < 1, что объясняет существенные различия в их гидравлической активности и других свойствах.

В общем случае основные шлаковые стекла имеют большую гидравлическую активность, чем кислые.

.

Меньшая механическая прочность гранулированных шлаков по сравнению с отвальными объясняет их лучшую размалываемость. На тонкое измельчение гранулированных шлаков требуется в 1,3—1,5 раза меньше энергии, чем на измельчение отвальных шлаков.

В большинстве стран гранулируют в основном доменные шлаки. Основная масса гранулированных доменных шлаков поступает в производство шлакопортландцемента. Их применяют также для получения местных бесклинкерных вяжущих, шлакощелочных бетонов, минеральной ваты, шлакоситалловых изделий, в качестве заполнителя в цементных и асфальтовых бетонах.

Сталеплавильные шлаки характеризуются высоким модулем основности, поэтому при их охлаждении они практически полностью кристаллизируются и почти не содержат стекла. Эти шлаки не гранулируются, а сливаются в отвалы, где медленно остывают.

Исследования показали, что использование феррохромового шлака в качестве алюмосиликатного и окрашивающего компонента сырьевой шихты позволяет получить портландцементный клинкер зеленого цвета, что существенно снижает себестоимость цветного цемента.

Из шлаков цветной металлургии наибольшее значение для строительства имеют медеплавильные и никелевые шлаки.

Средняя плотность шлаков 1800—2000 кг/м3. Предел прочности их 40—45 МПа.

Шлаки цветной металлургии применяют пока в небольшом количестве при производстве цемента в качестве железистого компонента и активной минеральной добавки, а также при получении минеральной ваты и литых изделий. Потенциально шлаки цветной металлургии являются перспективной базой различных строительных материалов. Их выход в 10—25 раз превышает выход цветных металлов.

Тонкодисперсные отходы производства ферросилиция более чем на 90% состоят из частиц аморфного диоксида кремния с диаметром менее 1 мкм. Эта пыль при введении в бетоны в сочетании с пластифицирующей добавкой позволяет существенно увеличить прочность или соответственно снизить расход цемента. Установлена эффективность добавки отходов производства ферросилиция также при изготовлении силикатного кирпича и ячеистых бетонов.

 

 

44) Название и состав лакокрасочных материалов: пигменты, связующие, сиккативы, растворители, разбавители, наполнители (виды и назначения) Лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся пленку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, вредных веществ), придание ей определенного вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие группы*краска*эмаль*лак*грунтовка*шпатлевка*антисептик

пигменты являются одной из составных частей красок и эмалей. От типа пигмента зависят цвет лакокрасочного покрытия, его укрывистость, а также устойчивость к действию атмосферных факторов, химических реагентов и высоких температур. Пигменты обладают определённым цветом, так как они способны избирательно отражать лучи дневного света

виды пигментов: охра,берлинская лазурь,малахитовая зелень, ультрамарин, смальта,

Наполнители - неорганические природные или синтетические вещества, применяемые для улучшения малярно-технических и эксплуатационных свойств покрытий и экономии пигментов. Природные неорганические наполнители получают путем измельчения, обогащения, термической обработки горных пород и минералов. Синтетические неорганические наполнители получают в результате химических реакций по специальной технологии. Наполнители - порошки с низкой красящей способностью, они придают материалам прочность, атмосферостойкость и др. свойства. Наполнителями служат мел, каолин, микромрамор, слюда, тальк, химически осажденный мел и др.

Растворители - летучие жидкости, применяемые для растворения пленкообразующих веществ, а также для разбавления лакокрасочных материалов до рабочей вязкости перед нанесением на окрашиваемую поверхность. К ним относятся вода, уайт-спирит, ацетон, ксилол, спирт, и др.

Разбавители не обладают растворяющей способностью, однако в сочетании с растворителями способны регулировать вязкостные свойства систем в значительных пределах. В некоторых материалах в качестве растворителя и разбавителя используют воду.

Сиккативами называют соединения металлов (в основном свинца, марганца, кобальта, кальция, железа) с органическими кислотами. Соли нафтеновых органических кислот называют нафтенатами, кислот льняного масла линолеатами, смоляных кислот канифоли резинатами и т. д. Эти соли растворимы в органических растворителях.

Сиккативы применяют для ускорения высыхания лакокрасочных материалов, т. е. для сокращения продолжительности пленкообразования.

Значение связующего – связать компоненты краски и сцепить ее с подложкой. Связующие являются твердыми или жидкими полимерами. Твердые и крайне высоковязкие связующие растворяют до нужной вязкости для приготовления краски. Связующее может представлять собой и мелкие частицы в воде. Такой вид связующего называют дисперсией, а краски соответственно воднодисперсионными или вододисперсионными.