Стеклокристаллические материалы

К стеклокристаллическим материалам относятся ситаллы, шлакоситаллы и каменное литье. Общим признаком этих материалов является наличие как кристаллической, так и стекловидной фаз в их структуре, что обусловливает высокие механические свойства, термическую и антикоррозионную стойкость, низкую истираемость и т. д. В энергетическом строительстве стеклокристаллические материалы могут применяться для создания износостойких облицовок, ответственных частей сооружений и в других целях. Стеклокристаллические трубы применяют для изготовления теплообменников. Благодаря способности некоторых стеклокристаллических материалов поглощать медленные нейтроны и жаростойкости их используют при изготовлении управляющих стержней в ядерных реакторах и для устройства биологической защиты.

Ситаллы — продукты кристаллизации стекол. Процесс изготовления ситаллов включает получение стекла определенного состава, формование из него изделий и специальную термообработку. Различают технические ситаллы и шлакоситаллы.

В строительстве находят широкое применение шлакоситаллы, технология которых разработана впервые в нашей стране.

Сырьевыми материалами для шлакоситаллов служат шлаки черной и цветной металлургии, а также золы от сжигания каменного угля. Производство шлакоситаллов заключается в варке шлаковых стекол, формовании из них изделий и последующей их кристаллизации. Шихта для получения стекол состоит из шлака, песка, щелочесодержащих и других добавок. Наиболее эффективно использование огненно-жидких металлургических шлаков, что экономит до 30—40% количества теплоты, затрачиваемой на варку.

Шлакоситаллы в виде прокатных листов, прессованных плит, труб и других изделий выпускают на поточных механизированных линиях. Отформованные изделия поступают в кристаллизатор, где автоматически выдерживается определенный режим тепловой обработки.

Шлакоситаллы отличаются от большинства строительных материалов более высокими физико-механическими свойствами (табл. 4.2). Они по прочности приближаются к чугуну и стали, хотя в три раза легче их. Термостойкость шлакоситаллов достигает 150—200° С. Особенно высокими являются показатели химической стойкости и стойкости к истиранию.

Шлакоситалл можно подвергать различным способам механической обработки: шлифовке, полировке, резке, сверлению алмазным или карборундовым инструментом. Этот материал можно закалкой упрочнить на 50—100%.

Плитами листового шлакоситалла облицовывают цоколи и фасады зданий, отделывают внутренние стены и перегородки, выполняют ограждения балконов и кровли. Шлакоситалл —эффективный материал для ступеней, подоконников и других конструктивных элементов зданий. Его применяют также для защиты строительных конструкций и аппаратуры в химической, горнорудной и других отраслях промышленности.

Каменное литье —это каменные изделия, получаемые плавлением изверженных или осадочных горных пород и шлаков, разливкой расплава в формы и термической обработкой изделий с целью прохождения кристаллизации и снятия напряжений.

Для получения каменных литых изделий применяют легкоплавкие горные породы — базальт, диабаз и др. В шихту вводят добавки, снижающие температуру плавления и увеличивающие кристаллизационную способность (плавиковый шпат, доломит, хромит и др.).

Каменные литые изделия превосходят природные камни и ряд других материалов по плотности, стойкости к химическим воздействиям, сопротивлению истиранию и другим свойствам. Истираемость каменного литья в 3—5 раз меньше, чем гранита, базальта или диабаза, и колеблется от 0,015 до 0,1 г/см2, а прочность при сжатии составляет 200—400 МПа.

Основными видами каменных литых изделий являются плиты, трубы и другие детали, предназначенные для работы в суровых климатических и трудных эксплуатационных условиях.