Giao trinh bai tap 3 công và năng lượng

Hồ Chı ́Minh VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-2 Vật liệu kính xây dựng VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-3 Nội dung VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-4 Trạng thái thủy tinh Tạo mầm Vô định hình C

Trang 1

Vật Liệu Xây Dựng

(Construction Materials)

Bộ môn Vật liệu Silicat

Khoa Công Nghệ Vật Liệu

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chı ́Minh

VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-2

Vật liệu kính xây dựng

Nội dung

Trạng thái thủy tinh

Tạo mầm

Vô định hình Chảy lỏng

Kết tinh tức thời

Kết tinh tinh thể

Mầm

E (kJ)

T (0C)

Trang 2

Thể tích

Tinh thể

Thủy tinh

Lỏng

Tốc độ làm nguội

Tính đẳng hướng

Tính vô định hình ⇒ trong suốt

Các sản phẩm chính

sơn bảo vệ

Trang 3

VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-9 VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-10

Sợi thủy tinh (glass fiber); từ thủy tinh trạng thái chảy thu được sợi dài, mảnh 0,1µm nếu dùng kỹ thuật kéo và sợi thô, ngắn nếu kỹ thuật thổi

Tấm; Sợi φ 6µm + nhựa tổng hợp

Cắt dọc thớ Cắt ngang thớ

Hồi lưu

S i thủy tinh màu vàng

Thủy tinh trắng

Buồng polymer hó

Nấu chảy Cát , thủy tinh vỡ

Tạo sợi và phun chất kết dính

Các sản phẩm composite

Lớp không khí khô Lớp kính

Chắn 1 Chắn 2

Chêm

Hạt hú ẩm

dày 3-10mm

cách âm

Trang 4

Ánh nắng mặt trời

Khí trơ

Phát xạ ấ Lớp phủ oxit KL

Text= -10°C

Tint= 15°C=

TiO2

dưới hiệu ứng UV, oxit titan trở thành chất xúc tác phân hủy các chất bẩn, hữu cơ, bụi

trên bề mặt không đọng lại mà trôi theo lớp mỏng

có tác dùng làm sạch bụi bẩn

Một số yêu cầu thủy tinh xây dựng

1451-1986)

Thành phần nguyên liệu

VD; Thành phần hóa của kính xây dựng theo phương pháp tạo hình kính nổi:

%Al2O3 < 18

%CaO+MgO ≥ 12

%Na2O+K2O ≤ 14

%Fe2O3 < 0,1

Trang 5

Thành phần nguyên liệu

Cát cung cấp SiO2

≤0.3 0.1

≤ 0.1

≤ 0.3

≥ 99.5 ± 0.5 Hàm lượng %

MKN

Fe2O3 MgO CaO

Al2O3 SiO2

Oxit

nhiệt độ nóng chảy cao, độ nhớt, độ bền hóa, độ chịu nhiệt cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp

Kích thước hạt

≥0,6 mm: ≤ 0,5 %

< 0,1 mm: ≤ 5,0 %

Độ ẩm: ≤ 5,0%

Pegmatit cung cấp Al2O3

bền cơ học, độ bền hóa học và độ bền nhiệt, làm

giảm hệ số dãn nở của thủy tinh

Kích thước hạt:

≥0,6mm: ≤ 0,5%

> 0,5mm: ≤ 5,0%

< 0,1mm: ≤ 80,0%

Độ ẩm: < 1,0%

Đá vôi cung cấp CaO

dễ và làm cho thủy tinh chịu đựng được tác dụng hóa học

Kích thước hạt đá vôi yêu cầu phải nhỏ hơn 2,5mm và

≥2,0mm: ≤ 1,0%

< 0,1mm: ≤ 12,0%

Độ ẩm: < 1,0%

Trang 6

Sođa, Natri sunfat cung cấp Na2O

Vai trò Na2O có tác dụng hạ thấp nhiệt độ nấu, tăng tốc độ

hòa tan các hạt cát, tăng tốc độ khử bọt do hạ thấp độ nhớt

của thủy tinh

Thành phần hóa của sođa

% Na2CO3: ≥ 99,0 ± 0,5

%NaCl: ≤ 0,5 ± 0,1

Thành phần hóa của Natri sunfat

% Na2SO4: ≥ 99,0 ± 0,5

%NaCl : ≤ 0,6 ± 0,1

Kích thước hạt : ≥ 1,0mm: ≤ 5,0%

< 0,1mm: ≤ 12,0%

Độ ẩm của sođa và natri sunfat < 0,5%

Dolomit cung cấp MgO

Vai trò MgO làm giảm khuynh hướng kết tinh, làm tăng tốc độ đóng cứng của thủy tinh Khi đưa vào cùng với Al2O3 độ bền hóa của thủy tinh cũng tăng lên

Thành phần hóa của Dolomite

nhỏ hơn 2,5mm và

< 0,1mm: ≤16,0%

Độ ẩm: < 1,0%

Nguyên liệu Than

của thủy tinh

lượng C > 80%

yêu cầu phải nhỏ hơn 2,0 mm

và

< 0,1mm: ≤ 30,0%

Tóm tắt các công đoạn

trộn đều

Tạo hình

Trang 7

Pp thổi

Pp kéo tấm

Nguyên liệ

Gia nhiệt Thủy tinh chảy Kéo

Pp cuộn dòng

Lò n u chảy Cuộn dòng

Nấu lại

Mài phẳng bề ặt

Đánh bóng bề ặt Cắt tấm

Pp kính tấm nổi

Lò n u chảy Kính nổi trong bể

Nấu lại Cắt tấm

Trang 8

Vai trò của

độ nhớt

Nhiệt độ

Chảy lỏng

Tạo hình

Biến mềm

Nấu lại

Kéo căng

Trang 9

Sơ đồ

sx kính

tấm nổi

Giai đoạn nấu thủy tinh

Giai đoạn tạo silicat: kết thúc ở khoảng 10200C trong

đóxảy 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

Giai đoạn tạo pha thủy tinh:

- Giai đạn này xảy ra chậm, chiếm từ 60 – 70% thời gian của quá trình nấu

- Tốc độ tạo thủy tinh phụ thuộc vào tốc độ hòa tan của cát (khoảng 25% còn lại trong quá trình tạo silicat)

Giai đoạn khử bọt

- Giaỉ phóng một phần bọt khí của các giai đoạn tạo

silicat và tạo thủy tinh ra môi trường bên ngoài

- Trong giai đoạn này, xảy ra đồng thời các quá trình

thoát khí từ trong lòng thủy tinh ra môi trường và ngược

lại

Giai đoạn đồng nhất hóa:

- Qúa trình đồng nhất hóa xảy ra nhờ khuếch tán

- Đồng nhất hóa các thành phần trong khối thủy tinh

- Trong giai đoạn này thường dùng cánh khuấy để tăng

quá trình đồng nhất hóa của thủy tinh

- Làm tăng độ nhớt của thủy tinh để tạo hình sản phẩm

(từ 14500 đến khoảng 12000C)

Tạo hình tấm dùng bể thiếc

Các thông số của quá trình tạo hình thủy tinh

- Nhiệt độ của thủy tinh tại kênh dẫn : 1080 – 11300C

- Nhiệt độ của đầu kính ra : 575 – 5950C

- Nhiệt độ bên trong vòm bể 2500C

- Nhiệt độ của vật liệu bọc ngoài đáy 400C

- Nhiệt độ đầu ra nước làm mát < 600C

- Mức thiếc: 75 – 77mm

- Tiêu thụ hỗn hợp khí N2 + H2: 1350 m3/h

Trang 10

Quá trình nổi:

- Thủy tinh chảy vào bể thiếc (spout lip)

- Thủy tinh giãn ra ở H/E

- Tạo hình băng kính với việc gia nhiệt bổ sung R/H

- Làm nguội E/E

- Đưa băng kính ra khỏi bể L.O.R

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

Giai đoạn ủ kính

Mục đích của quá trình ủ, giảm ứng suất hình thành trong kính, tránh vỡ kính trong quá trình cắt bẻ

Ủ nhiệt

Trang 11

Kiểu phân bố ứng suất tốt

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 tùy theo sự khác biệt của đầu ra, độ dày và ứng suất đặt thực tế của kính

VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-43 VLXD-Vật liệu kính xây dựng 3-44

Ủ dung dịch

theo bề dày

nhanh và đồng nhất ở 300°C nhờ phun nước lạnh

trong vòng 12-36h Ion K+ thay thế vị trí ion Na+,

có kích thước lớn hơn làm tăng khả năng chịu nén

bề mặt Tấm kính có khả năng chịu lực cao với bề dày thông thường Rnén=200-300 MPa

Trang 12

Một số tính chất

Khối lượng thể tích: 2,4 → 6 (g/cm3)

Rnén = 200 → 1000 N/mm2

Rkéo = 20 → 100 N/mm2

Modun đàn hồi E = 6 – 8.104 N/mm2

Dễ vỡ, biến dạng bé hoặc phải xử lý nhiệt

Độ cứng, nhỏ hơn kim cương và một số kim loại

Tính không thấm

Tính chịu nhiệt

Cách nhiệt tốt, tuy nhiên khả năng chịu sốc nhiệt kém

Nhiệt độ biến mềm 550°C

Hệ số biến dạng nhiệt tương đương bê-tông và khá bé

Kính thủy tinh thường 9,4.10-6

Thủy tinh pha lê 7,6.10-6

Thủy tinh pyrex, borosilicat 3,4.10-6

Trao đổi nhiệt với môi trường

•dẫn nhiệt λ=1.0 W/mK

• đối lưu

• bức xạ

Hệ số trao đổi nhiệt K

2,8 6-12(kk)-6

Kính 2 lớp

1,8 6-12(kk)-6

Kính 2 lớp, cách nhiệt

1,5 6-12(argon)-6

Kính 2 lớp cách nhiệt khí argon

5,7 6

Kính thường

Hệ số K (W/m 2 K)

Bề dày; mm

Loại thủy tinh

Trang 13

2 kính màu đồng

3 kính màu xám

4 kính màu xanh

Ảnh hưởng của bề dày

Tính bền sử dụng

thì;

pH>10 (xi-măng), dùng ZrO2

Yêu tố môi trường

Tái chế

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	673,15 KB