Строительные материалы и изделия

Состав и структура стекла

В зависимости от вида стеклообразующих кислотных оксидов стекла подразделяются на силикатные (Si02), алюмосиликат­ные (А1203 и Si02), боросиликатные (В203 и Si02), бороалю­мосиликатные и др. Помимо стеклообразующих компонентов (А1203, Si02 и В203) стекла содержат также различные основные оксиды: Li20, К20, Na20, BeO, CaO, MgO, SrO, BaO, ZnO, CdO, PbO и др. В состав строительного (оконного) стекла кроме кремне­зема (Si02) входят Na20, СаО и небольшие количества MgO и А1203.

При высокой температуре (выше 1 000 °С) минеральные стек­ла образуют расплав, представляющий собой истинный раствор химических соединений. При быстром охлаждении стекольного расплава атомы не успевают выстроиться в строгом порядке, как

это происходит в кристаллах. Стеклообразная структура вещества по степени упорядочения частиц является промежуточной между беспорядком в расплаве и идеальным порядком в кристалличе­ском состоянии.

Стекла не имеют точки плавления; они характеризуются тем­пературным интервалом размягчения. Вязкость расплавленного стекла в среднем при 1 480... 1 500 °С составляет 9... 11 Па ■ с, а при затвердевании возрастает до 1012... 1013 Па-с (рис. 7.1). Стекло фор­муют, когда вязкость колеблется в диапазоне 102... 108 Па-с, что имеет место в сравнительно узком температурном интервале t2...t3 (800... 1 100°С). Ниже температуры стеклования (для силикат­ных стекол 400... 600 °С) стекло становится хрупким. Эта темпера­тура неодинакова для различных стекол; ей соответствует одина­ковая для всех стекол вязкость, равная 1012 Па • с.

Выше температуры t2 (приблизительно в диапазоне 700...850 °С) в стекле начинают проявляться свойства, характерные для жидко­сти. При этой температуре из стекла можно вытягивать тонкие нити.

Стекла имеют склонность к кристаллизации. Образующиеся кристаллы нарушают прозрачность и понижают прочность стекла. Для подавления кристаллизации в состав стекол вводят специ­альные добавки.