Свойства стекол

Свойства стекол зависят от химического состава, технологических режимов варки, от термической обработки. Большое значение имеет режим закалки при быстром охлаждении и отжига при медленном охлаждении. В стеклообразном состоянии могут получены многие вещества.

В строительстве в основном применяют силикатное стекло, основным стеклообразующим оксидом в котором служит Si0₂. Химический состав силикатных стекол (в % по массе): Si0₂ (64,0—73,4); Na₂0 (10,0-15,5); К₂0 (0-5); СаО (2,5-26,5); MgO (0-4,5); А1₂0₃ (0-7,2); Fe₂0₃ (0-0,4); S0₃ (0-0,5); В₂0₃ (0-5). Средняя плотность стекол изменяется в пределах 2260—2600 кг/м³. Самые тяжелые стекла содержат много оксидов свинца, висмута, а самые легкие — оксиды лития, бериллия, бора. Модуль упругости стекол составляет (4,5 — 9,8)*104 МПа.

Стекло в процессе эксплуатации в строительных конструкциях подвергается в основном изгибу, растяжению и удару. Расчетный теоретический предел прочности при растяжении стекла составляет 12 000 МПа, практический 30 — 80 МПа, что объясняется наличием в стекле микронеоднородностей, микротрещин, внутренних напряжений, пороков стекла (свилей), инородных включений и др. Предел прочности при сжатии стекла составляет 600 — 1000 МПа и более. Стекло плохо сопротивляется удару, т.е. оно относится к хрупким материалам. Прочность при ударном изгибе составляет около 0,2 МПа. Большое влияние на сопротивление удару оказывает состояние поверхности стекла и наличие в нем пороков. У закаленных стекол сопротивление удару в 5—6 раз больше, чем у отожженных.

Оптические свойства стекла характеризуются в основном светопропусканием (прозрачностью). Обычные силикатные стекла хорошо пропускают всю видимую часть спектра и практически не пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. По оптическим свойствам различают прозрачное, окрашенное, бесцветное и рассеивающее стекло.

Силикатное стекло обладает высокой стойкостью к большинству реагентов, за исключением плавиковой и фосфорной кислот.

В настоящее время получено ячеистое стекло и электровакуумное стекло с повышенной химической стойкостью. Температурный коэффициент линейного расширения обычных строительных стекол составляет от (9— 15)10^-6 1/°С. От него зависит сопротивляемость стекла резким изменениям температуры (термическая стойкость).

На термостойкость стекла влияют также состояние поверхности, форма, размеры изделий, их толщина.

Наиболее низкий коэффициент температурного расширения у кварцевого стекла — 5,8*10^-7 1/К. Теплопроводность стекол составляет 0,5—1,0 Вт/м • К; теплопроводность кварцевого стекла — 1,34 Вт/м*ºС. Малой теплопроводностью обладают стекла с большим содержанием щелочных оксидов. Звукоизолирующая способность стекла относительно высока (при толщине 1 см она соответствует кирпичной стене в полкирпича — 12 см).

Состав и строение стекол Стеклянные материалы Основы производства стекла