ZJ
1.1. Wybrane zagadnienia chemii budowlanej
gdzie: a - współczynnik rozszerzalności cieplnej. 1/K, a, - naprężenia rozrywające. Pa.
X - współczynnik przewodności cieplnej. W/(raK),
E ~ moduł Younga. Pa.
Metale wykazują dobrą odporność na udar cieplny, ponieważ X jest duże. a E stosunkowo małe, natomiast w przypadku materiałów ceramicznych występuje najczęściej zależność odwrotna.
Niekiedy do grupy materiałów ceramicznych kwalifikuje się szkła, ccrmen-tale i beton cementowy. Ten ostatni zalicza się do materiałów ceramicznych ze względu na zbliżone do tradycyjnej ceramiki surowce i wysokotemperaturowe technologie wytwarzania klinkieru cementowego w piecach obrotowych. Przynależność betonu cementowego do tej grupy materiałów uzasadnia również wewnątrzotomowy charakter wiązań i krystaliczno-bczpostaciowa struktura.
Szkła stanowią również mieszaninę tlenków. lecz w przeciwieństwie do materiałów ceramicznych są bardziej bezpostaciowe niż krystaliczne. Pomimo tych różnic mają również zbliżone właściwości, takie jak duża kruchość w normalnej temperaturze i małe przewodnictwo cieplne.
Szkła zalicza się do materiałów nieorganicznych, których stan fizyczny jest pośredni między stanem ciekłym i stałym.
W przeciwieństwie do ciał stałych, które są krystaliczne, szkła nie są krystaliczne. lecz amorficzne (bezpostaciowe).
Z drugiej strony, szkła można odróżnić od cieczy przechłodzonej ze względu na stopień uporządkowania atomów, co ilustruje poniższe zestawienie.
Ciało stałe o strukturze krystalicznej |
Szkło |
Ciecz przecblodzooa |
Uporządkowanie całkowite |
najbliższe atomy uporządkowane, atomy oddalone nieuporządkowane (tzw. uporządkowanie bliskiego zasięgu) |
najbliższe atomy nieuporządkowane |
Właściwości fizykomechaniczne szkieł są następujące:
— przezroczystość dla światła widzialnego - brak struktury krystalicznej, w czasie studzenia tworzenie się skaz oraz pustych miejsc o długości zbliżonej do długości fali świetlnej.
— charakterystyczne właściwości mechaniczne związane z szybkością przyłożenia obciążenia:
— w przypadku szybko wzrastających obciążeń i temperatury otoczenia szkła zachowują się zgodnie z prawem Hookc*a
a~Ee
(1.9)