Sklo, vlastnosti skla a sklárske suroviny

Silikátový priemysel – je spoločný názov pre sklársky priemysel a keramický priemysel
Základnou zložkou skla a keramiky sú kremičitany čiže silikáty. Silikátový priemysel je náročný na čistotu surovín a tiež na spotrebu energie.

Sklársky priemysel

Sklárske výrobky za svoje široké využitia vďačia svojim výhodným úžitkovým vlastnostiam. Úžitkové vlastnosti súvisia s chemickým zložením skla.
Úžitkové vlastnosti skla: priehľadnosť, číre, lesklé, je ľahko farbiteľné, je tvrdé, je chemický odolné, tepelnú odolnosť, sklo je aj hygienické.

Rozdelenie skla podľa chemického zloženia:

1.sodnovápenaté sklo

-sklársky piesok – kremeň SiO2 oxid kremičitý
-vápenec uhličitan vápenatý CaCO3
-sóda – uhličitan sodný Na2CO3
-je najbežnejšie, najlacnejšie sklo používa sa na výrobu obaľového skla

2.draselnovápenaté sklo

-sklarsky piesok, vápanec, potaš K2CO3 uhličitan draselný
-používa sa na výrobu lepšieho úžitkového tovaru

3.olovnaté sklo

-sklársky piesok, vápenec, mínium Pb3O4
-používa sa hlavne na optické účely, ako olovnatý kryštál

Výroba skla

Sklo sa vyrába v sklárskych peciach. Sklárske pece:

1.vaňové sklárske pece
2.panvové sklárske pece

-staršie sklárske pece sú vykurované generátovým plynom
-modernejšie sklárske pece sú vykurované elektrickou energiou
-výkonnejšie sú vaňové sklárske pece dĺžka až 30 m, šírku 6 m, v takýchto vaňových peciach za 24 h sa spracuje až 200 t skloviny
-sklársky kmeň SiO2 + CaCO3 + Na2CO3
-sklárske suroviny musia byť dokonale čisté a suché
-vlhkosť povolená 4 – 5%
-pred vstupom do sklárskej pece sa musia riadne premiešať, pri výrobe bežných skiel suroviny sa miešajú v bubnovom miešadle
-pri výrobe špeciálnych skiel sa suroviny miešajú ručne
-teplota v sklárskych peciach je od 1000 – 1500°C
-ak sa vyrába kremenné sklo teplota je 1700°C
-kremenné sklo sa používa na výrobu špeciálnych teplomerov
-sklovina sa nechá vychladnúť na určitú teplotu a potom sa ďalej spracováva

Vyrábajú sa – ručne, strojovo:

Ručne- vyrábajú sa fúkaním pomocou sklárskej píšťaly – oceľová rúrka 90 – 120 cm dlhá na jednom konci je rozšírená na druhom konci sa nachádza mosadzný náustok a drevená rukoväť.
Fúkaním- sa vyrába umelecké sklo a prevažná časť kalíškoviny, obalové sklo sa vyrába na plnoautomatizovaných linkách
Strojovo- sa sklovine spracováva lisovaním alebo ťahaním
Lisovaním- sa vyrábajú hrubostenné masívne predmety
Ťahaním- sa vyrába tabuľové sklo a sklenené rúrky, farbenie skloviny sa robí oxidmi kovov, ktoré sa pridávajú priamo ku sklárskemu kmeňu do sklárskej pece
CoO - modro
FeO – oxid železnatý – zeleno
Fe2O2 – žlto – hnedo
CuO – tyrkysová
Cu, Au - červená

Zušľachťovanie sklárskych výrobkov

Sklo sa zušľachťuje 3 spôsobmi:

1.brúsením
2.leštením
3.maľovaním

1. brúsením - sklo sa brúsi ručne na brúsnych kotúčoch
2. leštením- sklo sa leští na kotúčoch s mäkkou podložkou pomocou práškov na leštenie
3. maľovaním- sa používajú špeciálne farby sú to sýto zafarbené sklá rozdrví sa to na jemný prášok, olej, terpen, terpentýn – tieto farby sa vypaľujú v elektrických peciach pri teplote okolo 800°C.

Druhy sklárskych výrobkov

Podľa použitia sa sklárske výrobky rozdeľujú:

1.Technické sklo
2.Úžitkové sklo
3.Dekoratívne sklo

Technické sklo

Do skupiny technického skla sa zaraďujú výrobky používané v stavebníctve, v optike, v laboratóriách, elektrotechnické sklo, osvetľovacie sklo.
Stavebné sklo- tabuľové sklo, sklené tehly, sklené mozaikové obkladačky, tabuľové sklo môže mať kvôli bezpečnosti vlisovanú drôtenú vložku. Vrstvené sa používa v dopravných prostriedkoch.
Optické sklo- vybrúsené šošovky a hranoly
Laboratórne (chemické sklo)- sial, simax, je odolné voči chemikáliám, odoláva teplotným zmenám a má vysokú teplotu mäknutia skla
Elektrotechnické sklo- banky na žiarovky, žiarivkové trubice, televízna obrazovky
Osvetľovacie sklo

Úžitkové sklo

Musí spĺňať požiadavky účelnosti a tiež musí vyhovovať estetickým požiadavkám spotrebiteľa. Delíme ho:

1.stolové- poháre, štamperlíky, sklené tanieriky, misy
2.varné- čajníky, kávovary, termosky, varné misky, pekáče
3.obalové- sa používa na uskladňovanie kvapalných a pevných potravín – fľaše, zaváracie poháre zelené chránia pred slnkom
4.zrkadlá- rovinné – sklo zadná strana nanesená kúsok striebra
- guľové

Dekoratívne (ozdobné) sklo

-dekoratívne sklenené figúrky, vianočné ozdoby, kryštáléria → soľničky, vázičky, dózy
-bižutéria - sklené perly, korálky, sklené kamene s diamantovým výbrusom
-sklené vianočné ozdoby sa vyrábajú fúkaním s ľahko taviteľného skla môžu sa postriebrovať a maľovať

Keramika

Rozdelenie:

1.hrubá keramika- na technické účely – stavebná: tehly, krytina, kanalizačné rúry
2.jemná keramika- úžitkové a dekoratívne predmety

Rozdelenie podľa vlastností vypáleného črepu (!):

a)keramika s pórovitým črepom

- matný, prepúšťa kvapaliny a plyny. Plyny sa musia glazovať, aby neprepúšťali kvapalinu
- tehliarske výrobky, hrnčiarske výrobky, terakota, žiaruvzdorné výrobky, majolika a fajansa – ľudová keramika, pórovinové výrobky

Tehliarske výrobky – červený alebo žltý črep, priepustnosť 25%
Hrnčiarske výrobky – pórovitý črep s hnedou glazúrou
Terakota – má črep a farbu podobnú tehliarskym výrobkom, používa sa hlavne na okrasné účely ako záhradná keramika.
Žiaruvzdorné výrobky – odolávajú vyšším teplotám ako 1580°C, používajú sa na výmurovku rozličných druhov pecí: šamotové, dinasové a magnezitové tehly
Majolika – farebný črep a farebná glazúra
Fajansa – má biely črep, bielu glazúru
Pórovinové výrobky – biely črep a priesvitná glazúra

b)keramika s nepórovitým (celistvým) črepom

- celistvý, neprepúšťa kvapaliny a plyny: kamenina, porcelán

Kamenina – biely, alebo farebný črep (zdravotnícka alebo sanitná keramika)

Porcelán – biely črep, v tenkých vrstvách, je priesvitný, je tvrdší ako sklo a bežná oceľ.
- odoláva chemikáliám, odolný voči zmenám teploty
- základné suroviny na výrobu porcelánu: kaolín, živec, kremeň

Porcelán:

Tvrdý- obsahuje 50% kaolínu, 25% kremeň, 25 % živec – Karlovarský porcelán
Mäkký- menej ako 40 % kaolínu

Keramické suroviny

1. plastické zeminy- hliny, íly, kaolín
2. ostrivá- kremeň, živec, piesok

Plastické zeminy – vyskytujú sa v prírode, v rozličných stupňoch znečistenia, najvzácnejšia zemina je kaolín
V prírode sa ťažia aj iné plastické zeminy: tehliarske, hrnčiarske, pórovinové, kameninové, žiaruvzdorné hliny.
Plastické zeminy, ktoré sa používajú na výrobu keramiky s bielym črepom nesmú obsahovať zlúčeniny železa, ktoré by sfarbovali črep do červena.
Keramická masa → plastické zeminy + ostrivá + H2O → spracúva sa buď ručne (na hrnčiarskom kruhu), alebo strojovo.U

Keramické výrobky sa môžu vypalovať 1 – 2 – 3 krát

1-krát – tehly, krytina (surový črep), nemaľujú sa ani neglancujú
2-krát – ktoré sa glancujú
3-krát – aj glancujú aj maľujú

Vypaľovanie prebieha v rozličných typoch pecí:
- tunelové pece – najmodernejšie s plynovým, alebo elektrickým vykurovaním.

Druhy keramických výrobkov

1.Technická keramika

Stavebná keramika, žiaruvzdorné stavivá, zdravotnícka (sanitná) keramika, elektrotechnická, chemická keramika.
Stavebná keramika – duté a plné tehly, krytina, obkladačky, dlaždice, kanalizačné rúry
Žiaruvzdorné stavivá – odolné voči zmenám teploty, odolné voči deformácii, chemickú odolnosť, dobrú tepelnú vodivosť. Pri skladovaní je potrebné dbať na to, aby sa tehly nepomiešali. Prepravovať sa musia v uzavretých dopravných prostriedkoch čím sa chránia pred poveternostnými vplyvmi.
Zdravotnícka (sanitná) keramika – umývadlá, vane, výlevky, WC misy
Elektrotechnická keramika – vyrába sa z technického porcelánu napr. poistky, rôzne porcelánové vypínače
Chemická keramika – nádrže, reakčné veže → z kameniny laboratórne náradie

2.Úžitková keramika

- k úžitkovej keramike patria úžitkové predmety, ktoré sa používajú na bežné stolovanie
- stolový riad sa vyrába s porcelánu alebo s póroviny
- porcelánový riad môže byť: hrubostenný, alebo tenkostenný, odoláva zmenám teploty, je tvrdý, lesklý pevný a odolný voči kyselinám a zásadám, s ktorými prichádza do styku
- pórovinový riad je lacnejší, pórovina sa vypaľuje pri nižších teplotách ako porcelán
- k úžitkovým keramickým výrobkom sa zaraďujú varné keramické výrobky → musia sa zahrievať a ochladzovať postupne
- otvorený plameň treba tlmiť liatinovou platničkou alebo azbestovou sitkou
- kameninové sudy na kapustu, kvetináče a rôzne keramické hrnce

3.Dekoratívna keramika

Figurálna keramika rôzne sošky, ozdobná keramika, polo úžitkového charakteru → svietniky, vázy, popolníky, porcelán, majolika, jajansa

Chyby keramiky

Nastávajú pri nesprávnom zložení surovín, pri tvarovaní, pri sušení, pri glazovaní, pri vypaľovaní, pri zušľachťovaní.

Najbežnejšie chyby:

1. zrnká (šamot, alebo piesok) – zrnká môžu byť zaglazované, alebo nezaglazované
2. pokrivenie – porušenie tvaru výrobkov na tanieroch, šálkach, podšálkach
3. zadymenie glazúry – matný nádych, ktorý je spôsobený dymom pri vypaľovani
4. trhliny v črepe
5. mechanické porušenie glazúry