Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 3 - Nguyễn Khánh Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 3 Vật liệu kính xây dựng, cung cấp các kiến thức như Trạng thái thủy tinh; Các sản phẩm thủy tinh trong xây dựng; Ảnh hưởng thành phần nguyên liệu; Công nghệ sản xuất; Xử lý nhiệt cho thủy tinh; Một số tính chất của thủy tinh kính. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 3 - Nguyễn Khánh Sơn

V t li u kính xây d ng V t Li u Xây D ng (Construction Materials) Bộ môn V t li u Silicat Khoa Công Nghệ V t Li u Đ i h c Bách Khoa Tp. Hồ Chı́ Minh VLXD-V t li u kính xây d ng 3-2 N i dung Tr ng thái th y tinh E (kJ) Tr ng thái th y tinh T o M m Các s n ph m th y tinh trong xây d ng m m nh hư ng thành ph n nguyên li u K t tinh t c th i Công ngh s n xu t X lý nhi t cho th y tinh Vô đ nh hình hì Ch y l ng T (0C) M t s tính ch t c a th y tinh kính Y u t môi trư ng K t tinh tinh th VLXD-V t li u kính xây d ng 3-3 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1
Tr ng thái th y tinh Tr ng thái th y tinh Th tích tích Tính đ ng hư ng L ng T c đ làm làm ngu i Tính vô đ nh hình ⇒ trong su t Th y tinh Tinh th Nhi t đ Nhi t đ VLXD-V t li u kính xây d ng 3-5 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-6 Các s n ph m chính Các s n ph m chính Kính t m mài bóng, dày 0,6 - 6,8 mm Gương soi g m kính và l p tráng n n Ag, Cu, sơn b o v . Kính t m kéo G m th y tinh ch u nhi t (α=0 t i 800°C) Kính t m cán Kính t m ch u l c, dày 6 mm - 8 mm Kính t m hoa văn, màu Kính t m ch ng n ng Kính t m h p th , l c (UV, IR hay ánh sáng) Kính t m ph n x nhi t (IR) VLXD-V t li u kính xây d ng 3-7 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2
Các s n ph m chính S i th y tinh (glass fiber); t th y tinh tr ng thái ch y thu đư c s i dài, m nh 0,1µm n u dùng k thu t kéo và s i thô, ng n n u k thu t th i. VLXD-V t li u kính xây d ng 3-9 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-10 Cát , th y tinh v Cát Các s n ph m composite N u ch y ch T o s i và phun và Kính t m cư ng l c, kích thư c 125-150cm, ch t k t dính dí dày 3-10mm Kính t m x p lá nhi u l p Th y tinh tr ng C t d c th Kính 2 l p cách nhi t, L p không C t ngang th khí khô Bu ng polymer hóa hó cách âm S i th y tinh màu vàng th mà và L p kính kí Ch n 1 Chêm H i lưu Ch n 2 H t hút hú T m; S i φ 6µm + nh a t ng h p m VLXD-V t li u kính xây d ng 3-11 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3
Text = -10° 10°C Kính t m có ph l p Tint = 15°C TiO2 L p ph oxit KL ph Hi u ng quang xúc tác: Phát x th p Phát dư i hi u ng UV, oxit titan tr thành ch t xúc tác phân h y các ch t b n, h u cơ, b i. Hi u ng dính ư t: nư c trên b m t không đ ng Ánh n ng m t tr i l i mà trôi theo l p m ng Khí có tác dùng làm s ch b i trơ b n. VLXD-V t li u kính xây d ng 3-13 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-14 M t s yêu c u th y tinh xây d ng Thành ph n nguyên li u Đ b nu n Thành ph n hóa c a kính xây d ng theo yêu c u: Đ b n kéo Kh năng ch u nhi t. Đ b n hóa h c VD; Thành ph n hóa c a kính xây d ng theo phương pháp t o hình kính n i: Kh năng h p th ánh sáng. %Al2O3 < 18 Kích thư c, hình d ng (Theo TCVN 1451- %CaO+MgO ≥ 12 1986) %Na2O+K2O ≤ 14 Kh i lư ng th tích. %Fe2O3 < 0,1 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-15 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
Thành ph n nguyên li u Cát cung c p SiO2 Vai trò; Là cấu tử tạo mạng, làm cho thủy tinh có nhiệt độ nóng chảy cao, độ nhớt, độ bền hóa, độ chịu nhiệt cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Thành ph n hóa; Oxit SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 MKN Hàm lượng % ≥ 99.5 ± 0.5 ≤ 0.3 ≤ 0.1 ≤ 0.1 0.1 ≤0.3 Kích thư c h t ≥ 0,6 mm: ≤ 0,5 % < 0,1 mm: ≤ 5,0 % Đ m: ≤ 5,0% VLXD-V t li u kính xây d ng 3-17 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-18 Pegmatit cung c p Al2O3 Đá vôi cung c p CaO Vai trò Al2O3 làm giảm khả năng kết tinh, tăng độ Vai trò CaO giúp cho quá trình nấu và khử bọt thêm bền cơ học, độ bền hóa học và độ bền nhiệt, làm dễ và làm cho thủy tinh chịu đựng được tác dụng giảm hệ số dãn nở của thủy tinh. hóa học. Thành ph n hóa; Thành ph n hóa Kích thước hạt: Kích thước hạt đá vôi yêu cầu ≥ 0,6mm: ≤ 0,5% phải nhỏ hơn 2,5mm và > 0,5mm: ≤ 5,0% ≥ 2,0mm: ≤ 1,0% < 0,1mm: ≤ 80,0% < 0,1mm: ≤ 12,0% Độ ẩm: < 1,0% Độ ẩm: < 1,0% VLXD-V t li u kính xây d ng 3-19 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5
Sođa, Natri sunfat cung c p Na2O Dolomit cung c p MgO Vai trò Na2O có tác dụng hạ thấp nhiệt độ nấu, tăng tốc độ Vai trò MgO làm giảm khuynh hướng kết tinh, làm tăng hòa tan các hạt cát, tăng tốc độ khử bọt do hạ thấp độ nhớt tốc độ đóng cứng của thủy tinh. Khi đưa vào cùng với của thủy tinh. Al2O3 độ bền hóa của thủy tinh cũng tăng lên. Thành phần hóa của sođa Thành phần hóa của Dolomite % Na2CO3: ≥ 99,0 ± 0,5 %NaCl: ≤ 0,5 ± 0,1 Thành phần hóa của Natri sunfat % Na2SO4: ≥ 99,0 ± 0,5 Kích thước hạt yêu cầu phải %NaCl : ≤ 0,6 ± 0,1 nhỏ hơn 2,5mm và Kích thước hạt : ≥ 1,0mm: ≤ 5,0% ≥ 2,0mm: ≤1,0% < 0,1mm: ≤ 12,0% < 0,1mm: ≤16,0% Độ ẩm của sođa và natri sunfat < 0,5% VLXD-V t li u kính xây d ng 3-21 Độ ẩm: < 1,0% VLXD-V t li u kính xây d ng 3-22 Nguyên li u Than Tóm t t các công đo n Vai trò tác dụng quan trọng trong giai đoạn khử bọt Nguyên li u đư c gia công nghi n, đ nh lư ng và của thủy tinh tr n đ u. Yêu cầu của than sử dụng trong sản xuất : hàm N u ch y lò T=1200-1500° C lượng C > 80% Tinh luyên và đ ng nh t hóa T=1500° C Kích thước hạt sau khi nghiền yêu cầu phải nhỏ hơn 2,0 mm T o hình và Nung l i x lý nhi t ≥ 1,0mm : ≤1,5% Làm ngu i ch m hay tôi x lý. < 0,1mm: ≤ 30,0% Độ ẩm: < 3,0% VLXD-V t li u kính xây d ng 3-23 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
Pp th i Pp kéo t m B dày 0,6 - 6,2 mm Nguyên li u Gia nhi t Th y tinh ch y ch Kéo Kéo VLXD-V t li u kính xây d ng 3-25 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-26 Pp cu n dòng Pp kính t m n i Lò n u ch y ch Cu n dòng dò Lò n u ch y ch Kính n i trong b Kính N ul i Mài ph ng b m t Mài Đánh bóng b m t bó C tt m N ul i C tt m VLXD-V t li u kính xây d ng 3-27 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
Pp kính t m n i Pp kính t m n i VLXD-V t li u kính xây d ng 3-29 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-30 Vai trò c a đ nh t Kéo căng Kéo Log (đ nh t) pa.s N ul i Bi n m m T o hình hì Ch y l ng VLXD-V t li u kính xây d ng Nhi t đ 3-31 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-32 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
Giai đo n n u th y tinh Giai đoạn tạo silicat: kết thúc ở khoảng 10200C trong đó xảy ra các quá trình: - Tạo muối kép và hỗn hợp eutecti - Muối kép nóng chảy - Phân hủy nhiệt và phân hủy các muối kép - Tạo silicat Sơ đ Giai đoạn tạo pha thủy tinh: - Giai đạn này xảy ra chậm, chiếm từ 60 – 70% thời gian sx kính của quá trình nấu. t mn i - Tốc độ tạo thủy tinh phụ thuộc vào tốc độ hòa tan của cát (khoảng 25% còn lại trong quá trình tạo silicat). VLXD-V t li u kính xây d ng 3-33 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-34 Giai đoạn khử bọt - Giaỉ phóng một phần bọt khí của các giai đoạn tạo T o hình t m dùng b thi c silicat và tạo thủy tinh ra môi trường bên ngoài Các thông số của quá trình tạo hình thủy tinh - Trong giai đoạn này, xảy ra đồng thời các quá trình thoát khí từ trong lòng thủy tinh ra môi trường và ngược - Nhiệt độ của thủy tinh tại kênh dẫn : 1080 – 11300C lại. - Nhiệt độ của đầu kính ra : 575 – 5950C Giai đoạn đồng nhất hóa: - Nhiệt độ bên trong vòm bể 2500C. - Qúa trình đồng nhất hóa xảy ra nhờ khuếch tán. - Nhiệt độ của vật liệu bọc ngoài đáy 400C. - Đồng nhất hóa các thành phần trong khối thủy tinh. - Nhiệt độ đầu ra nước làm mát < 600C - Trong giai đoạn này thường dùng cánh khuấy để tăng - Mức thiếc: 75 – 77mm quá trình đồng nhất hóa của thủy tinh. - Tiêu thụ hỗn hợp khí N2 + H2: 1350 m3/h. Giai đoạn làm ngu i: - Làm tăng độ nhớt của thủy tinh để tạo hình sản phẩm (từ 14500 đến khoảng 12000C). VLXD-V t li u kính xây d ng 3-35 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-36 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9
VLXD-V t li u kính xây d ng 3-37 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-38 Quá trình nổi: - Thủy tinh chảy vào bể thiếc (spout lip) Giai đo n kính - Thủy tinh giãn ra ở H/E - Tạo hình băng kính với việc gia nhiệt bổ sung R/H Mục đích của quá trình ủ, gi m ứng suất hình thành - Làm nguội E/E trong kính, tránh vỡ kính trong quá trình cắt bẻ. - Đưa băng kính ra khỏi bể L.O.R nhi t Đặc điểm quá trình nổi - Tấm kính có mặt phẳng, không biến dạng,không đánh bóng. - Ở đây tấm kính được đánh bóng bằng nhiệt ở phía trên, dưới. - Năng suất rất lớn phù hợp với việc sản xuất khối lượng lớn, giá thành rẻ hơn. - Sản xuất được nhiều độ dày khác nhau và bề rộng to. - Có thể điều khiển được từ xa, ổn định, ít người vận hành VLXD-V t li u kính xây d ng 3-39 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-40 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10
Dải nhiệt độ của các can nhiệt ở các khu của lò ủ trong trạng thái vận hành bình thường: Nhiệt độ phía trên của khu A: 510 – 580oC Nhiệt độ phía dưới của khuA: 525 – 605oC Nhiệt độ phía trên của khu B: 430 – 500oC Nhiệt độ phía dưới của khu B: 440 – 520oC Nhiệt độ phía trên của khu C: 320 – 390oC Nhiệt độ phía dưới của khu C: 325 – 405oC Nhiệt độ khu Ret: 90 – 130oC Nhiệt độ đầu vào của lò ủ: 600 ± 20oC Nhiệt độ đầu ra của lò ủ: 50 – 80oC Những nhiệt độ đặt kể trên sẽ được điều chỉnh thích hợp Kiểu phân bố ứng suất tốt tùy theo sự khác biệt của đầu ra, độ dày và ứng suất đặt thực tế của kính. VLXD-V t li u kính xây d ng 3-41 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-42 dung d ch M c đích : tăng đ b n s c nhi t, đ b n ng su t theo b dày. Nâng nhi t đ lên kho ng 650° r i làm l nh C nhanh và đ ng nh t 300° nh phun nư c l nh. C Ngâm trong b dung d ch mu i KNO3 400° C trong vòng 12-36h. Ion K+ thay th v trí ion Na+, có kích thư c l n hơn làm tăng kh năng ch u nén b m t. T m kính có kh năng ch u l c cao v i b dày thông thư ng Rnén=200-300 MPa. VLXD-V t li u kính xây d ng 3-43 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11
M t s tính ch t Kh i lư ng th tích: 2,4 → 6 (g/cm3) Rnén = 200 → 1000 N/mm2 Rkéo = 20 → 100 N/mm2 Modun đàn h i E = 6 – 8.104 N/mm2 D v , bi n d ng bé ho c ph i x lý nhi t Đ c ng, nh hơn kim cương và m t s kim lo i Tính không th m VLXD-V t li u kính xây d ng 3-45 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-46 Tính ch u nhi t H s trao đ i nhi t K Cách nhi t t t, tuy nhiên kh năng ch u s c nhi t kém Lo i th y tinh B dày; mm H s K (W/m2.K) Nhi t đ bi n m m 550° C H s bi n d ng nhi t tương đương bê-tông và khá bé Kính thư ng 6 5,7 Kính th y tinh thư ng 9,4.10-6 Kính 2 l p 6-12(kk)-6 2,8 Th y tinh pha lê 7,6.10-6 Kính 2 l p, cách 6-12(kk)-6 1,8 Th y tinh pyrex, borosilicat 3,4.10-6 nhi t Trao đ i nhi t v i môi trư ng Kính 2 l p cách 6-12(argon)-6 1,5 • d n nhi t λ=1.0 W/mK nhi t khí argon • đ i lưu •b cx VLXD-V t li u kính xây d ng 3-47 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-48 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12
1. kính tr ng kính 2. kính màu đ ng kính mà 3. kính màu xám kính mà xá 4. kính màu xanh kính mà nh hư ng c a b dày hư dày VLXD-V t li u kính xây d ng 3-49 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-50 Tính b n s d ng Yêu t môi trư ng Khi ti p xúc trong môi trư ng nư c hay trung tính thì; Nguyên li u s n có Khai thác và gia công Năng lư ng dùng ch t o An toàn lao đ ng Th y phân thu n l i trong môi trư ng bazơ Tái ch pH>10 (xi-măng), dùng ZrO2 . Rác th i VLXD-V t li u kính xây d ng 3-51 VLXD-V t li u kính xây d ng 3-52 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13