Общие сведения о стеклянных и плавленных материалах
В зависимости от исходного сырья различают три вида плавленых материалов и изделий:
- стекло и стеклянные изделия;
- шлаковые литые изделия;
- плавленые каменные изделия (горных пород).
Наиболее широко применяется стекло. Из шлаковых изделий и материалов получила распространение литая брусчатка для мощения дорог, щебень для бетона. Из плавленных горных пород изготовляются специальные кислотоупорные, огнеупорные и облицовочные материалы.
По структуре плавленые материалы могут быть аморфными (прозрачными или непрозрачными), как, например, стекло, или частично кристаллическими (плавленые изделия из горных пород или шлаков, все непрозрачные). По химическому составу эти плавленые материалы представляют собой различные силикаты, алюмосиликаты, в частности магнезиальные, реже бораты, фосфаты, и др.
Стекольное дело сегодня
Промышленная революция XVIII-XIX веков стала важным этапом и в истории стекла. Разрабатывались печи нового типа, изменялись технологии. Появилось множество новых заводов, продукция которых создавалась уже для широких масс, а не для титулованных особ. Стекло стало доступным для всех. В начале прошлого века в России работала масса предприятий, производивших как посуду, так и листовое стекло. Но оставался немалым и объем импорта.
В середине века британскими специалистами был разработан способ растяжки, а также выравнивания стекла – для этого использовалась ванна с расплавленным оловом. Данный вариант получил название «флоат-метод». В настоящий момент, пройдя модернизацию, эта технология продолжает массово использоваться.
Источники
- https://www.wikipro.ru/wiki/istoriya-stekla/
- https://www.vseznaika.org/history/kto-izobryol-steklo-i-gde-eto-proizoshlo/
- https://FB.ru/article/162454/istoriya-stekla-v-istorii-chelovechestva-izobretenie-i-izgotovlenie-stekla
- https://glavsteklotara.ru/nashi-sovetyi/istoriya-stekla.html
[collapse]
Характерные особенности различных видов стекол
Оконное стекло
Оконное стекло машинной выработки изготовляют толщиной 2—3—4—5—6 мм,чаще всего применяют стекло толщиной 2 мм. Оконное стекло изготовляют в виде листов размером от 250х250 до 1600х2200 мм. Допускаются отклонения от указанных размеров: по ширине и длине +2 мм и —6 мм, по толщине +2 мм. Выпускается стекло двух сортов, для которых стандартом: ограничиваются степень кривизны, полосности и волнистости, количество пузырей, царапин, камешков и т. п. Обычное оконное стекло пропускает не менее 84 % лучей видимой части солнечного спектра. Кроме него изготовляют и применяют другие виды стекла с иными величинами светопропускания, а также специальные стекла, описанные ниже.
Стекло декоративное
Стекло декоративное одна или обе поверхности которого имеют какой-либо узор, полученный обработкой пескоструйным аппаратом, травлением, гравировкой и т. п.; это стекло пропускает в зависимости от узора от 20 до 80% лучей видимой части спектра
Стекло увиолевое
Стекло увиолевое лучше всего — кварцевое, с содержанием Fе2О3< 0,01 %), пропускающее помимо лучей видимой части спектра не менее 25% ультрафиолетовых лучей; его применяют для остекления отдельных помещений детских садов, лечебных учреждений, оранжерей и т. п.
Стекло теплопоглощающее
пропускающее до 60% лучей видимой части спектра и поглощающее не менее 60% солнечных тепловых лучей; оно применяется для остекления витрин, окон специальных складов, холодильных установок и отдельных помещений лечебных учреждений.
Стекло армированное
Стекло теплопоглощающее с гладкой или узорчатой поверхностью, обычное или цветное, имеющее внутри металлическую сетку; его применяют для остекления фонарей верхнего света, проемов лестничных клеток и помещений, где требуется повышенная прочность при изгибе и ударе, а также огнестойкость; разбиваясь, такое стекло не дает осколков.
Стекло закаленное
Стекло закаленное прозрачное и глушеное, цветное и бесцветное), обладающее повышенной прочностью и термической стойкостью; сюда относится стекло безопасное — «сталинит», которое не дает осколков, а распадается на мелкие ячеистые частицы без режущих краев; эти стекла применяются для остекления витрин, дверей и т. п.
Стекло полузакаленное
Стекло полузакаленное обладающее повышенной прочностью. Стекло гнутое (отожженное и закаленное) — для остекления кривых поверхностей.
Стекло светорассеивающее
Стекло светорассеивающее (матированное бесцветное или цветное, глушеное цветное или молочно-белое), дающее рассеянный свет при полном либо частичном отсутствии видимости; оно может быть рифленым, гладким, однослойным и накладным, т. е. двуслойным; применяется для остекления производственных помещений, требующих рассеянного света, выставочных помещений, лечебных и детских учреждений и т. п.
Стекло цветное
(декоративное) прозрачное всех цветов и оттенков может быть однослойным (гладкое и рифленое, армированное и узорчатое) и накладным, состоящим из слоев бесцветного и цветного стекла.
Витринное толстое стекло
Витринное толстое стекло толщиной 5—12 мм, изготовляют на непрерывном прокатном стане, затем медленно охлаждают, после этого шлифуют и полируют. Такое стекло применяется для оконных проемов больших размеров. Жилищное, культурно-бытовое и промышленное строительство, сооружение высотных зданий, требует все больше высококачественного полированного зеркального стекла.
Стекло на Руси. Развитие ремесленного дела
К нам стекло попало из Византии. Осуществляя раскопки в Киево-Печерской лавре, археологами были найдены стекольные мастерские, относящиеся к XI веку. Изделий, конечно, сохранилось не много и большинство секретов мастерства оказались утраченными. А потому сложно предположить, какой именно была история стекла в России и была ли она вообще.
Всемирная история неоднократно подтверждает: некоторые вещи человечеству приходилось изобретать заново. Возрождение стекольного дела произошло в XVII веке, а именно в 1639, когда мастер из Швеции Ю. Койет отстроил неподалеку от Санкт-Петербурга завод, производивший стекла для окон и аптекарские склянки, через 30 лет открылся Измайловский завод. Там изготавливались только дорогие изделия, прообразом которых стали венецианские шедевры.
В XVIII веке в окрестностях Санкт-Петербурга функционировало уже несколько стекольных предприятий. Была разработана новая технология производства цветного стекла. Изделия отделывались серебром и золотом, а также украшались разного рода эмалями.
Способы изготовления стекла
Из стеклянных материалов в строительстве применяют: листовое оконное и другое стекло, конструктивные изделия, архитектурно-декоративные изделия, теплоизоляционные материалы и трубы. Высокие технические и архитектурные достоинства стекла (особенно полированного и цветного) и стеклянных изделий обеспечивают большие перспективы применения стекла в нашем строительстве.
Стекло — это переохлажденный расплав сложного состава, состоящий из смеси силикатов и других веществ, с постепенно повышающейся вязкостью, затвердевающий при охлаждении.Оно аморфно, однородно и изотропно. Процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное является обратимым.
Химический состав наиболее распространенного оконного стекла следующий:
- Si02 — 71-72%;
- CaO — 7,5-8,5%;
- MgO — 3-3,5%;
- Na2O — 15-15,5%;
- А12О3 — 1,5—1,6%;
- Fe2O3 до 0,2%.
Основным сырьем для изготовления стекла служат: чистый мало-железистый кварцевый песок, известняк и сода или сульфат натрия.
Варка стекла производится главным образом в ванных печах при температуре до 1500°. В процессе стекловарения образуются силикаты, стекломасса осветляется, ей придается однородность, она частично охлаждается для приобретения вязкости, необходимой для формования изделий.
Отформованные стеклянные изделия подвергаются специальной термической обработке — отжигу для удаления напряжений или закалке (см. ниже, закаленное стекло). Производство оконного и других видов стекла механизировано.
Обычный способ изготовления оконного стекла на машинах вертикального вытягивания состоит в том, что в расплавленную стеклянную массу, охлажденную примерно до 1000°, опускают огнеупорный поплавок (лодочку), имеющий вид длинного прямоугольного бруса со сквозным продольным вырезом, переходящим в верхней части в узкую щель. Стекло-масса выдавливается через щель, формуется в ленту определенной толщины и охлаждается, когда лента проходит между холодильниками. Лента проходит между несколькими парами транспортирующих валиков, а затем разрезается на листы.
Кроме этого обычного способа производства листового стекла применяться другой способ вытягивания стекла безлодочный, при котором получается стекло более высокого качества.
Древнейшие технологии
История стекла в истории человечества насчитывает более 4 тысяч лет. Изображения и артефакты, найденные в гробницах фараонов, дают представление о древнейших способах производства и вкусовых предпочтениях египтян. Так, стекло изначально использовали в качестве глазури для глиняной посуды. Также из него делали бусины, флакончики и подвески.
Египтяне, в отличие от жителей Двуречья, предпочитали непрозрачное стекло. Его окрашивали окислами металлов в синий, фиолетовый, желтый и другие цвета. Только чиновники и особы царской крови могли позволить себе стеклянные изделия. Мелкие предметы изготавливались следующим методом: на металлический прут помещался глиняный сердечник, на который наматывали горячее стекло.
Крупные делались так: форму помещали в стеклянную массу и поворачивали. Стекло тонким слоем оседало на стенках и затвердевало, а форма впоследствии извлекалась.
Свойства стекла
Стекло обладает следующими свойствами:
- предел прочности при изгибе обычного (отожженного) стекла не менее 450 кг/см2,
- полу-закаленного — не менее 1000 кгсм2,
- закаленного стекла «сталинит»—2500 кг/см2;
- твердость (по шкале твердости) — 5 и выше;
- объемный вес — 2500 кг/м3;
- при нагревании стекло размягчается.
Плавиковая (фтористоводородная) кислота разъедает стекло, поэтому ее применяют для травления на стекле рисунков и для, придания ему матовой поверхности. Серная кислота действует значительно слабее, остальные кислоты очень слабо. Растворы щелочей и даже вода, в особенности теплая, хотя и очень медленно, но портят стекло. Вода извлекает из него часть щелочей, а освободившийся кремнезем выделяется на поверхность в виде чешуек, и стекло начинает сначала отливать всеми цветами радуги, затем становится мутным и шероховатым.
