Стекло и его свойства сырье для производства стекла

Стеклом называют твердый аморфный материал, получаемый при переохлаждении минеральных распла­вов. В стеклообразном виде могут быть получены многие вещества. В строительстве же используют почти исклю­чительно силикатное стекло, основным компонентом ко­торого является; диоксид кремния (кремнезем) SiO₂. Кремнезем сам по себе без добавления каких-либо дру­гих веществ при охлаждении расплава способен образо­вывать стекло, как и некоторые другие оксиды (P_SO₅, В₂О₃); их называют стеклообразующими оксидами. Стекло не является химическим веществом с опреде­ленным составом, который может быть выражен химиче­ской формулой; поэтому состав стекол условно выража­ют суммой оксидов (например, состав обычного оконно­го стекла SiO₂ —71...72%; Na₂O— 14...15%; СаО -6,5.-7 %; MgO- 4 %; А1₂О₃- 2 %).

Свойства.Стекло в строительных конструкциях чаще подверга­ется изгибу, растяжению и удару и реже сжатию, поэто­му главным показателем, определяющим его свойства, следует считать прочность при растяжении и хрупкость. Расчетный теоретический предел прочности стекла при растяжении составляет 12 000 МПа, практически эта величина ниже в 200...300 раз, в зависимости от размера образца колеблется от 30 до 60 МПа (при сжатии — 700...1000 МПа и более). Это объясняется тем, что в стек­ле имеются ослабленные участки (микронеоднородно­сти, трещины, внутренние напряжения) и чем больше размер образцов, тем вероятнее наличие таких участков. На прочность стекла оказывают влияние и технологичес­кие дефекты, особенно инородные включения и свиль (химические неоднородные участки). В диапазоне тем­ператур от —50° до +70° С прочность стекла практиче­ски не изменяется. Хрупкость — главный недостаток стекла, проявле­ние хрупкости у материалов является следствием соче­тания нескольких факторов. Главнейшие из них: низкое значение отношения прочности материала на разрыв к его модулю упругости Rp/E (для стекла оно составляет 7,5-10-⁴...6,5-10-4 для стали 2,5-10-³...2,2-10~³, а для каучука 2,5...1,5) и высокая скорость и отсутствие пре­пятствий для распространения трещин. Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием (прозрачностью),    светопреломлением отражением, рассеиванием. Обычные   силикатные стекла, кроме специальных , пропускают всю видимую часть спектра и практически не пропускают ультрафиолетовые    и    инфракрасные лучи. Показатели преломления строительного стекла (1,50...1,52)  определяет силу отраженного света и светопропускание стекла при разных углах падения света. При   изменении   угла падения света с 0 до 75° светопропускание стекла умень­шается с 92 до 50 %. Теплопроводность различных видов стекла состав­ляет 0,5... 1 Вт/(м-°С). Коэффициент линейного темпера­турного расширения стекла относительно невелик, но из-за высокого модуля упругости и низкой теплопроводности напряже­ния, развивающиеся в стекле при термических деформа­циях, могут достигать опасных величин, приводящих к растрескиванию. По этой же причине стекло имеет от­носительно малую термостойкость. Звукоизолирующая способность стекла относитель­но высока. По этому показателю стекло толщиной 1 см соответствует кирпичной стене в полкирпича — 12 см.

Химическая стойкость стекла высокая: разрушаю­ще действуют на него только горячие щелочи и плави­ковая и фосфорная кислоты. Это объясняется химическим составом стекла, его высокой плотностью и способно­стью при действии водных растворов образовывать на поверхности защитный слой, богатый кремнеземом S1O2.