Мiнiстерство освiти i науки України
"Лисичанський нафтохiмiчний технiкум"
з навчальної дисциплiни: Технологiя скла
Студента 4 курсу денного вiддiлення
Група 4 ВТМ – д
Бiлянського Артема Сергiйовича
Викладач О. С. Шкарупа
Лисичанськ 2009
Змiст
Технологiя виробництва пiноскла
Довговiчнiсть експлуатацiї
Стабiльнiсть розмiрiв блокiв
Стiйкiсть фiзичних параметрiв
Стiйкiсть до хiмiчного й бiологiчного впливу
Негорючiсть i вогнестiйкiсть
Екологiчна чистота й санiтарна безпека
Пiноскло - унiкальний, що складається на 100% зi скляних осередкiв матерiал, було створено в 30-i роки минулого сторiччя: у СРСР (МХТИ iм. Д. И. Менделєєва, Москва) i в США - на початку сорокових рокiв фiрмою "Corning Glass Work". Спочатку передбачалося застосовувати пiноскло як плаваючий матерiал. Але незабаром з'ясувалося, що воно володiє ще й високими тепло й звукоiзоляцiйними властивостями, легко пiддається механiчнiй обробцi й склеюванню. Уперше бетоннi плити з теплоiзоляцiйним прошарком з пiноскла були застосованi в 1946 р. при будiвництвi одного з будинкiв у Канадi. Цей досвiд виявився настiльки вдалим, що матерiал вiдразу ж одержав загальне визнання як довговiчна iзоляцiя для покрiвлi, перегородок, стiн i пiдлог для всiх видiв будiвель.
Унiкальнi властивостi пiноскла в значнiй мiрi обумовленi як хiмiчним складом кiнцевого продукту (на 100% спiвпадаючому зi складом звичайної посудної, пляшкового або шибки ), так i термiчним процесом спiнювання й отжигу. Алгоритм технологiчного процесу, коротенько виглядає в такий спосiб.
Технологiя виробництва пiноскла
на вагонетках i по роликовому конвеєрi подають у тунельну пiч. Пiд дiєю високої температури вiдбувається розм'якшення часток скляного порошку i його спiкання. Гази, що видiляються при згоряннi й розкладаннi газообразователя, спучують грузлу скломасу. При охолодженнi утвориться матерiал з ланковою структурою. Повiльне охолодження (отжиг) сприяє рiвномiрному остиганню виробiв по обсязi, тому в них не виникають внутрiшнi напруження й не утвориться трiщин. Охолодженi вироби розпилюють, оправляють на обпилювальному встаткуваннi й упаковують.
У результатi даних етапiв виробництва й виходять блоки з пiноскла. Хiмiчний склад пiноскла на 100% збiгається з хiмiчним складом класичного скла й мiстить у собi оксиди кремнiю, кальцiю, натрiю, магнiю, алюмiнiю. Газове середовище повнiстю замкнутих скляних осередкiв не взаємодiє з атмосферою i являють собою, в основному, оксиди й з'єднання вуглецю. Тиск газового середовища в осередках на порядок нижче атмосферного тиску, тому що процес спiнювання вiдбувається за рахунок видiлення газiв коксом, антрацитом i сажею при температурi порядку 1000°С. Завдяки газоутворенню й спiнюванню скла обсяг скла збiльшується в 15 разiв.
Стiльникова структура пiноскла, де стiнки й вузли осередкiв складаються з такого мiцного матерiалу, як стекло, обумовили унiкальну мiцнiсть пiноскла й здатнiсть протистояти механiчним навантаженням. Матриця вузлiв i зв'язкiв структури пiноскла являє собою найбiльш оптимальну просторово-об'ємну конфiгурацiю, здатну при мiнiмальнiй щiльностi витримувати максимальнi навантаження. Основнi параметри осередку пiноскла характеризуються наступними показниками: при середньому дiаметрi осередку 2 000 мкм товщина стiнок осередкiв варiюється в iнтервалi вiд 20 до 100 мкм.
Основнi переваги пiноскла заслуговують бiльше докладного розгляду.
Довговiчнiсть експлуатацiї
Експериментальнi дослiдження об'єктiв, утеплених пiносклом, бiльше 50 рокiв тому показали вiдсутнiсть iстотних змiн у структурi пiноскла. Фактор збереження теплозахисних властивостей протягом усього iснування будинку особливо важливий через неприступнiсть теплоiзоляцiйного матерiалу пiсля завершення робiт. Пiноскло не пiддане старiнню з ряду причин, тому що його унiкальнi властивостi протистоять активним факторам, що проявляють себе iз часом:
окислювання. Активний кисень, що втримується в атмосферi, не робить нi найменшого впливу на пiноскло через те, що цей матерiал складається винятково з вищих оксидiв кремнiю, кальцiю, натрiю, магнiю, алюмiнiю;
ерозiя. Оскiльки пiноскло не має розчинних компонентiв у своїй структурi, не вiдбувається розчинення й розмиву матерiалу водою;
температурнi перепади. Пiноскло має дуже низький коефiцiєнт лiнiйного температурного розширення, що дозволяє без шкоди для структури матерiалу переносити добовi й рiчнi коливання температури;
замерзання води. При замерзаннi вода розширюється й може руйнувати, затiкаючи в трiщини, навiть такi мiцнi мiнерали, як базальт i гранiт. Поверхня пiноскла складається з пiвсфер, сам матерiал являє собою замкнутi осередки, що зовсiм виключають влучення води усередину, тому розширення води при замерзаннi не руйнує пiноскло;
деформацiя. Пiноскло зовсiм не деформує мий i дуже мiцний для своєї щiльностi матерiал, що повнiстю виключає можливiсть його усадки, провисання й т. п. наслiдкiв тривалого впливу сили ваги й механiчного впливу;
активнiсть бiологiчних форм. Пiноскло не є живильним для середовищем грибка, цвiлi й мiкроорганiзмiв, не ушкоджується корiннями дерев, тому активнiсть бiологiчних форм не наносить шкоди структурi матерiалу протягом часу.
Мiцнiсть
Пiноскло самий мiцний iз всiх ефективних теплоiзоляцiйних матерiалiв. Мiцнiсть пiноскла на стиск у кiлька разiв вище, нiж у волокнистих матерiалiв i пiнопласту. Наскiльки важлива мiцнiсть, i особливо мiцнiсть на стиск, для теплоiзоляцiйних матерiалiв у будiвництвi? Насамперед , чим вище мiцнiсть на стиск, тим менш (що логiчно) стискується матерiал, що пiддавався зовнiшньому впливу. У той же час стиск теплоiзоляцiйного матерiалу приводить до збiльшення його теплопровiдностi й зниженню теплозахисних властивостей конструкцiї. Пiноскло унiкально тим, що є абсолютно не стисливим матерiалом. Бiльше того, менш мiцний, чим пiноскло, теплоiзоляцiйний матерiал вимагає анкерного й штирового крiплення до несучої конструкцiї спорудження й, чим вiн менш мiцний, тим бiльше елементiв крiплення необхiдно використати для фiксацiї теплоiзоляцiйного шару й тим самим збiльшуючи кiлькiсть стороннiх високо теплопровiдних включень, що створюють додатковi "мiстки холоду". Бiльше мiцний теплоiзоляцiйний матерiал може нести частина навантаження за рахунок власних фiзичних властивостей, дозволяючи в деяких випадках i зовсiм не застосовувати додаткових металевих крiплень, що зменшують опiр теплопередачi теплоiзоляцiйного шару.
Стабiльнiсть розмiрiв блокiв
Завдяки тому, що пiноскло складається винятково зi скляних осередкiв, цей матерiал не дає усадки й не змiнює геометричнi розмiри iз часом пiд дiєю ваги будiвельних конструкцiй експлуатацiйних навантажень. Все це має дуже iстотне значення як для всiєї будiвельної конструкцiї в цiлому, так i для збереження експлуатацiйних властивостей теплоiзоляцiйного шару.
Наявнiсть даного фактора досить важливо, тому що матерiали, розмiри яких не стабiльнi через теплове розширення/стиску або усадки пiд час експлуатацiї можуть викликати ушкодження гiдроiзоляцiйного й оздоблювального шарiв, утворювати "мiстки холоду" через усадку, провисання або стиски при охолодженнi.
Пiноскло виготовлене зi скла й має коефiцiєнт температурного лiнiйного розширення, порiвнянний з коефiцiєнтом температурного лiнiйного розширення матерiалiв, з яких складаються класичнi несучi конструкцiї: бетон, сталь, кладка з керамiчної або силiкатної цегли. Ця близькiсть значень гарантує стабiльнiсть розмiрiв пiноскла, покладеного або змонтованого на сталеву або бетонну конструкцiю.
Стiйкiсть фiзичних параметрiв
Пiноскло являє собою матерiал, що складається з герметично замкнутих гексагональних i сферичних осередкiв. Така структура матерiалу виключає взаємодiю газового середовища осередкiв з атмосферою й спричиняється незмiннiсть у часi характеристик матерiалу. Тобто , пiд час експлуатацiї не вiдбувається змiни таких параметрiв блокiв з пiноскла, як теплопровiднiсть, мiцнiсть, стiйкiсть, форма й т. д. Фактор збереження властивостей теплоiзоляцiйного матерiалу iз часом особливо важливий при експлуатацiї будинкiв i споруджень через неприступнiсть матерiалу пiсля завершення робiт.
блокiв з пiноскла, узятих з будiвельних конструкцiй зi строком експлуатацiї, обчислювальним 40-50 роками, показали, що характеристики пiноскла практично не змiнилися, тому що результати вимiрiв збiглися з первiсними значеннями.
пропонованих до експлуатацiйних якостей усього будинки або спорудження, гарантiї їхньої незмiнностi в часi, так й архiтектурного ускладнення конструкцiй будинку, де витрати на капiтальний ремонт i замiну властивостi, що втратило свої, утеплювача порiвняннi з витратами на зведення й будiвлю.
Стекло, з якого на 100% складається пiноскло, не руйнується хiмiчними реагентами (за винятком плавикової кислоти), не є живильним для середовищем грибка, цвiлi й мiкроорганiзмiв, не ушкоджується корiннями рослин, абсолютно "непрохiдне" для комах i гризунiв й являє собою iдеальний бар'єр для подiбних шкiдникiв.
й фундаменту. Вiдсутнiсть органiки дозволяє гарантуванню уникнення ситуацiй, пов'язаних з руйнуванням i деструкцiєю теплоiзоляцiйного матерiалу пiд впливом бiологiчно активного середовища.
Пiноскло, крiм усього iншого, дуже гарний абразивний матерiал. У той же час природа ще не створила нi однiєї бiологiчної форми, здатної точити абразиви без швидкої втрати природних пристосувань. Цю особливiсть пiноскла активно використають при теплозахистi зерносховищ, промислових харчових холодильникiв, складiв, тому що при використаннi пiноскла, крiм теплозахисного шару, вдається створити надiйний бар'єр на шляху шкiдникiв.
Пiноскло повнiстю негорючий матерiал, що не мiстить що окисляються або органiчних компонентiв. Технологiя виробництва пiноскла така, що готовий вирiб виходить у результатi виготовлення в печах при температурi, близької до 1000°С, тому при нагрiваннi пiноскла до високих температур воно лише плавиться як звичайне скло без видiлення газiв або пар. Цей фактор важливий для протипожежних властивостей конструкцiї.
Основнi критерiї пожежної безпеки - негорючiсть матерiалу й вiдсутнiсть поглинаючої здатностi. Пiноскло не є горючим й абсорбуючим матерiалом й, отже, здатне забезпечити найкращий протипожежний захист iзольованих об'єктiв.
Вода не робить на пiноскло нiякого впливу по двох причинах: пiноскло складається з герметично замкнутих осередкiв, матерiал стiнок яких - звичайне силiкатне скло. Воно не убирає вологу й не пропускає її, при використаннi в конструкцiї, що обгороджує, створює додатковий гiдробар'єр. При ушкодженнi гiдроiзоляцiї не допускає поширення води, як у вертикальному, так й у горизонтальному напрямку.
Водостiйкiсть пiноскла дозволяє йому протягом тривалого часу запобiгати утворення льоду, забезпечувати повний захист вiд корозiї й вiдмiнну терморегуляцiю. Пiноскло стiйко до впливу як прiсної, так i солоної води.
Екологiчна чистота й санiтарна безпека
Екологiчна й санiтарна безпека пiноскла дозволяє здiйснювати утеплення конструкцiй, що обгороджують, не тiльки для примiщень, у яких необхiдна пiдвищена чистота повiтря (будинку освiтнього й медичного призначення, спортивнi спорудження; музеї; высокотехнологичные виробництва й т. п.), але й для будинкiв зi спецiальними санiтарно-гiгiєнiчними вимогами (харчова й фармакологiчна промисловiсть; лазнi й сауни; басейни; кафе, ресторани, їдальнi й т. п.).
пiноскла з використанням рiзних варiантiв крiплення. Обумовлено це тим, що прилипання вiдбувається не стiльки за рахунок адгезiї (яка, проте , є присутнiм), а за рахунок надзвичайно розвитий поверхнi пiноскла й механiчного зчеплення поверхонь за допомогою твердючого складу.
1. Павлушин Н. М. Химическая технология стекла и ситал лов – М.: Стройиздат, 1983г. 428 с., ил.
2. Китайгородский И. И. Технология стекла – М.:Стройиздат, 1967 г. 156с.
4. М. А. Матвеев, Г. М. Матвеев, Б. Н. Френкель Расчети по химии и технологи стекла., справочное пособие - М.: Стройиздат, 1971 г. 405с.
5. Зубанов В. А., Чугунов Е. А., Юдин Н. А., Механическое оборудованиестекольных и ситалловых заводов. М.: Машиностроение, 1984. - 367с
6. Регламенттехнологического процеса производства листового стекла способом термического формованная на расплаве метала. ТР00293137 – 10 – 2000г. Лисичанск «ЗАО»Лисичанский стеклозавод «Пролетарий»
7. Будов В. М., Саркисов П. Д., Производство строительного стекла и стеклоизделий: Учебник для средних проф. -техн. училищ - 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Высшпя школа, 1978 – 224 с., ил.
9. http://www.art-st.ru
| 
