Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Строительные материалы

Книги по строительству и ремонту

Общие сведения

Силикатные расплавы — это расплавы, которые получают из кремнезема SiOz и соединений на его основе— силикатов. Сырьем для получения силикатных расплавов служат распространенные горные породы (песок, базальт, диабаз, мергель), побочные продукты промышленности (металлургические шлаки, золы) и вторичное сырье (стеклобой и др.).

Из силикатных расплавов в зависимости от исходного сырья, определяющего химический состав расплава, и режима охлаждения можно получить различные по структуре и свойствам материалы и изделия: стекло и стеклянные изделия, стеклокристаллические материалы и частично закристаллизованные материалы и изделия из горных пород и шлаков (каменное литье). Больше всего в строительстве используются стекло и стеклянные изделия.

Стеклоделие возникло в Египте за 3000—4000 лет до н. э. В России стеклоделие как ремесло появилось в X в. (а по некоторым данным раскопок значительно раньше). Первый стекольный завод в России создан в 1638 г., а в начале XX в. их было уже 275, После Великой Октябрьской революции стекольная промышленность превратилась в высокомеханизированную отрасль народного хозяйства, обеспечившую нашей стране первое место в мире по производству стекла.

Основоположником научных основ стеклоделия в России был М. В. Ломоносов, который еще в 1752 г. организовал производство разноцветных стекол, мозаичного стекла, им же разработан метод горячей прессовки стекла. Большой вклад в развитие науки о стекле внесли советские ученые А. А. Лебедев, И. В, Гребенщиков, О. К. Ботвинник, А. Н. Качалов, И. И. Китайгородский и многие другие.

Характерная особенность силикатных расплавов состоит в том, что они обладают способностью при достаточно быстром охлаждении переходить в стеклообразное состояние. Признаками стеклообразного состояния вещества являются отсутствие четко выраженной точки плавления (вещество при нагревании размягчается и постепенно переходит в жидкое состояние , при охлаждении— наоборот), гомогенность и изотропность, т. е, отсутствие векториальности свойств.

Существующие теории стеклообразного состояния исходят из того, что жидкости и стекла нельзя рассматривать как хаотическое скопление молекул или ионов, а что в них существуют микроучастки с упорядоченной структурой. В жидкости в силу большой свободы слагающих ее элементов идет непрерывное образование и разрушение этих участков, а в стекле они остаются зафиксированными, в результате чего в стекле наблюдается упорядоченность лишь малой протяженности (ближний порядок) и отсутствует упорядоченность на больших расстояниях (дальний порядок), свойственная кристаллическому состоянию. Отсутствие дальнего порядка подтверждается, з частности, изотропностью стекла.

Вещество в стеклообразном состоянии обладает повышенной внутренней энергией — скрытой энергией кристаллизации, т. е. оно термодинамически неустойчиво (метастабилы-ю). Поэтому стекло под влиянием некоторых воздействий (ультрафиолетовое или рентгеновское облучение и др.), а иногда и самопроизвольно может кристаллизоваться. В стеклоделии это явление называют «расстекловыванием». В то же время при введении в расплав специальных добавок и катализаторов и выбора соответствующего режима термической обработки можно получить стеклокристаллические материалы, обладающие положительными свойствами стекла и лишенные большинства его недостатков (хрупкости, низкой термостойкости и др.).