Bài giảng Vật liệu xây dựng - Vật liệu kính xây dựng

Nội dung text: Bài giảng Vật liệu xây dựng - Vật liệu kính xây dựng

1. Vt li u nh xây d ng Vt Liu Xây Dng (Construction Materials ) Bô môn Vt li u Silicat Khoa Công Nghê Vt Li u i c ch Khoa Tp. Hô Minh VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-2 Ni dung ng th i t y tinh E (kJ)
   ng th i t y tinh Mm
   c s n ph m t y tinh trong xây d ng o mm
   nh h ng th nh ph n nguyên li u Kt tinh t c th i
   Công ngh n xu t
   X nhi t cho t y tinh Vô nh h nh y l ng T ( 0C)
   Mt s nh ch t c a t y tinh k nh
   Yu t môi tr ng Kt tinh tinh th VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-3 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-4 1
2. ng th i t y tinh ng th i t y tinh Th ch
   nh ng h ng ng Tc m
   nh vô nh h nh ⇒t ngu i y tinh Tinh th Nhi t Nhi t VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-5 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-6 c s n ph m c nh c s n ph m c nh
   Kính tm mài bóng, d y 0,6 - 6,8 mm
   Gơ ng soi g m k nh v lp t ng n n Ag, , sơn o v .
   Kính tm kéo
   Gm t y tinh c u nhi t ( =0 ti 800°C)
   Kính tm cán
   nh t m c u l c, y 6 mm - 8 mm
   Kính tm hoa vn, m u
   Kính tm ch ng nng
   Kính tm hp th , l c ( UV, IR hay nh s ng)
   Kính tm ph n x nhi t ( IR) VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-7 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-8 2
3. c s n ph m c nh
   Si t y tinh (glass fiber); t y tinh t ng th i y thu c s i d i, nh 0,1µm n u d ng k thu t k o v si thô, n n u k thu t th i. VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-9 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-10 t , y tinh v c s n ph m composite Nu c y
   o s i v phun Kính t m c ng l c, ch th c 125-150cm, ch t k t d nh y 3-10mm
   nh t m x p l nhi u l p y tinh tr ng Ct d c th
   nh 2 lp c ch nhi t, Lp không Ct ngang th khô Bu ng polymer h a ch âm Si t y tinh m u v ng Lp k nh Ch n 1 Chêm Hi l u Ch n 2 t h t Tm; Si φ 6µm + a t ng h p m VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-11 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-12 3
4. T = -10 °C ext
   nh t m c lp Tint = 15°C TiO2
   Lp p oxit KL Hi u ng quang x c t c: t x th p t x th p d i hi u ng UV, oxit titan tr nh ch t x c c phân h y c c ch t bn, hu c ơ, b i.
   Hi u ng d nh t: n c trên b mt không ng nh n ng m t tr i i m trôi theo l p m ng c d ng l m s ch b i tr ơ bn. VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-13 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-14 Mt s yêu c u t y tinh xây d ng Thành ph n nguyên li u
   bn un
   nh ph n h a c a kính xây d ng theo yêu c u:
   bn kéo
   Kh nng ch u nhi t.
   bn hóa hc
   VD; T nh ph n h a c a kính xây d ng theo ph ơ ng p t o hình kính n i:
   Kh nng hp th ánh sáng. %Al2O3 < 18
   Kích th c, hình dng (Theo TCVN 1451- %CaO+MgO 12 1986) %Na2O+K2O 14
   Kh i l ng th ch. %Fe2O3 < 0,1 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-15 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-16 4
5. Thành ph n nguyên li u t cung cp SiO2
   Vai trò; L à cấu tử tạo mạng, làm cho th ủy tinh có nhi ệt ộ nóng ch ảy cao, ộ nh ớt, ộ bền hóa, ộ ch ịu nhi ệt cao và hệ số giãn nở nhi ệt th ấp.
   nh ph n h a; Oxit SiO 2 Al 2O3 CaO MgO Fe 2O3 MKN Hàm lượng % ≥ 99.5 ± 0.5 ≤ 0.3 ≤ 0.1 ≤ 0.1 0.1 ≤0.3
   ch th c h t ≥ 0,6 mm: ≤ 0,5 % 0,5mm: 5,0% 2,0mm: 1,0% < 0,1mm: 80,0% < 0,1mm: 12,0%
   ộ ẩm: < 1,0%
   ộ ẩm: < 1,0% VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-19 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-20 5
6. So a, Natri sunfat cung cp Na2O Dolomit cung cp MgO
   Vai trò Na2O có tác dụng hạ th ấp nhi ệt ộ nấu, tng tốc ộ
   Vai trò MgO làm gi ảm khuynh hớng kết tinh, làm tng hòa tan các hạt cát, tng tốc ộ kh ử bọt do hạ th ấp ộ nh ớt tốc ộ óng cứng của th ủy tinh. Khi a vào cùng với của th ủy tinh. Al2O3 ộ bền hóa của th ủy tinh cũng tng lên.
   Th ành ph ần h óa c ủa so a
   Th ành ph ần h óa c ủa Dolomite % Na2CO3: ≥ 99,0 ± 0,5 %NaCl: ≤ 0,5 ± 0,1
   Th ành ph ần hóa của Natri sunfat ≥ % Na2SO4: 99,0 ± 0,5
   Kích th ớc hạt yêu cầu ph ải %NaCl : ≤ 0,6 ± 0,1 nh ỏ hơn 2,5mm và
   ớ ạ ≥ ≤ Kích th c h t : 1,0mm: 5,0% 2,0mm: 1,0% 80%
   Tinh luyên v ng nh t h a T=1500°C
   Kích th ớc hạt sau khi nghi ền yêu cầu ph ải nh ỏ hơn 2,0 mm
   o h nh và
   Nung l i x nhi t 1,0mm : 1,5%
   m ngu i ch m hay tôi x . < 0,1mm: 30,0%
   ộ ẩm: < 3,0% VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-23 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-24 6
7. Pp th i Pp k o t m
   B y 0,6 - 6,2 mm Nguyên li u Gia nhi t y tinh c y o VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-25 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-26 Pp cu n d ng Pp k nh t m n i nu c y Cu n d ng nu c y nh n i trong b Nu l i i ph ng b mt nh b ng b mt Ct t m Nu l i Ct t m VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-27 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-28 7
8. Pp k nh t m n i Pp k nh t m n i VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-29 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-30 Vai tr a nh t o c ng t) pa.s t) t) pa.s t) Nu l i nh nh ( ( Log Log Log Log Bi n m m o h nh y l ng VLXD-Vt li u nh xây d ng Nhi t 3-31 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-32 8
9. Giai n n u th y tinh
   Giai oạn tạo silicat : kết th úc ở kho ảng 1020 0C trong ó xảy ra các qu á tr ình: -Tạo mu ối kép và hỗn hợp eutecti - Mu ối kép nóng ch ảy - Phân hủy nhi ệt và phân hủy các mu ối kép -Tạo silicat Sơ
   Giai oạn tạo pha th ủy tinh : - Giai ạn này xảy ra ch ậm, chi ếm từ 60 – 70% th ời gian sx k nh của qu á tr ình nấu. tm n i -Tốc ộ tạo th ủy tinh ph ụ thu ộc vào tốc ộ hòa tan của cát (kho ảng 25% còn lại trong qu á tr ình tạo silicat). VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-33 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-34
   Giai oạn kh ử bọt To hình tm ng b thi c - Gia ỉ ph óng một ph ần bọt kh í của các giai oạn tạo silicat và tạo th ủy tinh ra môi tr ờng bên ngo ài
   Các thông số của qu á tr ình tạo hình th ủy tinh - Trong giai oạn này, xảy ra ồng th ời các qu á tr ình ệ ộ ủ ủ ạ ẫ 0 tho át kh í từ trong lòng th ủy tinh ra môi tr ờng và ng ợc - Nhi t c a th y tinh t i kênh d n : 1080 – 1130 C lại. - Nhi ệt ộ của ầu kính ra : 575 – 595 0C 0
   Giai oạn ồng nh ất hóa: - Nhi ệt ộ bên trong vòm bể 250 C. -Qúa tr ình ồng nh ất hóa xảy ra nh ờ khu ếch tán. - Nhi ệt ộ của vật li ệu bọc ngo ài áy 40 0C. - ồng nh ất hóa các th ành ph ần trong kh ối th ủy tinh. - Nhi ệt ộ ầu ra nớc làm mát < 60 0C - Trong giai oạn này th ờng dùng cánh khu ấy ể tng -Mức thi ếc: 75 – 77mm qu á tr ình ồng nh ất hóa của th ủy tinh. - Tiêu th ụ hỗn hợp kh í N2 + H2: 1350 m3/h.
   Giai oạn làm ngu i: -Làm tng ộ nh ớt của th ủy tinh ể tạo hình sản ph ẩm (từ 1450 0 ến kho ảng 1200 0C). VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-35 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-36 9
10. VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-37 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-38
    Qu á tr ình n ổi: - Th ủy tinh ch ảy v ào b ể thi ếc (spout lip) Giai n nh - Th ủy tinh giãn ra ở H/E -Tạo h ình b ng k ính v ới vi ệc gia nhi ệt b ổ sung R/H
    Mục ích của qu á tr ình ủ, g m ứng su ất hình th ành -Làm ngu ội E/E trong kính, tr ánh vỡ kính trong qu á tr ình cắt bẻ. - a b ng k ính ra kh ỏi b ể L.O.R
    nhi t
    ặc iểm qu á tr ình n ổi -Tấm k ính c ó mặt ph ẳng, không bi ến d ạng,không ánh bóng. - Ở ấm k ính ợc ánh b óng b ằng nhi ệt ở ph ía trên, dới. -Nng su ất r ất l ớn ph ù hợp v ới vi ệc s ản xu ất kh ối l ợng l ớn, gi á th ành r ẻơ . -Sản xu ất ợc nhi ều ộ dày kh ác nhau v à bề rộng to. -Có th ể ều khi ển ợc t ừ xa, ổn ịnh, ít ng ời v ận h ành VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-39 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-40 10
11. 
    Dải nhi ệt ộ của các can nhi ệt ở các khu của lò ủ trong tr ạng th ái vận hành bình th ờng: Nhi ệt ộ ph ía trên của khu A: 510 – 580 oC Nhi ệt ộ ph ía dới của khuA: 525 – 605 oC Nhi ệt ộ ph ía trên của khu B: 430 – 500 oC Nhi ệt ộ ph ía dới của khu B: 440 – 520 oC Nhi ệt ộ ph ía trên của khu C: 320 – 390 oC Nhi ệt ộ ph ía dới của khu C: 325 – 405 oC Nhi ệt ộ khu Ret: 90 – 130oC Nhi ệt ộ ầu vào của lò ủ: 600 ± 20 oC Nhi ệt ộ ầu ra của lò ủ: 50 – 80 oC
    Nh ững nhi ệt ộ ặt kể trên sẽ ợc iều ch ỉnh th ích hợp Ki ểu phân bố ứng su ất tốt tùy theo sự kh ác bi ệt của ầu ra, ộ dày và ứng su ất ặt th ực tế của kính. VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-41 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-42 dung d ch
    c ch : tng bn s c nhi t, bn ng su t theo b y.
    Nâng nhi t lên kho ng 650°C r i l m l nh nhanh v ng nh t 300°C nh phun n c l nh.
    Ngâm trong b dung d ch mu i KNO3 400°C trong v ng 12-36h. Ion K+ thay th ion Na+, ch th c l n h ơn m t ng nng u n n b mt. Tm k nh c nng u l c cao v i b y thông th ng Rn n=200-300 MPa. VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-43 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-44 11
12. Mt s nh ch t
    Kh i l ng th ch: 2,4 6 (g/cm3)
    R n = 200 1000 N/mm2
    R o = 20 N/mm2
    Modun n h i E = 6 – 8.10 4 /mm2
    D v, bin d ng b ho c p i x nhi t
    cng, n hơn kim c ơ ng mt s kim lo i
    nh không th m VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-45 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-46 nh ch u nhi t H s trao i nhi t K
    ch nhi t t t, tuy nhiên kh nng u s c nhi t k m i t y tinh B y; mm H s K (W/m 2.K)
    Nhi t bi n m m 550°C
    H s bi n d ng nhi t t ơ ng ơ ng bê-tông v nh th ng 6 5,7 -6
    nh th y tinh th ng 9,4.10 nh 2 lp 6-12(kk)-6 2,8
    y tinh pha lê 7,6.10 -6 nh 2 lp, ch 6-12(kk)-6 1,8
    y tinh pyrex, borosilicat 3,4.10 -6 nhi t
    Trao i nhi t v i môi tr ng nh 2 lp c ch 6-12(argon)-6 1,5 • dn nhi t =1.0 W/mK nhi t k argon •i l u •c x VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-47 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-48 12
13. 1. nh tr ng 2. nh m u ng 3. nh m u x m 4. nh m u xanh nh h ng c a b y VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-49 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-50 nh b n s ng Yêu t môi tr ng
    Khi ti p x c trong môi tr ng n c hay trung t nh ;
    Nguyên li u s n c
    Khai th c v gia công
    Nng l ng d ng ch o
    An to n lao ng
    y phân thu n l i trong môi tr ng baz ơ
    i ch pH>10 (xi-mng), ng ZrO2 .
    c t i VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-51 VLXD-Vt li u nh xây d ng 3-52 13