Класифікація стекол, їх склади, довідник будівельника, скло, довідник будівельника

КЛАСИФІКАЦІЯ СТЕКОЛ, ЇХ СКЛАДИ

За типом неорганічних сполук розрізняють наступні класи стекол: елементарні, металеві, оксидні, галогенідні, халькогенідні, сульфатні, нітратні, карбонатні, фосфатні і ін.

Коротка характеристика цих стекол наступна.

Елементарні скла здатні утворювати лише невелике число елементів - сірка (S), селен (Sе), миш'як (Аs), фосфор (Р), вуглець (С). Стеклообразниє сірку і селен вдається отримати при швидкому переохолодженні розплаву; миш'як - методом сублімації у вакуумі; фосфор - при нагріванні під тиском понад 100 МПа; вуглець - в результаті тривалого піролізу органічних смол. Промислове значення знаходить скловуглець, що володіє унікальними властивостями - він здатний залишатися в твердому стані до 3700 ° С, має низьку щільність 1500 кг / м 3. має високу міцність, електропровідність, хімічно стійок.

Галогенідні скла отримують на основі стеклообразующего компонента ВеF2 Багатокомпонентні склади фтороберіллатних стекол містять також фториди алюмінію, кальцію, магнію, стронцію і барію. Фтороберіллатние скла знаходять практичне застосування завдяки високій стійкості до дії жорстких випромінювань, включаючи рентгенівські і γ-промені, агресивних середовищ - фтор, фтористий водень.

Халькогенідні скла отримують в безкисневих системах типу Gе-Аs-Х, Gе-Sb-Х, Gе-Р-Х, де X-S, Sе, Ті. Вони прозорі в ІЧ-області спектра, мають напівпровідникової провідністю електронного типу, виявляють внутрішній фотоефект. Склазастосовуються в телевізійних високочутливих камерах, в ЕОМ в якості перемикачів або елементів запам'ятовуючих пристроїв.

Оксидні скла. Найбільше значення в техніці і в будівництві мають оксидні стекла, які є великий клас сполук. Найбільш легко утворюють скла оксиди SiO2. GеO2. В2 O3. АS2 O3 Велика група оксидів - ТеO2. ТiO2. SеO2. МоO3. WO3. ВiO3. Аl2 О3. Gа2 O3. V2 O3 - утворює скла при сплаву з іншими оксидами або сумішами оксидів. Наприклад, легко утворюються скла в системах СаО - Аl2 O3 - В2 O3; СаО - Аl2 O3; Р2 ПРО5 - V2 ПРО5; МеmОn - P2 O5 - V2 O5.

Залежно від основних стеклообразующих компонентів (склоутворювачами) розрізняють оксидні стекла:

силікатні - SiO2;

сілікотітанатние - SiO2. TiO2;

сілікоцірконатние - SiO2. ZrО2.

Промислові склади стекол містять, як правило, не менше 5 компонентів, а спеціальні та оптичне скло можуть містити більше 10 компонентів.

Однокомпонентне кварцове скло на основі діоксиду кремнію SiO2. широко використовується в техніці і побуті, найбільш просте за складом.

Двокомпонентні - бінарні лужно-силікатні скла складу Ме2 O-nSiO2. де Me-Na, К; n = 2. 4, так звані розчинні (рідкі) скла, мають велике промислове значення, широко застосовуються в будівництві для отримання кислотостойкого цементу, а також для реставраційних роботах. Так, силікат натрію розчинний випускається заводаміУкаіни по ГОСТ Р50418-92.

Багатокомпонентні оксидні стекла. Основу промислових стекол - віконного, архітектурно-будівельного, сортового, автомобільного, тарного та інших - складають композиції потрійної системи Na2 O (К2 O) -СаО- SiO2. при масових змістах (%): SiO2 - 60. 80, СаО - 0. 10, Na2 O - 10. 25.

Промислові склади силікатних стекол крім SiO2. Na2 O, CaO містять МgO, який сприяє зниженню схильності до кристалізації, і оксид алюмінію Аl2 O3. підвищує хімічну стійкість стекол. Сортові скла містять K2 O, РbО, ZnО (табл.1).

Таблиця 1. Хімічний склад деяких промислових стекол

Важливо відзначити, що фізико-механічні властивості скла залежать від назв оксидів. У загальному вигляді можна відзначити вплив головних складових скла.

Кремнезем SiO2 - головна складова частина всіх силікатних стекол; в звичайних стеклах його концентрація становить 70. 73% по масі *. (* Тут і далі всі склади стекол наводяться в% по масі.) Він підвищує в'язкість і тугоплавкость скломаси, покращує хімічні і фізичні властивості скла, підвищує міцність, хімічну і термічну стійкість, знижує щільність, температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР), показник світлопереломлювання .

Оксид алюмінію Аl2 O3 підвищує тугоплавкость, в'язкість і температуру розм'якшення, поверхневий натяг розплаву скла, покращує механічні властивості, теплопровідність, хімічну стійкість, знижує ТКЛР.

Оксид бору В2 O3 знижує температуру плавлення, в'язкість, поверхневий натяг і схильність розплаву скла до кристалізації і ТКЛР, збільшує термо- і хімічну стійкість, поліпшує хімічні властивості.

Оксиди лужних металів (Na2 O, К2 O, Li2 O) грають роль плавнів, знижуючи температуру плавлення скляної шихти і в'язкість розплаву. У звичайних стеклах концентрація їх не перевищує 14. 15%. Вони підвищують щільність, ТКЛР, діелектричну проникність і знижують хімічну стійкість, електроопір скла.

Поташ К2 СO3 надає склу чистоту, блиск, прозорість, збільшуючи його світлозаломлення і застосовується для виробництва кращих сортів скла, зокрема кришталю - одного з видів скла, використовуваного для високохудожніх світильників.

Оксиди СаО, МgO, ZnО і РbО підвищують механічну міцність, хімічну стійкість, показник світлопереломлювання скла і покращують зовнішній вигляд скловиробів.

Архітектурно-будівельні скла класифікуються за видом і призначенням: листове будівельне і декоративне скло; облицювальні скло (кольорові коврово-мозаїчні плитки, стемалит і ін.), скло для санітарно-технічних пристроїв і обладнання внутрішніх приміщень; скляна освітлювальна арматура; конструктивно-будівельні елементи зі скла (блоки, профільне скло, панелі та ін.); тепло- і звукоізоляційні матеріали (піноскло, скловолокнисті матеріали, склотканини).

Скло, як відомо, унікальний матеріал, що володіє комплексом найрізноманітніших властивостей. Залежно від призначення скла в будівництві використовується переважно ту чи іншу характерне його властивість або їх комплекс.