Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 183
Скачиваний: 0
Сушку черепицы производят в сушилках, а обжиг — в кольцевых
икамерных печах.
Внастоящее время изготовляют черепицу четырех видов: пазовую штампованную и ленточную, плоскую ленточную и коньковую (рис. 40).
Кфизико-механическим свойствам и внешнему виду черепицы предъ являют высокие требования. В изломе она должна быть равномерно обожженной, мелкозернистой и однородной, без расслоений. Черепица должна иметь правильную форму, гладкие поверхности и ровные края без короблений и трещин; при легком ударе стальным молотком она издает чистый, недребезжащий звук.
Цвет черепицы одной партии должен быть однотипным. Разрушаю
щая нагрузка при |
изломе черепицы в сухом' состоянии должна быть |
не менее 70 кГ при |
нагрузке по всему ее сечению. |
Черепица должна выдерживать 25-кратное замораживание и оттаи |
|
вание без видимых |
следов разрушений. |
Размеры, допуски и вес черепицы не должны превышать норм,
указанных в табл. |
17. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
17 |
|
|
|
|
Р а з м е р ы и д о п у с к а е м ы е о т к л о н е н и я |
|
Вес 1 |
м' |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
к р о ю щ и е |
(полезные) |
|
габаритные |
|
покрытия в |
|||
|
|
|
|
|
н а с ы щ е н н о м |
||||||
В и д |
черепицы |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
водой |
|
||
|
|
|
д л и н а |
ширина |
д л и н а |
ширина |
с о с т о я н и и , |
||||
|
|
|
а |
б |
|
в |
г |
|
кГ, |
не более |
|
Пазовая |
штампованная |
|
1 9 0 l £ 2 |
Не |
норіѵ ируется |
|
50 |
|
|||
Пазовая |
ленточная |
. . |
333 ± 5 |
200 ± 3 |
400 |
± 5 |
220 |
± 3 |
|
50 |
|
Плоская |
ленточная |
. . |
160±5 |
1 5 5 ± 3 |
365 |
± 5 |
155±3 |
|
65 |
|
|
|
|
|
333 |
Не норми |
365 |
200 |
± 3 |
На |
1 ж |
не |
|
|
|
|
|
руется |
|
|
|
|
более 8 |
кГ |
Тугоплавкие материалы. Такие материалы изготовляют из туго плавких глин типа гжельских. Тугоплавкий кирпич изготовляют раз личной формы: прямой, клиновой (торцовый и ребровой двусторон ний), лещадной (плиты для пода печей).
Производство тугоплавкого кирпича не отличается от способов изготовления обыкновенного строительного кирпича.
Используют тугоплавкий кирпич для внутренней кладки стен топок и отопительных печей и калориферов с температурой нагрева кладки не более 1100° (I сорт) и 1000° ( I I сорт).
Тугоплавкий кирпич должен удовлетворять требованиям, приведен ным в табл. 18.
Огнеупорные материалы. Огнеупорными называют строительные материалы, имеющие огнеупорность не менее 1580°. К основным требо ваниям, предъявляемым к огнеупорным материалам, относятся: огне упорность, высокий предел прочности, устойчивость при резких коле баниях температуры (термостойкость), минимальная дополнительная усадка при различных температурах и газонепроницаемость.
96
|
|
|
Т а б л и ц а 18 |
|
П о к а з а т е л и |
1-й сорт |
2-й сорт |
Огнеупорность, не |
менее |
1400 |
1300 |
Предел прочности |
при сжатии, кГ/см2, не менее |
100 |
80 |
Водопоглощение, %, не более |
16 |
18 |
В зависимости от химико-минералогического состава огнеупорные материалы подразделяют на группы. Более широко применяют кремне
земистые и алюмосиликатные |
материалы. |
К р е м н е з е м и с т ы е |
( д и н а с о в ые) м а т е р и а л ы со |
держат не менее 93,5% Si02 . |
Огнеупорность динаса достаточно высо |
кая — 1690—1710°. Однако при быстром нагревании или охлаждении динас растрескивается, разрушается и, следовательно, теряет проч ность.
Применяют динас главным образом для кладки сводов, стен и
насадок мартеновских печей, сводов стекловаренных |
печей |
и т. п. |
А л ю м о к и с л о т н ы е о г н е у п о р н ы е |
м а т е р и а л ы |
|
подразделяют на три вида: полукислые, содержащие |
Si02 |
более 65% |
и А12 03 менее 30%; шамотные, имеющие А12 03 от 30 до 45%; высоко глиноземистые, содержащие А12 03 более 45%.
Полукислые огнеупоры характеризуются повышенным содержанием кремнезема. Их изготовляют путем обжига кварцевых пород на глиня ной или каолиновой связке или обжигом глин и каолинов с большим содержанием кварцевого песка. Огнеупорность их составляет от 1610 до 1710°. Полукислые огнеупоры применяют для футеровки коксовых печей, вагонеток, паровозных топок.
Шамотные огнеупоры изготовляют обжигом смеси шамота и огне упорной глины. Они отличаются термической стойкостью, шлакоустойчивостью и прочностью. Применяют их в зависимости от огнеупор ности для кладки и футеровки печей в местах, где они непосредственно соприкасаются с расплавленным металлом, шлаком, стеклом для фу теровки сводов, стен и пола керамических печей, обмуровки топок паровых котлов, дымоходов и пр.
Высокоглиноземистые огнеупоры получают из материалов с высоким содержанием глинозема (боксита, диаспора, корунда и др.). Огнеупор ность их находится в пределах 1820—2000°, термическая устойчивость низкая, но шлако- и стеклоустойчивость высокие. Высокоглиноземи стые огнеупоры используют в стекольной промышленности для кладки печей.
5 № 2987 |
97 |
Г Л А В А IV
СТЕКЛО И СТЕКЛЯННЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Стекло — искусственный материал. Комиссия по терминологии Академии наук СССР дала следующее определение стекла: «Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания и обладающие, в результате постепенного уве личения вязкости, механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым».
По масштабам применения стекла первое место принадлежит строи тельству, где оно широко применяется не только для устройства свето вых проемов, но и в качестве конструктивного и отделочного мате риала.
За 3—4 тысячи лет до нашей эры производство стекла было известно египтянам и обитателям Месопотамии. В этот период стекольные изде лия изготовлялись путем пластического формования и прессования. Значительно развивалось стеклоделие с IX в. н. в. в Венеции, которая была мировым центром стеклоделия до X V I I в. Венецианские стеклян ные изделия, отличавшиеся большой художественной ценностью, про
никают в другие страны Европы |
и Ближнего |
Востока. |
В России первый стеклянный |
завод был |
создан в 1635 г. близ |
г. Воскресенска в местечке Духанино. В 1752 г. М. В. Ломоносов орга низовал производство разноцветных стекол и художественных изделий из них. К 1913 г. число стекольных заводов в России достигло 275. Широкое развитие стекольная промышленность получила в СССР.
В годы первых пятилеток был построен ряд крупнейших стекольных заводов, в том числе заводы-гиганты, в г. Гусь-Хрустальный, Даге стане, городах Горьком, Гомеле, Улан-Удэ и др.
Основную массу вырабатываемого в Советском Союзе стекла (около 50% по весу) составляет оконное листовое стекло; в 1970 г. выпуск его составил около 230 млн. м2. В промышленности листового
стекла распространены мощные печи площадью 650—700 м2. |
Наряду |
||||||
с лодочным способом |
вертикального вытягивания |
стекла внедряется |
|||||
в промышленность безлодочный способ формования, |
повышающий |
||||||
скорость вытягивания |
на |
15—20%. |
|
|
|
||
Директивами |
X X I V |
съезда |
КПСС намечено |
увеличить |
выпуск |
||
оконного стекла в текущей пятилетке на 50 млн. м2, |
профильного, |
||||||
армированного, |
узорчатого стекла, стеклопакетов — в |
1,8—2,2 раза. |
|||||
Основоположником |
научного |
стеклоделия в |
России |
является |
|||
М. В. Ломоносов. Из числа русских и советских |
ученых в |
области |
98
стеклоделия особенно известны имена С. П. Петухова, А. К. Чугунова, В. Е. Тищенко, акад. Рождественского, И. В. Гребенщикова, H . Н. Ка чалова, И. И. Китайгородского и др. В настоящее время стекольная промышленность выпускает листовое стекло, химическо-лабораторную и бытовую посуду, электровакуумное и полированное стекло, архитек турно-художественные изделия.
1. СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛА
Стекловидные вещества являются аморфными и изотропными, т. е. имеют однородную структуру и одинаковые свойства по всем нап равлениям.
Из механических свойств стекла прочность его на растяжение является важнейшим качеством. Предел прочности при растяжении у стекла в 15—20 раз меньше, чем при сжатии. Прочность при растя жении обусловливает границы применения стекла при различных механических воздействиях на него.
Предел прочности стекла при сжатии обычных отожженных стекол находится в пределах 50—200 кГІмм2. У оконного стекла пре дел прочности при сжатии состав ляет 100 кГ/мм2.
Машина для вертикального вытягивания стекла представля ет собой прямоугольную чугун ную шахту (рис. 41), состоящую из нескольких звеньев, скреплен ных болтами. По высоте шахты для транспортирования ленты расположено 13 и более пар валиков. Такое количество необ ходимо для обеспечения подъема ленты с наименьшим удельным давлением на нее.
При вертикальном, лодочном способе выработки оконного стекла стеклянную ленту фор муют через узкую щель в ша мотной лодочке, погруженной на определенную глубину в стек ломассу (рис. 42). При заглуб лении лодочки в стекломассе соз дается напор, в силу которого она выдавливается через щель лодочки и далее, затвердевая
ПОД воздействием охладительных |
Рис. 41. |
Машина для вертикального |
||||
устройств, |
оттягивается |
вверх с вытягивания стекла по лодочному спо- |
||||
помощью |
асбестовых |
валиков |
собу в поперечном |
разрезе: |
||
, |
|
|
/ — камера; |
2 |
— лодочка; S — |
холодиль - |
( р И С . 4о). |
|
|
ники; 4 |
— |
корпус; 5 — валики; 6 — скаты |
5* |
99 |
При движении ленты от щели вверх по шахте (около 7 м), она про ходит через различные тепловые зоны. В нижней зоне происходит ин тенсивное охлаждение. После этого лента проходит зону отжига с ин тервалом температур 540—350°. Протяженность этой зоны зависит от толщины ленты и скорости вытягивания (обычно она оканчивается
Лента
Лодочка.
Рис. 42. Шамотная лодочка для вертикального вытяги вания оконного стекла
Рис. 43. Асбестовые валики для вытягивания стеклян ной ленты
в пределах 4—5 пар валиков). Далее лента до места отлома охлаж-. дается воздухом от вентилятора.
Отжиг стекла имеет существенное значение в производстве стекла. Наружные слои нагретого стекла остывают быстрее, чем внутренние. После отжига и охлаждения стекло надрезается, отламывается, затем его отбортовывают, размечают и сортируют.
Безлодочное формование стеклянной ленты (рис. 44) позволяет обеспечить более высокие скорости вытягивания. Высота машины вы тягивания в этом случае равна 8—12 м. Применяют машины верти кального и горизонтального вытягивания.
При безлодочном горизонтальном вытягивании стеклянная лента сначала вытягивается со свободной поверхности вертикально, а затем
100
в размягченном состоянии перегибается через вал и продолжает дви жение в горизонтальном направлении (рис. 45).
В горизонтальных печах легко регулируется температурный ре жим, что позволяет вытягивать ленты большей толщины. Предел проч ности при растяжении можно увеличить в 4—6 раз путем закалки
стекла. Наличие на поверхности стекла трещин, царапин и других повреждений могут снизить прочность на растяжение в несколько раз.
Твердость стекла по Моосу находится в пределах 5—7. Хрупкость стекол определяют прочностью на удар и работой удара, отнесенной к единице объема разрушенного образца. Закалка стекла повышает его сопротивляемость удару в 5—6 раз.
10J
Для производства стекла все сырьевые материалы можно разде лить на две основные группы: главные и вспомогательные.
Г л а в н ы е с ы р ь е в ы е м а т е р и а л ы представляют собой кислотные, щелочные и щелочноземельные окислы. В число их вхо дят кремнезем, борная кислота, бура, глинозем, окиси натрия, каль
ция, калия, |
магния, бария, свинца, цинка, окислы хрома, |
железа. |
|
Кремнезем |
(Si02 ) используют в виде кварцевого песка, песчаника, |
кварцита. Содержание окислов железа в песке при производстве окон ного стекла не должно превышать 0,05%. Примеси окислов хрома, ти тана и железа окрашивают стекло и понижают его светопропускание. Содержание песка, основного сырьевого компонента шихты, составляет 60—70%.
Борная кислота (Н3 В03 ) и бура (Na2 B4 07 ) ускоряют провар стекла, снижают возможность кристаллизации, улучшают осветление, сни жают коэффициент расширения и повышают термическую и химиче скую стойкость стекла.
Глинозем вводят в шихту в виде безводной и водной окиси алюми ния (А12 03 ), полевых шпатов, коалина, глины, нефелина. Глинозем снижает коэффициент расширения стекла, повышает твердость, меха ническую прочность и химическую стойкость стекла.
Окись натрия (Na2 0) вводится в шихту в виде сульфата натрия и соды. Окись натрия ускоряет процесс образования стекла, осветляет стекломассу; но вместе с тем она, эта окись, повышает коэффициент расширения и снижает термическую и химическую стойкость стекла.
Окись калия (К2 0) вводят в шихту в виде поташа и селитры. Для
улучшения плавки |
и уменьшения вязкости применяют соду вместе |
с поташом. |
|
Окись кальция |
(СаО) вводят в состав шихты в виде известняка и |
мела. Окись кальция облегчает варку стекла, способствует его освет лению и несколько повышает химическую стойкость стекла.
Окись магния (MgO) в виде доломита, магнезита или жженой магне зии понижает склонность стекломассы к кристаллизации, увеличивает его механическую прочность и химическую стойкость стекла.
Окись бария (ВаО) в виде углекислого или сернокислого бария улучшает блеск стекла.
Окись свинца (РЬО) вводят в шихту в виде свинцового глета или свинцового сурика. Окись свинца повышает блеск стекла и его способ ность к гранению, шлифовке и полировке. Эту окись применяют при производстве декоративных изделий из стекла.
Окись цинка (ZnO) в виде цинковых белил применяют при изготов лении химически и термически устойчивых стеклянных изделий и цвет ных стекол.
В с п о м о г а т е л ь н ы е с ы р ь е в ы е м а т е р и а л ы . Для получения стекол различных цветов в состав шихты вводят соответст вующие красители, представляющие собой в основном окислы тяжелых
металлов, которые |
растворяются или равномерно |
распределяются |
в стекломассе. |
|
|
Молекулярные |
красители представляют собой |
соединения мар- |
102