Главная->Системи промислових технологій в галузях економіки->Содержание->4. Основи технологій виробництва скла

ВИГОТОВЛЕННЯ НЕМЕТАЛЕВИХ МІНЕРАЛЬНИХ ВИРОБІВ БУДІВЕЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ТЕХНОЛОГІЇ БУДІВНИЦТВА

4. Основи технологій виробництва скла

Скло (неорганічне скло) - тверда аморфна речовина, прозора, в тій чи іншій частині оптичного діапазону (в залежності від складу), отримана під час застигання розплаву, що має склотвірні компоненти.

Склотвірний компонент - речовина (оксид, сульфід, селенід, телурид чи фторид елементу), яка в процесі застигання розплавленої маси утворює скло.

Під склом розуміють сплави різних силікатів з надлишком діоксиду силіцію. Розплавлене скло не відразу твердне при охолодженні, а поступово збільшує свою в'язкість, аж поки не перетвориться в однорідну тверду речовину. Скло при твердінні не кристалізується, тому воно не має різко вираженої точки плавлення. На відміну від кристалічних матеріалів скло, при нагріванні у відповідному температурному інтервалі розм'якшується поступово, переходячи з твердого крихкого стану у тягучий високов'язкий і далі - у текучий стан - скломасу.

Будівельні вироби зі скла:

- листове будівельне скло – використовують для вікон будинків, облицювання, виготовлення дверей, перегородок (товщина 1-15 мм);

- віконне скло (товщина 2-3 мм). Для підвищення оздоблювальних і експлуатаційних властивостей використовують технічне скло товщиною 4-5 мм або вітринне скло товщиною 5-6 мм;

- поліроване скло має поліпшений мікрорельєф поверхні (товщина 3-12 мм);

- армоване скло – листове скло, товщиною 5,5-7 мм, посилене дротовою сіткою. Воно менш міцне, ніж звичайне скло, однак при руйнуванні від механічного чи теплового впливу його осколки утримуються сіткою;

- візерункове скло – має візерунки на одній з поверхонь (товщина 1-2 мм);

- стемаліт – листове скло, покрите з одного боку керамічною фарбою, яке пройшло загартування для зміцнення і закріплення фарби;

- склопакети – виготовляють з двох (або трьох) листів скла, з’єднаних між собою по краю з утворенням герметичної порожнини, заповненої повітрям;

- архітектурно-будівельні вироби – склоблоки, дзеркала, килимово-мозаїчні плитки і скло для виготовлення вітражів;

- склоблоки – герметично закриті порожні скляні блоки із гладкими зовнішніми і ребристими внутрішніми поверхнями;

- дзеркальне скло – поліроване скло вищого сорту з високою світло прозорістю. Покривається сріблом або алюмінієм;

- килимово-мозаїчні скляні плитки – виготовляють із непрозорого (глушеного) скла методом пресування, прокату або спікання.

Сировинні матеріали для виробництва скла:

- основні – створюють необхідне співвідношення між кислотними і основними оксидами. Основні оксиди, що утворюють скло: SіО₂, СаО, МgО, Аl₂О₃, Nа₂О.

- допоміжні:

барвники – додають певного кольору (оксиди свинцю, міді, бору);

глушники – розподіляються в склі у вигляді дрібних частинок, розсіюють світло і утворюють скло молочно-білого кольору (фосфорнокислі, фтористі солі);

знебарвлювачі – усувають фарбування скла від оксидів заліза (оксид нікелю, селен, сполуки марганцю);

освітлювачі – видаляють газову включення (бульбашки) із розплаву (триоксид миш’яку, селітра);

прискорювачі – прискорюють процес варіння скла (сполуки фтору, бору, хлору).

За минулі тисячоліття методи виготовлення скла майже не змінилися, найраніші зразки практично нічим не відрізняються від сучасного, усім відомого скла для виготовлення пляшок (винятком є тільки сучасне скло із заданими властивостями). У природному стані воно існує як мінерал обсидіан - вулканічне скло. Величезна кількість модифікацій скла дає змогу найрізноманітнішого утилітарного використання, обумовленого його складом і хіміко-фізичними властивостями.

Звичайне віконне скло і скляний посуд являють собою сплав оксиду натрію, оксиду кальцію і діоксиду силіцію.

Його приблизний склад можна виразити формулою: Na₂O • CaO • 6SiO₂.

Вихідними матеріали для виготовлення скла:

- білий кварцовий пісок SiO₂,

- сода Na₂CO₃

- вапняк або крейда CaCO₃.

Суміш цих речовин у відповідних співвідношеннях (скляну шихту) сплавляють у спеціальних печах. Спочатку при 700-800°С внаслідок взаємодії карбонатів натрію і кальцію з діоксидом силіцію утворюються силікати натрію і кальцію:

· Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂ ↑

· CaCO₃ + SiO₂ = CaSiO₃ + CO₂ ↑

При 1200-1300 °C силікати натрію і кальцію з надлишком діоксиду силіцію утворюють сплав

· Na₂SiO₃ + CaSiO₃ + 4SiO₂ = Na₂O•CaO•6SiO₂

Скляну масу в розплавленому стані витримують до повного видалення газів. Разом з тим проводять знебарвлення скла додаванням незначних кількостей діоксиду марганцю MnO₂. Звичайне скло буває забарвлене в зелений колір домішками оксидів заліза які потрапляють разом з піском. Діоксид марганцю надає склу рожевого забарвлення, а зелений і рожевий кольори в сукупності дають білий колір. Після цього скляну масу охолоджують до певного ступеня в'язкості і виготовляють різні вироби

Сировинна база цього виробництва досить значна. В Україні є шість заводів листового і технічного скла. Найбільші з них – Лисичанський «Пролетар», Костянтинівський і Запорізький склоробні заводи. Скло виробляється на склозаводах Луганської та Донецької областей, на Львівському склоробному заводі і, частково, Київському заводі художнього скла.

1 2 3 4 5 6

Категорії

ВИГОТОВЛЕННЯ НЕМЕТАЛЕВИХ МІНЕРАЛЬНИХ ВИРОБІВ БУДІВЕЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ТЕХНОЛОГІЇ БУДІВНИЦТВА

Схожі підручники