СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.Физические свойства строительных материалов
-- Средняя плотность

характеризует массу единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Эта важная физическая характеристика определяется путем деления массы образца на его объем

p=m/V

--Истинная плотность — масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор, трещин или других полостей, присущих материалу в его обычном состоянии.

р₀=
m
/
V
₀

--Насыпная плотность – масса единицы объема сыпучего материала в рыхло-насыпном состоянии, с учетом пустот между его частицами.

P₀^H=m/V₂

--Пористость — степень заполнения объема материала порами.

П
=(p-p₀)/p * 100%

Поры – мелкие ячейки в материале, заполненные водой.

Величина пористости и размер пор в значительной мере влияют на прочность материала.
-- Пустотность – отношение суммарного объема пустот в зернистом материале ко всему объему, занимаемому этим материалом.

П_уст=(
p
₀
-
p
₀
^H
)/
p
₀
*100%

Пустоты - заполненное воздухом пространство между частицами зернистого материала, находящегося в рыхлом или насыпном состоянии.
2.Гидрофизические свойства строительных материалов
--Гигроскопичность  - свойство пористого материала поглощать водяной пар из воздуха.

Степень гигроскопичности напрямую зависит от величины пор в материале, от его структуры, температуры относительной влажности воздуха. Если материалы обладают одинаковой пористостью, но у одного поры мельче, чем у другого, то он обладает большей гигроскопичностью.

Гидрофильными называют материалы, активно притягивающие молекулы воды. К ним относится глина, минеральные вяжущие - цемент и гипс. Гидрофобными называются материалы, отталкивающие воду. Это битумы, полимеры, стекло.

-- Влажность

это количество воды, содержащийся в материале в естественном состоянии. Бывает относительная и абсолютная.

W
_отн
=(
m
₂
-
m
)/
m
₂
* 100%

W
_абс
=(
m
₂
-
m
)/
m
 
* 100%

 Так же различают:

-капилярная( заполняет капилляры, субкапиляры и мелкие поры и удерживается в них капиллярными силами

-адсорбционной( вл., поглощаемая из воздуха поверхностью частиц строительного материала.кол-во ее зависит от влажности воздуха.)

-гидратная ( входит в состав кристаллов)

-вода затворения - количество ее, которое входит в технические соображения, в состав сырьевых, бетонных и растворных смесей.

-- Водопоглощение  - свойство материала впитывать и удерживать воду.

В
_m
=(
m
₁
-
m
)/
m
* 100% - водопоглощение по массе

B
₀
=(
m
₁
-
m
)/
V
₀
* 100% - водопоглощение по объему

Соотношение между водопоглощением по массе и объему равно плотности материала в сухом состоянии

B
₀
/ В
_m
=р₀

Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой R
^нас, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии R
^сух называется коэффициентом размягчения.

К_разм=
R
^нас
/
R
^сух
-- Водостойкость - способность материала сопротивляться разрушительным действиям влаги.

-- Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости зависит от плотности и строения материала.

--Морозостойкость  - способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать многократное  попеременное замораживание и оттаивание без значительного понижения прочности. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания, которые выдержал материал, устанавливается его марка по морозостойкости. Благодаря высокой плотности и низкому водопоглощению кровельные материалы имеют высокую морозостойкость.
3.Теплотехнические свойства
--Теплопроводность - способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий под влиянием разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Это свойство оценивается кол-вом тепла, которое проходит через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м² при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1°С в течение 1 часа.  Характеризуется коэффициентом теплопроводности λ (лямбда).

Λ
_t
=λ
₀
(1+β*t)

Λ
_t
 - коэф. теплопров. при температуре t , Вт/(м*К)

λ₀ - коэф. теплопров. при температуре 0^оС , Вт/(м*К)

β – температурный коэффициент

t – температура матрериала

Теплопроводность так же характеризуется термическим сопротивлением

R
=
δ
(дельта)/ λ
-- Теплоемкость - способность материала накапливать теплоту при нагревании и отдавать при охлаждении. Характеризуется удельной теплоемкостью С.

С =
Q/m(T₂-T₁)

Q
– кол-во теплоты, затраченной на нагревание.

-- Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (пожара). В зависимости от степени огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию.

Трудносгораемые материалы под воздействием высоких температур тлеют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления или обугливания полностью прекращаются. Сгораемые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействием огня или высокой температуры, причем горение или тление продолжается также после удаления источника огня. Среди них — древесина, войлок, битумы, смолы и др.

-- Огнеупорность – способность материала противостоять длительному воздействию высокой температуры без деформации и расплавления.

Если источник высокой температуры (выше 1580°С) действует на материал в течение длительного периода времени (соприкосновение с печами, трубами, нагревательными котлами и т. п.), а материал сохраняет необходимые технические свойства и не размягчается, то его относят к огнеупорным.

Тугоплавкие – температура огнеупорности 1350-1580 ^оС

Легкоплавкие – температура огнеупорности менее 1350 ^оC

-- Термостойкость — способность материала не растрескиваться при резких и многократных изменениях температуры.
4.Механические свойства.
-- Прочностью называется способность материала противостоять разрушению под воздействием внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Прочность материала характеризуется пределом прочности при трех видах воздействия на него — сжатии, изгибе и растяжении.

Сжатие

R
_сж
=Р_р/
S


Р_{р –} максимальная нагрузка

S – площадь поперечного сечения

Изгиб

R
_изг
=
3P_pl/(2bh₂)

l
– расстояние между опорами

b
– ширина поперечного сечения образца

h – высота поперечного сечения образца


Растяжение

R
_р
=Р_р/
S


Одной из характеристик материала является коэффициент конструктивного качества к.к.к

к.к.к =
R
/
α


α
– относительная плотность материала, равная отношению истинной плотности материала к плотности воды.




-- Упругость это способность материала после деформирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать после снятия их первоначальную форму и размеры. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

--Твердость  способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.

Проверяют вдавливанием стального шарика.

НВ
=P/S

P
– нагрузка на шарик

S

– площадь поверхности отпечатка.

-- Истираемость характеризуется величиной потери первоначальной массы, отнесенной к 1 м2 площади истирания.

И =
(m₁-m₂)/S

m
₁
– масса образца до истирания

m
₂ – масса образца после истирания

S
– площадь поверхности истирания.

--- Хрупкость свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластичной деформации. Хрупкие материалы: кирпич, природные камни, бетон, стекло и т. д.

--Пластичность свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто и др.

-- Сопротивление удару  способность материала противостоять разрушению под действием ударных нагрузок. Плохо сопротивляются ударным нагрузкам хрупкие материалы. Характеризуется кол-вом работы, затраченной на разрушение стандартного образца.

R
_уд
=A/V₀

V₀ - объем образца





ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И МИНЕРАЛЫ



5.Генетическая классификация горных пород.



ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

I
Изверженные (магматические)

1. Массивные


1) глубинные

граниты

сиениты

диориты

габбро

лабрадорит


2) излившиеся

порфиры

трахиты

андезиты

диабазы

базальты

порфириты


2. Обломочные


1) рыхлые

вулканические пеплы

пемзы



2) цементированные

вулканические туфы
II
Осадочные

1.Химические осадки

гипс

ангидрит

доломит

магнезит

известковый туф

некоторые виды известняков


2. Органогенные отложения

известняк

мергель

ракушечник

мел

диатомит

трепел


3. Механические отложения


1) рыхлые

гравий

щебень

песок

глина


2) цементированные

песчаники

конгломераты


брекчии


III
Метаморфические (видоизмененные)

1. Продукты видоизменения изверженных пород

Гнейсы (образовались в результате перекристаллизации гранитов, кварцевых порфиров и т. п.)


2. Продукты видоизменения осадочных пород

мрамор (метаморфическая горная порода, состоящая в основном из минералов кальцита CaCO3 или доломита CaMg(CO3)2.)

кварциты (образовались из кремнистых песчаников, в которых зерна кварца непосредственно срослись между собой)

глинистые сланцы (образовались из глин, имеют большую плотность и слоистость, легко раскалываются на тонкие плитки толщиной 3-5 мм)


6.Отличительные признаки породообразующих материалов.
-- Блеск

свойство, основанное на способности минералов отражать от своей поверхности свет.

Минералы по блеску делятся на две группы:

- минералы с металлическим блеском, поверхность которых в

отраженном свете напоминает блеск поверхности свежего излома металлов

(пирит, серный колчедан, свинцовый блеск и др.);

- минералы с неметаллическим блеском. Неметаллический блеск

может быть различным:

- стеклянный, напоминающий блеск поверхности стекла (кальцит, горный хрусталь);

- алмазный, самый интенсивный, напоминающий стеклянный блеск (алмаз, сфалерит);

- перламутровый, отливающий радужными цветами (полевой шпат, слюда); -шелковистый (асбест, селенит);

- жирный блеск (тальк, кварц);

- восковой блеск (халцедон).

-- Твердость

способность минерала противостоять проникновению в него другого, более твердого тела. Если испытываемый минерал мягче, чем тот предмет или минерал, которым вы царапаете по его поверхности, то на нем остается след - царапина. По твердости минералы можно разделить на четыре группы:

- мягкие минералы - ноготь оставляет на них царапину (тальк, графит, гипс);

- минералы средней твердости - ноготь не оставляет на них царапины, минерал не оставляет царапины на стекле (ангидрит, кальцит);

- твердые минералы - оставляют царапину на стекле, но не оставляют ее на горном хрустале (кварц, полевые шпаты);

- очень твердые минералы - оставляют царапину не только на стекле, но и на горном хрустале (топаз, корунд, алмаз).

-- Черта.

 Мягкие минералы и минералы средней твердости в последующем делятся по цвету черты.

Есть минералы, цвет порошка которых резко отличается от цвета минерала. Кальцит бывает бесцветный, белый, желтый, зеленый, голубой, черный. Порошок у кальцита белый, независимо от цвета минерала. Для получения порошка минерала применяется шероховатая фарфоровая пластинка, так называемый "бисквит".

-- Растворимость минералов в кислотах.  

Некоторые минералы, имеющие в своих составах углекислые соли, под действием соляной кислоты (10-%раствор) выделяют в виде пузырьков углекислый газ - минерал вскипает (кальцит, доломит, магнезит, сидерит).

--
Цвет.

минералы совершенно бесцветные, например, горный хрусталь. Другие минералы имеют цвет, присущий веществу, из которого они состоят, например, зеленый - у малахита, красный - у рубина, золотистый - у пирита. Для них цвет может быть объективной характеристикой.

Ряд минералов имеет самые разнообразные цвета: кварц - белый, розовый, зеленый, дымчатый (раухтопаз), фиолетовый (аметист), водянопрозрачный (горный хрусталь), желтый (цитрин).

У некоторых минералов цвет может быть ложным, возникающим в результате интерференции световых лучей при отражении их от внутренних плоскостей прозрачного минерала (Лабрадор).

-- Спайность - способность минерала раскалываться при ударе по определенным кристаллографическим плоскостям. Это свойство связано с внутренним строением минерала и не зависит от внешней формы. Плоскости спайности параллельны плоскостям кристаллической решетки.

Спайность у различных минералов выражена в различной степени. Она может быть:

- весьма совершенной - минерал легко расщепляется на пластинки (слюда, гипс, графит);

- совершенной - при раскалывании минерал дает ровные, блестящие поверхности спайности; может быть выражена в одном направлении (топаз), в двух направлениях (полевые шпаты) или в трех направлениях (кальцит);

- спайность отсутствует (кварц, корунд).

--Излом

 характеристика поверхности раскалывания минерала. Излом может быть:

- ступенч. (кальцит, полевой шпат);

-раковистый (горный хрусталь);

- землистый (рыхлые агрегаты);

- игольчатый (асбест);

- зернистый (мрамор);

-занозистый (роговая обманка).

--Агрегаты

скопления минералов. Наиболее часто встречаются следующие агрегаты:

- зернистые

- сросшие зерна минералов (пирит, апатит);

- плотные - зерна не различимы даже в лупу (халцедон);

- землистые - напоминает внешним видом рыхлую почву

(каолинит);

- игольчатые, призматические - удлиненная форма кристаллов (роговая обманка);

- листоватые, пластинчатые - кончиком перочинного ножа легко отделяются пластинки (слюда).
7 . Породообразующие минералы  изверженных (магматических) пород.
Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы.

К породообразующим минералам магматических горных пород относятся:

Осн. Признаки: блеск, твердость, спайность

Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. Кроме углерода черные металлы в небольшом количестве могут содержать кремний, марганец, фосфор, серу и другие химические элементы. Для придания черным металлам специфических свойств к ним добавляют некоторые так называемые легирующие вещества — медь, никель, хром и др. Продуктами доменного производства являются чугун, доменный шлак, колошниковый газ и колошниковая пыль.Черные металлы в зависимости от содержания углерода подразделяют на

--чугуны

сплав железа с углеродом (содержанием обычно более 2,14 %)

--литейный,

. Литейный серый чугун используют для получения фасонных отливок.

-- передельный

 Из  всей  выплавки  более 80 %  составляет передельный  чугун. Это   преимущественно   белый   чугун,   в   котором   весь   углерод содержится в химически связанном состоянии. Передельный чугун применяют для производства стали

-- ферросплавы


содержащие  повышенное  количество  кремния  и марганца,   применяют   в   качестве   добавки   при   производстве стали повышенного качества.

--стали.

: по химическому составу

 --углеродистую

 сплав железа с углеродом (содержание углерода до 2%) с примесями кремния, серы и фосфора, причем главной составляющей, определяющей свойства, является углерод.

--легированную

называется сталь, в которой наряду с обычными примесями имеются легированные элементы, резко улучшающие ее свойства: хром, вольфрам, никель, ванадий, молибден и др., а также кремний и марганец в большом количестве. Примеси вводятся в процессе плавки.

легированная сталь делится на три группы:

--низколегированная сталь - не более 2,5% примесей;

--среднелегированная - 2,5-10%;

--высоколегированная - свыше 10%.

по качеству

--обыкновенного качества,

--качественную,

--повышенного качества,

--высококачественную

--особовысококачественную.
55.Механические свойства металлов.
--Твердость

характеризуется способностью металла противостоять проникновению в него другого, более твердого тела. Испытание на твердость производится большей частью путем вдавливания твердого тела в испытуемый материал.

--Пределом прочности

при растяжении называют величину, численно равную наибольшей нагрузке, отмеченной во время испытания образца на растяжение, разделенной на площадь первоначального поперечного сечения образца. Предел прочности при растяжении σв выражается в кгс/мм2.

--Относительным удлинением при разрыве δ

 называют остающееся приращение длины образца, отнесенное к первоначальной расчетной длине; оно определяется в процентах.

--Относительным сужением при разрыве ψ  называется уменьшение поперечного сечения образца в месте разрыва, выраженное в процентах от первоначального сечения.

--Пределом текучести (физический)

σт называется напряжение, при котором, несмотря на деформацию образца, указатель нагрузки на разрывной машине остается неподвижным или указывает ее падение.

--Пределом пропорциональности (условный)

σпц называется напряжение, при котором впервые получается нарушение пропорциональности между напряжением и удлинением на определенную, заранее обусловленную величину; выражается к кгс/мм2.
56.Углеродистые и легированные стали, применяемые в строительстве.
--углеродистая

 сплав железа с углеродом (содержание углерода до 2%) с примесями кремния, серы и фосфора, причем главной составляющей, определяющей свойства, является углерод.

--легированная называется сталь, в которой наряду с обычными примесями имеются легированные элементы, резко улучшающие ее свойства: хром, вольфрам, никель, ванадий, молибден и др., а также кремний и марганец в большом количестве. Примеси вводятся в процессе плавки.

легированная сталь делится на три группы:

--низколегированная сталь - не более 2,5% примесей;

--среднелегированная - 2,5-10%;

--высоколегированная - свыше 10%.

В зависимости от назначения и гарантируемых механических характеристик сталь углеродистую обыкновенного качества делят на две группы и одну подгруппу:

группа А — поставляемая по механическим свойствам; Для строительных целей используют в основном сталь группы А.

группа Б — поставляемая по химическому составу;

подгруппа В — поставляемая по механическим свойствам с дополнительными требованиями по химическому составу.

 Обозначение мерки легированной стали, например 25ХГ2С, используемой для арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций, показывает, что в ней содержится 0,25% углерода, 1% хрома, 2% марганца и 1 % кремния.

Таким образом, первые две цифры в обозначении марки стали показывают содержание углерода в сотых долях процента, а остальные цифры — содержание легирующего элемента, стоящего перед цифрой в целых процентах.

В строительстве широко используют

--низкоуглеродистые стали

изготовляют большинство сварных конструкций из стали с содержанием до 0,25% углерода. широко применяемые для изготовления сварных конструкций в виде листов и фасонного проката, Ее легко изготавливать, приобретать, формировать и подвергать сварке

--высоколегированные стали. (более 10% масса легирующих элементов)

Сталь такого класса, включающая нержавеющую сталь, имеет ценные коррозионностойкие свойства и так же требует применения специальных процессов сварки.

-- высокопрочная низколегированная сталь — до 2,5% масса легирующих элементов. применяется для обеспечения механических свойств, которые являются лучшими чем у низкоуглеродистой стали

Их применяют для изготовления

--металлических конструкций мостов, --опор, --транспортных галерей, --подкрановых балок,-- мостовых кранов, --арматуры железобетонных конструкций и др.

 Стали поставляют в виде-- прутков, --профилей, --листов --широких полос.

применяют следующие изделия из стали:

--заклепки, --болты, --гайки,--шайбы, --винты,-- гвозди,-- поковки, --стальные канаты.

.

57.Арматурная сталь.
Под арматурой железобетона понимают стальные элементы или целые каркасы, которые размещены в массе бетона.

Арматуру располагают главным образом в тех местах конструкции, которые подвергаются растягивающим усилиям (при изгибе, растяжении, внецентренном сжатии). Арматура является важнейшей составной частью железобетона; она должна надежно работать совместно с бетоном на всех стадиях службы изделия.

С целью более рационального использования в качестве арматуры для железобетона применяют высокопрочные низколегированные стали или арматурную сталь подвергают механическому упрочнению или термической обработке.

 Механическое упрочнение стали осуществляют путем

волочения,

При волочении стержень проходит через кони

ческое отверстие и обжимается. Вытяжку арматуры производят

усилиями, превышающими предел текучести стали, при этом ар

матура несколько вытягивается

скручивания.

Способ упрочнения арматуры путем скручивания ее в холодном состоянии вокруг продольной оси оказывается лучшим как в техническом, так и в

экономическом отношении по сравнению с другими способами

упрочнения арматуры.

Предел текучести  - напряжение, которое соответствует остаточному удлинению после разгрузки, равному 0,2 %. В мягких сталях при таком напряжении начинается интенсивный процесс развития деформаций, они растут без изменения нагрузки с образованием площадки текучести - металл «течет».

Арматурную сталь классифицируют по способу изготовления, профилю стержней и применению

. По способу изготовления арматурная сталь бывает

--стержневой

Стержневая арматура бывает горячекатаной, термически упрочненной   и   упрочненной   вытяжкой — подвергнутой    после прокатки упрочнению вытяжкой в холодном состоянии

--холоднокатаной проволочной

делят на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия.




58.Коррозия металлов и защита от нее.
В результате взаимодействия металла с окружающей средой может происходить его разрушение, т. е. коррозия.

  --  Химическая коррозия возникает при действии на металл сухих газов и растворов масел, бензина, керосина и др. Примером химической коррозии металла служит окисление его при высоких температурах; окалина, образующаяся на поверхности металла, является продуктом коррозии. Содержащийся в воздухе углекислый или сернистый газ усиливает коррозию, так как при увлажнении на поверхности металла образуются кислоты, вступающие во взаимодействие с металлом.

 --  Электрохимическая коррозия возникает при действии на металл растворов кислот и щелочей. При этом металл отдает свои ионы электролиту, а сам постепенно разрушается.

Коррозия может возникать также при контакте двух разнородных металлов или в результате химической неоднородности.

Каждый металл имеет определенные электрические свойства, характеризуемые рядом напряжений. При контакте двух металлов разрушается тот, который стоит ниже в ряду напряжений.

Коррозия может быть

--местная, когда разрушение металла происходит на некоторых участках,

--равномерная, когда металл одинаково разрушается по всей поверхности

--межкристаллит-ная, когда разрушение происходит по границам зерен металла.

 • Защита от коррозии осуществляется несколькими способами,

--покрытие металла красками,

лаками, эмалями. Образующаяся при этом пленка изолирует металл от действия внешней среды (газов, влаги\

--легирование

 сплавление металла с легирующими веществами, повышающими его коррозионную стойкость;

-- воронение

получение на поверхности изделия защитного слоя, состоящего из оксидов данного металла; металлическое покрытие металла пленкой из другого металла, менее подверженного коррозии в данных условиях (цинком, оловом). .





СТЕКЛО







59.Основы производства, сырье и способы формирования изделий из стекла.




Сырье.

Сырьевые материалы вводят в стекольную шихту, как правило, в виде природных соединений. Основным сырьем для изготовления стекла являются кварцевый песок, известняк, сода и сульфат натрия. Высококачественные стекольные белые пески содержат немного примесей, в частности оксида железа, придающего стеклу зеленоватую окраску. В стекольную шихту вводят соду, сульфат натрия, поташ(кремнекислый натр, иногда калий, свинцовая окись), которые понижают температуру варки стекла и ускоряют процесс стеклообразованияБлагодаря введению в шихту оксида кальция в виде известняка или доломита стекло становится нерастворимым в воде.

Технология производства.

1.Варка стекломассы (стекловарение) - самая сложная операция всего стекольного производства, производится чаще всего в ванных печах непрерывного действия, представляющих собой бассейны, сложенные из огнеупорных материалов. При варке специальных стекол (оптических, цветных и т. п.) используют горшковые печи. При нагревании шихты до 1100...1150 град С происходит образование силикатов (силикатообразование) сначала в твердом виде, а затем в расплаве. При дальнейшем повышении температуры в этом расплаве полностью растворяются наиболее тугоплавкие компоненты - образуется стекломасса. Эта стекломасса насыщена газовыми пузырьками и неоднородна по составу. Для осветления и гомогенизации стекломассы ее температуру повышают до 1500... 1600 град С. При этом вязкость расплава снижается и соответственно облегчается удаление газовых включений и получение однородного расплава.

2.Стекловарение завершается охлаждением стекломассы до температуры, при которой она приобретает вязкость, требуемую для выработки стеклоизделий принятым методом (вытягиванием, прокатом, прессованием, литьем, выдуванием и др.).

3.Закрепление формы изделия осуществляют быстрым охлаждением. При этом вследствие низкой теплопроводности стекла возникают большие перепады температур, вызывающие внутренние напряжения в стеклоизделии.

4.Поэтому обязательная операция после формования - отжи г, т. е. охлаждение изделий по специальному ступенчатому режиму:и

--быстрое - до начала затвердевания стекломассы;

--очень медленное - в момент перехода стекла от пластического состояния к хрупкому (собственно отжиг);

--вновь быстрое - до нормальной температуры.

Основные технологические процессы формования, применяемые в настоящее время при производстве архитектурно-строительного стекла, сводятся к методам

--вертикального и горизонтального вытягивания,

Способом вытягивания формуют листовое бесцветное, цветное и накладное стекло, а также стекло с металлическими покрытиями

--проката,

Прокат применяют для изготовления стекла с узорчатой поверхностью, армированного и некоторых видов декоративных стекол.

--прессования,

--формования ленты стекла на расплаве металла (флоат-процесс).

Непрерывно перемещаясь вдоль ванны, слой стекла в зоне выхода из нее охлаждается и затвердевает, сохраняя некоторую способность к пластической деформации, и отделяется от поверхности расплава при температуре около 600° С, после чего направляется в отжиговую печь\
60.Номенклатура стеклянных изделий: оконное стекло, витринное, узорчатое, матовое, армированное, закаленное, стеклопакеты, стеклополотно.
 Оконное стекло выпускают толщиной 2; 2,5; 3; 4; 5 и 6 мм в виде листов от 4.00X400 до 1600X2200 мм или по спецификации потребителя. Стекло должно быть бесцветным и прозрачным (светопропускание в зависимости от толщины не менее 84...90 %).

 Узорчатое стекло получают методом непрерывного проката на гравировальных вальцах из бесцветной или цветной стекломассы.

 Матовое стекло изготовляют пескоструйной обработкой поверхности оконного стекла, при этом с помощью   трафарета можно получить    матово-узорчатый рисунок. Светорассеивающее стекло применяют для остекления оконных и дверных проемов, перегородок, когда требуется освещение без сквозной видимости или рассеянный свет.

 Армированное стекло получают методом проката с одновременной запрессовкой в обычную или цветную стекломассу металлической сетки. Такое стекло может быть в виде плоских или волнистых листов (4.3). Армированное стекло обладает повышенной прочностью и огнестойкостью. Его применяют для остекления дверей, ограждения лестничных клеток и балконов, устройства перегородок и кровли.

Витринное стекло неполированное и полированное выпускают увеличенной толщины 5.. 12 мм. Стекло толщиной 5...6 мм получают, как и обычное оконное, методом вертикального вытягивания, как правило, без последующей   полировки. Более   толстое    витринное стекло изготовляют прокатом с последующей шлифовкой и полировкой.

 Закаленное стекло получают путем термической обработки стекла по специальному режиму, в результате чего оно приобретает напряженное состояние, характеризуемое небольшим растяжением всей толщи стекла, кроме тонких поверхностных слоев, которые оказываются сильно сжатыми. Закаленное стекло имеет выше прочность на удар в 4...6 раз, а предел прочности при изгибе в 5...8 раз по сравнению с обычным стеклом.

.Стеклопакеты представляют собой элементы из двух или трех плоских стекол (оконного, витринного и других видов), соединенных по периметру так, что между ними образуется герметически замкнутая воздушная полость шириной до 15...20 мм. Стеклопакеты не замерзают при температуре —25 °С (одинарный) и —40 °С (двойной), не запотевают, выдерживают большую ветровую нагрузку, чем отдельные стекла той же толщины, я обладают достаточной звукоизолирующей способностью

Стеклополотно Нетканое иглопробивное полотно получают из хаотически размещенных отрезков стеклянных нитей, скрепленных иглопробивным способом. Плотность материала ~ 650 г/м2 и шириной 60 смприменяется в основном для для теплоизоляции трубопроводов и оборудования, работающих при температуре от -200°С до +550°С. , так как обладает высокими теплозащитными и теплоизоляционными свойствами.
МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ РАСПЛАВОВ







61.Материалы на основе минеральных расплавов.
1. МАТЕРИАЛЫ  И  ИЗДЕЛИЯ  НА ОСНОВЕ СТЕКЛЯННЫХ РАСПЛАВОВ

Стекло как строительный материал обладает рядом положительных технических свойств. Светопреломление оконного стекла принимают равным 1,5, свето-пропускаемость в зависимости от длины волны видимого спектра колеблется от 0 до 97%.

По оптическим свойствам различают стекло прозрачное, окрашенное, бесцветное и рассеивающее свет.

Листовое стекло

является наиболее распространенным видом плоского стекла. Стекло выпускается толщиной от 2 до 6 мм, свето-пропускаемость его в зависимости от толщины колеблется от 90 до 85% и понижается с увеличением толщины.

Профильное строительное стекло представляет собой элементы швеллерного и коробчатого сечения, формуемые на горизонтальных прокатных установках в виде бесконечной ленты, которую разрезают затем на отрезки длиной до 6000 мм.

Стеклянные блоки (стеклоблоки) представляют собой изделия, состоящие из двух прессованных полублоков, сваренных по периметру. Внутренняя полость блоков заполнена разреженным воздухом. Блоки изготовляют, с разнообразной фактурой внутренней или наружной поверхности
2. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ  ИЗ КАМЕННОГО РАСПЛАВА

обладают высокими прочностью, износостойкостью и стойкостью в химически агрессивных средах. Это позволяет применять изделия для облицовки технологических аппаратов и узлов, работающих в наиболее тяжелых условиях, заменяя другие дорогостоящие материалы, в частности металлы.

Сырьем для получения каменного литья служат горные породы магматического происхождения, преимущественно базальты и диабазы, обладающие пониженной вязкостью в расплавах. По своему химическому составу базальты более постоянны, а каменное литье из них обладает высокой химической стойкостью и прочностью на истирание. Температура плавления базальта 1100—1450° С. Расплав обладает хорошими литейными качествами и кристаллизуется в течение 5—15 мин. В качестве сырья для получения светлого каменного литья используется кварцевый песок в количестве 45%, доломит 34%, мел или мрамор 21%. Кроме основных материалов в шихту для снижения температуры плавления добавляется плавиковый шпат в количестве 3%, а для отбеливания расплава — 0,8% окиси цинка. Перед загрузкой в печь сырьевые материалы измельчают, просеивают и дозируют в заданном соотношении.

Плитки из каменного литья с успехом заменяют металл; их используют для полов в цехах с агрессивными средами и для футеровки аппаратов, подверженных сильному истирающему воздействию
3. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ  ИЗ ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ

Материалы и изделия из шлаковых расплавов являются разновидностью изделий, получаемых из расплавленных горных пород. Огненно-жидкие шлаки металлургической промышленности являются ценным сырьем для получения различных материалов и изделий. Производство изделий из шлаковых расплавов выгодно и экономически, поскольку для их получения не требуется дополнительных затрат топлива, отпадает необходимость в специальных плавильных печах, значительно снижаются удельные капитальные вложения и себестоимость единицы продукции.. Из огненно-жидких шлаков получают изделия для покрытий полов промышленных предприятий, облицовочные плитки, используемые в коррозионных средах, тюбинги для крепления горных выработок, легкие материалы — термозит, шлаковую вату и др.
62.Теплоизоляционные материалы из стеклянных расплавов. Минераловатные плиты, маты для теплоизоляции. Свойства, применение.
Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность.

Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет снизить массу конструкций, уменьшить потребление конструкционных строительных материалов (бетон, кирпич, древесина и др.). Теплоизоляционные материалы существенно улучшают комфорт в жилых помещениях. Важнейшей целью теплоизоляции строительных конструкций является сокращение расхода энергии на отопление здания.

--Минеральные маты

  Минеральные маты — этот материал представляет собой минераловатный ко вер, проложенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой. длина стандартных матов — до 500, ширина — до 150, толщина — до 10 см. Плотность — 100—200 кг/т. Маты на металлической сетке изготавливают из фильерной ваты марки ВФ путем прошивки хлопчатобумажными нитками.

  Применяют минераловатные маты для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов, имеющих темпера туру до 400°C. Маты на металлической сетке используют для теплоизоляции поверхностей с температурой до б00°С.


--Минераловатные полужесткие плиты

 изготовляют из минерального волокна путем распыления на него связующего (синтетических смол или битума) с последующим прессованием и термообработкой для сушки или полимеризации. Полужесткие изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и горячих поверхностей оборудования при температуре до 200...300°С, если изделия изготовлены на синтетическом связующем, и до 60 °С — на битумном связующем.

--Минераловатные жесткие изделия

 получают смешиванием минеральной ваты с битумной эмульсией или синтетическими смолами с последующим формованием, прессованием и прогреванием отформованных изделий для их сушки или полимеризации. Минераловатные жесткие плиты применяют для утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и холодильников. Жесткие плиты и фасонные изделия — сегменты, скорлупы  на синтетическом и бентонитоколлоидном связующих применяют для теплоизоляции горячих поверхностей.

--Минераловатные плиты повышенной жесткости и твердые плиты на синтетических связующих, которые характеризуются более высокой прочностью и большими размерами, чем обычные жесткие плиты. Такие плиты экономически целесообразно применять для утепления стен, перекрытий и покрытий зданий.

-- Минеральная вата представляет собой тонкие и гибкие волокна, полученные при охлаждении предварительно раздробленного в капли и вытянутого в нити минерального расплава.

В зависимости от вида сырья минеральная вата делится на каменную и шлаковую. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы - диабаз, базальт, известняк, доломит, и др. Шлаковую вату получают из шлаков чёрной и цветной металлургии.

Ведущие мировые производители в качестве сырья используют исключительно горные породы, что позволяет получать минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Именно её рекомендуется применять для ответственных конструкций - в случае, когда требуется их многолетняя надежная работа.


Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только тепло-, но и звукоизоляцию стен. Минеральная вата значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым, увеличивая изоляцию от воздушного шума. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.
--
Стеклянная вата - это материал, представляющий собой минеральное волокно, которое по технологии получения и свойствам имеет много общего с минеральной ватой. Для получения стеклянного волокна используют то же сырье, что и для производства обычного стекла или отходы стекольной промышленности.

По свойствам стекловата несколько отличается от минеральной. Отличия обусловлены, в частности, тем, что волокна стеклянной ваты имеют большую толщину (16-20 мкм) и в 2...3 раза большую длину. Благодаря этому изделия из стеклянной ваты обладают повышенной упругостью и прочностью. Стеклянная вата практически не содержит неволокнистых включений и обладает высокой вибростойкостью.

Теплопроводность находится в пределах 0,030...0,052 Вт/м·К. Температуростойкость стеклянной ваты обычного состава - 450°С, что существенно ниже, чем у минеральной ваты.
О применении (кратко)

Мягкие плиты и маты, как правило, применяются в каркасных конструкциях. Жесткие и полужесткие плиты из минеральной ваты предназначены для применения на объектах, где изоляция подвергается механическим нагрузкам либо в процессе выполнения монтажных работ, либо при эксплуатации. Прочность на сжатие жестких изделий напрямую зависит от плотности теплоизоляционного материала и содержания связующего.