| Архитектурное материаловедение | Факультет строительных технологии, инфраструктуры и менеджмента |
| 2 – кредита | 6 семестр, 2012-2013 учебный год |
| Тема практического занятия 5. Стекло и строительные изделия из стекла | Ассоц. проф. Есельбаева А.Г. |
Краткое содержание занятия
СТРОИТЕЛЬНОЕ СТЕКЛО» – 1 час
Стеклом называют все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения минеральных расплавов независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым.
Признаками стеклообразного состояния вещества является отсутствие четко выраженной точки плавления (вещество при нагревании размягчается и постепенно переходит в жидкое состояние, при охлаждении – наоборот), гомогенность и изотропность.
По назначению и форме стекло разделяют на следующие виды: листовое светопрозрачное; облицовочное; конструкционное; тепло- и звукоизоляционное и др. (табл. 1).
Таблица 1. Физико-механические свойства стекла и стеклоизделий
| Свойства | Показатели |
| Средняя плотность, кг/м3 | 2500-2650 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 500-2000 |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 30-100 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м°С | 0,53-0,86 |
| Коэффициент теплоемкости, кДж/кг°С | 0,63-1,05 |
| Коэффициент термического расширения, 1-10-6 С-1 | 9,0-15,0 |
| Светопропускание, % | 75-92 |
| Коэффициент светопреломления | 1,50-1,52 |
Основными сырьевыми материалами для изготовления стекла являются кварцевый песок, известняк, сода и сульфат натрия, которые вносят в стекломассу следующие оксиды: 
, 
, 
, 
. При варке чистого песка и соды 
образуется полупрозрачная стекломасса, растворяющаяся в воде (растворимое стекло). При введении в шихту в виде известняка или доломита стекло становится нерастворимым. При варке стекла используют также вспомогательные материалы, которые вводят в шихту для ускорения варки и придания ему требуемых свойств. Осветлители (сульфаты натрия и алюминия, калиевая селитра, мышьяковистый ангидрид) способствуют удалению из стекломассы газовых пузырьков. Глушители (соединения фтора, фосфора – криолит, плавиковый шпат, двойной суперфосфат) делают стекло непрозрачным. К красителям относят соединения кобальта (синий цвет), хрома (зеленый), марганца (фиолетовый), железа (коричневые и сине-зеленые тона и др.).
Таблица 2. Классификация и ассортимент стекла и стеклоизделия
| Листовые светопроз-рачные | Конструкционные | Облицовочные | Тепло- и звукоизоля-ционные | Нетканые холстовые |
| Оконное Витринное: полированное, неполирован-ное Армированное Триплекс (многослойное) Закаленное Узорчатое Теплопогло-щающее Увиолевое Стекло цветное | Стеклоблоки Стеклопакеты Стеклопрофилит Трубы Дверные полотна | Облицовочная плитка Зеркало Коврово-мозаичная плитка Марблит Стеклокристаллит Смальта Стемалит Стеклокремнезит Стеклокрошка Стекломрамор Пенодекор Плиты из пеностекла Шлакоситаллы | Изделия из стеклянного штапельного волокна Маты строительные Пеностекло Клинья звукопогло-щающие | Холст стекловолок-нистый кровельный Холст гидроизоля-ционный Холст теплоизоля-ционный Стекло-бумага Материал фильтрующий |
Таблица 3. Виды стеклоизделий, свойства
| Вид стекла или изделия, марка | Краткая характеристика и основные технические требования | Размеры, мм | Свойства ГОСТ/факт. | Область применения | ||
| длина | ширина | толщина | ||||
| Оконное | Полированное, улучшенное неполированное, неполированное | 500-2200 | 400-1600 | 2-6 | Светопропускание,
84-89%
ρ = 2,5 
Rсж= 40-80МПа
| Остекление световых проемов зданий |
| Армированное: бесцветное, цветное | Запрессованная внутри листа при прокатке металлическая сетка | 800-2000 | 400-1600 | 5-5,5-6 | Светопропускание, 60%
ρ = 2,5 
Rсж= 30-40 МПа
| Остекление фонарей, лифтовых шахт, ограждений, лестничных клеток, балконов, дверей |
| Зеркала | Стекло, покрытое с одной стороны слоем Ag или Al, отражающим помещенные перед ним предметы | 5000 (±5) | 2900 (±5) | 10 (±0,5) | ρ = 2,49
Rиз = 0,5-1 МПа
Rсж = 6,7 МПа
| Для внутренней облицовки и оборудования предприятий торговли, общественного питания, культурно-бытовых и других зданий |
| Стекло-кремнезит | Трехслойный плиточный материал, нижний слой которого состоит из кварцевого песка, средний – из песка и стеклобоя, верхний – из цветного стеклобоя после огневой полировки | Rсж =26-30 МПа
Rиз =10-20 МПа
ρ = 2200 
Морозостойкость, более 150
| Используется для наружной и внутренней облицовки стен, на фасадах и интерьерах зданий, колонн; для настила полов, оформления панно |
Продолжение таблицы 3
| Стекло-профилит | Погонажные длиномерные светопрозрачные изделия Виды сечений: открытое – швеллерное, ребристое, обрезное; закрытое – коробчатое с одним швом КП, коробчатое с овальными боковыми кромками, коробчатое с двумя швами КП-2, треугольное, коробчатое с козырьком | Для профи-лита швеллер-ного сечения 5 м, короб-чатого сечения –до 7 м | 250-500 250-300 | Светопропускание 73-82% λ = 0,76 Вт/м·оС термостойкость 70оС Масса профилита швеллерного сечения – 4,0-4,5 кг; коробчатого сечения – 8,5-9,0 кг | Для устройства светопрозрачных ограждений и самонесущихся стен, внутренних перегородок и прозрачных плоских кровель | |
| Стеклоблоки пустотелые | Герметически закрытые полые стеклянные коробки с гладкими наружными и ребристыми внутренними поверхностями | Светопропускание (до 65%): гладкая > 50% рифленая > 30% толщина стекол 6-7 мм Rсж > 1,5 МПа | Заполнение световых проемов, устройство светопрозрачных ограждений, перегородок |
Продолжение таблицы 3
| БК 294/98 БК 244/98 БК 244/75 БК 240/80 БКЦ 194/98 БПЦ 294/194/98 | Бесцветные Светопрозрачные Светорассеивающие Квадратные Цветные Прямоугольные и угловатые | Масса 2,5-4,3 кг λ = 0,46 Вт/м·оС Морозостойкость от -40 до +50оС Термостойкость 40оС Сопротивление удару 0,8-0,9 Дж | ||||
| Пеностекло | Получают вспучиванием шихты из стеклобоя с газообразующей добавкой | От 200 до | От 200 до 500 | ρ=100-700 
Пористость 90-94%
Rсж =0,1-15 МПа
λ = 0,04-0,15 Вт/м·оС
В=5-15%
| Для теплоизоляции и звукоизоляции конструкции | |
| Стекловатные изделия | Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна: плиты, маты и др. | ρ =25-250 
λ = 0,041-0,07 Вт/м·оС
в зависимости от плотности
Rраст =4000 Мпа
Диаметр волокон
5-15 мкм
| Для тепловой изоляции ограждающих конструкций, печей, труб, оборудования при температуре от 60 до 180°С |