Проведение испытаний строительного стекла маятниковым методом

Учреждение образования  «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТЕТ»

 

Факультет:   ТОВ                                                                                        

Кафедра:      физико-химических методов сертификации продукции        

Специальность: 1-54 01 03 «Физико-химические методы и приборы контроля  качества продукции»                                                                       

Специализация: 1-54 01 03 02 «Сертификация промышленных товаров»         

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Методы и средства испытаний материалов изделий»

Тема работы «Проведение испытаний строительного стекла маятниковым методом»

 

 

 

 

 

 

Исполнитель студентка 4 курса  группы 12	А. Н. Курбан                       подпись, дата                                                         инициалы и фамилия
Руководитель	И. В. Подорожняя                подпись, дата                                                         инициалы и фамилия

 

 

 

 

Реферат

 

Курсовая работа 28 с, таблиц, 6 рисунков, 4 приложения.

 

МЕТОДИКА, ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ, СТРОИТЕЛЬНОЕ СТЕКЛО, УДАРНАЯ ПРОЧНОСТЬ.

Целью данной курсовой работы является исследование метода проведения испытания строительного стекла на ударную прочность. При написании курсовой работы были рассмотрены следующие разделы: 
- аналитический обзор литературы; 
- теоретические основы метода контроля; 
- аппаратурное оснащение для осуществления метода контроля; 
- методика контроля

 

Содержание

Реферат………………………………………………………………………………3

Содержание…………………………………………………………………………4

Введение…………………………………………………………………………….5

1. Аналитический обзор  литературы…………………………………...................7

1.1. Описание объекта исследования…………………………………………….7 1.2. Назначение и область его применения ………………………………………7

1.3. Контролируемые показатели качества……………………………………….8 1.4. Методы контроля показателей  качества…………………………………….9

1.5. Обоснование целесообразности применения конкретного метода………11

2. Теоретические основы метода…………………………………………………12

3. Аппаратурное оснащение  для осуществления метода контроля……………13

4. Методика контроля……………………………………………………………15

Заключение…………………………………………………………………………19

Список использованных источников……………………………………………20

Приложение А…………………………………………………………………….21

Приложение Б……………………………………………………………………...23

Приложение В……………………………………………………………………24

Приложение Г……………………………………………………………………25

 

Введение

Стекло — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. Физико-химически — твёрдое тело, структурно — аморфно-изотропно. Все виды стёкол при формировании преобразуются в агрегатном состоянии — от чрезвычайной вязкости жидкого до, так называемого, стеклообразного — в процессе остывания со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации расплавов, получаемых плавлением сырья (шихты)

Мы так привыкли к стеклу, что кажется, будто оно было всегда. Это действительно один из древнейших материалов. Археологи нашли в  Месопотамии стеклянные бусы, которые  относятся примерно к 2450 году до нашей  эры. Но к простому прозрачному стеклу в наших домах цивилизация  шла долгим и извилистым путем. Со временем менялась не только технология его изготовления, но и состав. Сегодня  кроме основных компонентов: песка, соды (Na₂CO₃) или золы, а также мела, доломита, глинозема, в него может быть добавлено еще более 20 других веществ. В зависимости от них стекло приобретает новые и самые разнообразные свойства. Сейчас оно превратилось в привычный и надежный строительный и отделочный материал.

Природное стекло, будучи одним  из первых естественных материалов, который  получил очень широкое применение в быту, и как орудие труда, и  как часть разных видов оружия (ножи, наконечники стрел, копий и т. д.), — для изготовления украшений и других предметов обихода, — и как различные элементы ритуалов, например — ацтекских и майяских; — благодаря своей структуре обладает и недоступным для многих других, традиционных по применению материалов, парадоксальными, казалось бы, свойствами, что использовано было теми же ацтеками, давшими уникальные инструменты. Именно свойства стекла как аморфного вещества, с одной стороны, наделяющего его хрупкостью, в чём его недостаток и неприменимость для изготовления, например, инструментов, к которым предъявляются требования повышенной прочности (былой недостаток — сейчас он в ряде случаев, и рядом технологических методик преодолён) , с другой стороны, это отсутствие кристаллической решётки дало ему и преимущество, которое является причиной того, что с первыми в истории медицинскими, хирургическими инструментами по их остроте, возможностям заточки, до сих пор не может сравниться ни один металлический скальпель. Рабочую часть последнего (фаску) можно заточить до определённого предела — в дальнейшем от «пилы» практически невозможно избавиться, в то время как этого порога, например, в обсидиановых скальпелях нет — отсутствие кристаллической решётки позволяет их затачивать до молекулярного уровня, что даёт неоспоримое преимущество в микрохирургии, к тому же они не подвержены коррозии. Настоящий пример, хоть и имеющий отношение к стеклообразным минералам, очень показателен для понимания такого структурного свойства стекла как аморфность. Но сейчас эти свойства используются и при создании прецизионных инструментов из искусственного стекла.

Термин «строение стекла»  подразумевает описание двух тесно  связанных, но рассматриваемых зачастую независимо аспектов — геометрии взаимного расположения атомов и ионов, составляющих стекло и характера химических связей между образующими его частицами. Структура стекла соответствует структуре жидкости в интервале стеклования. Этим определяется то, что вопросы строения стеклообразующих расплавов и стёкол самым тесным образом связаны друг с другом. Любое достижение в исследовании строения жидкостей и расплавов создаёт дополнительные возможности развития учения о строении стекла и наоборот.

Развитие представления  о строении стекла проходит через  гипотезы, объясняющие эксперименты, — к теориям, оформляющимся математически, и предполагающим количественную проверку в эксперименте. Таким образом понимание строения стеклообразных веществ (и частично — жидких) обусловлено совершенством методов исследования и математического аппарата, техническими возможностями. Выводы же позволяют в дальнейшем, совершенствуя методологию, развивать теорию строения стекла и подобных ему аморфных веществ.

В своей курсовой работе я буду описывать применение маятникового метода для контроля качества строительного стекла.

 

1. Аналитический обзор литературы

 

1.1. Описание объекта  исследования

Плоские оконные стекла, СТБ 12600-2007 устанавливает метод проведения испытания отдельных плоских оконных стекол, применяемых в строительстве, на ударную прочность, по результатам которого производят классификацию оконного стекла.

 

1.2. Область применения

Область применения: остекление окон, витражей, балконных дверей, световых фонарей, теплиц, оранжерей и других светопрозрачных ограждающих конструкций жилых зданий и промышленных сооружений.

Качественные листы оконного стекла прозрачны и бесцветны - никаких  радужных и матовых пятен, несмываемых  налетов, и других следов выщелачивания  на поверхности. Допускаются зеленоватый  и голубоватый оттенки, но при  условии, что они не снижают коэффициента светопропускания (соотношения двух световых потоков - прошедшего через  лист стекла к падающему на этот же лист).

Для обычного оконного остекления чаще применяют листы толщиной 2,5-4 мм. Для больших же окон и витражей они не годятся, не выносят ветровой нагрузки. В таких случаях следует  устанавливать более толстое  стекло - 6 или даже 10 мм. Причем чем выше расположено большое окно, тем толще должно быть стекло и тем меньше площадь его листа.

Стекло 3 мм лучше всего  подходит для остекления деревянных конструкций - оконные рамы, балконные  двери. Оконное стекло 5 мм применяют  для заполнения световых проемов  различных зданий и сооружений, остекления оконных рам из дерева и алюминия, изготовления стеклопакетов, торговых витрин. Помимо вышеперечисленного, оконное  стекло применяется в производстве триплекса, небольших аквариумов, изготовлении стеклянной мебели и т.д.

 

 

1.3 Контролируемые  показатели качества

1.3.1. Физико-механические показатели качества стекла

В таблице 1 приведены физико-механические показатели качества.

Для нормально отожженного  стекла без последующего закаливания  приведенные значения характеристик  являются ориентировочными и могут  применяться для выполнения расчетов, не требующих высокую степень  точности.

 

Таблица 1.1. — Физико-механические показатели качества

Характеристики	Обозначения	Значения, единицы измерения
Плотность (при 18 °С)	Ρ	2500 кг/м3
Твердость (по шкале Кнупа)	НК0,1/20	6 ГПа
Модуль Юнга (Модуль упругости)	Е	7*1010 Па
Коэффициент Пуассона	µ	0,2
Нормативная прочность на растяжение при изгибе	fg.k	45*106 Па
Удельная теплоемкость	С	0,72*103 Дж/(кг*К)
Средний температурный коэффициент  линейного расширения в интервале  температур от 20 °С до 300 °С	Α	9*10-6 К-1
Устойчивость к перепадам  температур и резкой смене температур		40 К
Теплопроводность	Λ	1 Вт/(м*К)
Средний коэффициент лучепреломления  в видимой области спектра (от 380 до 780 нм)	N	1,5
Поправочный коэффициент  излучательной способности	Ε	0,837

Физико-химические показатели качества основных изделий из стекла можно признать как временно постоянные, потому что:

а) на стекло не оказывают  влияние фотохимические эффекты, и  изменение спектральных характеристик  основных изделий из стекла (пропускание  света и солнечной энергии) не связано с прямым или непрямым солнечным излучением;

b) поверхность строительного стекла, как правило, не восприимчива к воздействиям окружающей среды.

1.3.2. Оптические  показатели качества

Эти показатели характеризуется распознаваемостью предметов, рассматриваемых через стекло, и применяется только к прозрачным изделиям из стекла.

На оптические показатели качества оказывают отрицательное воздействие поверхностные искажения и недостаточная однородность стекла.

Оптические показатели качества оцениваются визуально.

1.3.3. Эстетические  показатели

Внешний вид изделия.

На внешний вид оказывают  влияние: точечные дефекты (пузырьки, камешки  и т. п.), линейные или продольнотянутые дефекты (потертости, царапины, линии, включения, отпечатки и т. п.), а также дефекты рисунка или армирующей проволочной сетки.

Точечные дефекты оценивают  по их количеству и размерам. Линейные или продольнотянутые дефекты оценивают визуально. Дефекты рисунка или проволочной сетки определяют измерением соответствующих отклонений.

 

1.4. Методы контроля  физико-химических показателей объекта

 

Основные показатели качества строительного стекла:

Плотность стекла зависит от химического состава и для обычных строительных стекол составляет 2400 - 2600 кг/м³. Плотность оконного стекла — 2550 кг/м³. Высокой плотностью отличаются стекла, содержащие оксид свинца («богемский хрусталь») — более 3000 кг/м³. Пористость и водопоглощение стекла практически равны 0 %.

Определение плотности стекла проводится по ГОСТ 9553-74

Механические  свойства. Стекло в строительных конструкциях чаще подвергается изгибу, растяжению и удару и реже сжатию, поэтому главными показателями, определяющими его механические свойства, следует считать прочность при растяжении и хрупкость.

Определение механических свойств проводится по СТБ 12600-2007

Теоретическая прочность стекла при растяжении — (10 - 12)•10³ МПа. Практически же эта величина ниже в 200 - 300 раз и составляет от 30 до 60 МПа. Это объясняется тем, что в стекле имеются ослабленные участки (микронеоднородности, дефекты поверхности, внутренние напряжения). Чем больше размер стеклоизделий, тем вероятнее наличие таких участков. Примером зависимости прочности стекла от размера испытуемого изделия служит стеклянное волокно. У стекловолокна диаметром 1 - 10 мкм прочность при растяжении 300 - 500 МПа, т. е. почти в 10 раз выше, чем у листового стекла. Сильно снижают прочность стекла на растяжение царапины; на этом основана резка стекла алмазом.