Форум

А разве стекло не имеет "привычки" сжиматься по радиусу при вытягивании в длину? АКОС и доменная печь, кстати, имеют донные фурмы. Это такие пористые вставки в футеровке, поры в которых слишком малы, чтоб в них даже под давлением просачивался расплав. То есть заведомо меньше фильер для вязкого стекла. Туда по-настоящему жидкие сталь и чугун не протекают, единственное, для чего диаметр пор достаточен, - это газ. Современные фильеры не так уж и показательны, там ещё извращаются на тему стабильного диаметра, чтоб волокно не слишком быстро утолщалось по мере эксплуатационного износа фильер. Для вафли стойкость фильер не на столько критична, можно просто вытянуть, на сколько хватит, а потом останавливаться на ремонт. Дорого? Ну это если большую печку останавливать и всю футеровку перебирать. А если стекло давно сварено и переплавляется в небольшом объёме для того, чтоб сразу тянуть? Если надо во что бы то ни стало сделать хоть вундервафлю, но в виде стеклоткани, то сойдёт.

Практическая часть:

Диаметр отверстий фильеры 0.8-3мм

Фильера испытывает истирающие нагрузки и стекло расстворяет футеровку печи, поэтому фильеру стоит делать из металла, не кирпичей. Либо использовать камни с очень высокой температурой плавления.

Чтобы понизить температуру плавления стекла можно использовать: B2O3, BaO, Na2O, K2O, Li2O, Fe2O3, MnO и PbO.

Чтобы повысить температуру плавления стекла нужно увеличить концентрацию этих оксидов: Al2O3, CaO, MgO, SiO, ZrO2, TiO2.

Меньше волокно - тем прочнее. С резким охлаждением (вытягивание и обдувание воздухом\ разбрызгивание воды) волокна достигают 2 гпа при толщине около 10мкм, но при постоянном охлаждении(например многоступенчатом) та же прочность достигается уже при 50мкм. Диаметры менее 5 мкм не дают особого роста прочности. Диаметры более 100 мкм резко теряют в прочности.

Типичные скорости вытягивания из рассплава сегодня 20-50 м\с, что можно обеспечить большим колесом и в древности или просто тянуть медленнее

На воздухе свежее стекловолокно после вытяжки имеет микротрещинки от трения о механизмы, куда попадает влага и начинает разрушать эти трещинки. Чтобы избежать этого волокна смазывают маслом, чтоюы заполнить трещинки и остановить разрушение. Это позволяет не потерять значительную часть прочности.

Для избавления от пузырьков воздуха можно использовать метод стеклянных шариков - двухстадийная плавка. В первой плавке стекло варят чтобы обеспечить отсутствие воздуха и примесей, потом получившиеся шарики перебирают и лучшие отправляют на вторую плавку, где дополнительного газа выделения из компонентов рассплава будет уже меньше. Сегодня этот метод не применяется потому что сырье хорошее.

Использование:

Стекловолокно весит в 20 раз меньше кирпича и имеет в 40 раз меньшую теплопроводность, поэтому одно из главных применений может быть именно теплоизоляция следущих печей, для слоев, как пример с температурами до 600 *С для бутылочного стекла. По мере улучшения печи варить более жаростойкое стекло. Так же можно теплоизолировать все, где применяется уголь при отоплении, потом и все остальное. Это даст большой бонус к энергетике всей страны.

Стекловолокно возможно наиболее важное изобретение, сравнить можно с электричеством. Мы начали его производить только полвека назад, и мало используем его. Но в теории цена стекловолокна(особенно плохого, натриевого) может опуститься примерно до уровня бетона, ведь температуры и материалы похожи.

Стекловолокно может заменить клеи. За счет прочности в 2 гпа, только современные клеи могут сравнится. Как пример, дерево и пва - шов имеет прочность 2 мпа и требует около 1мм толщины. Стекловолокно при той же массе и прочности соединения, сможет пройти 370мм, что достаточно чтобы обхватить две доски (перевязать). Шлифовка досок может сократить слой клея до 0.2мм, но требует много работы.

Стекловолокно может заменить все веревки, канаты, цепи. тросы из растительных волокон имеют расчетную прочность в 1 мпа. Стекловолокно можно использовать на 1 гпа. Выигрыш в массе в триста раз. При том, что стекловолокно не гниет, нужно реже менять(особенно на кораблях), и в те же триста раз меньше работы на изготовление, считая что работа пропорциональна массе материалов.

С расспространением хорошего бетона мы получили готическую архитектуру, тип строений где нагрузка расчитана на сжатие. Прочность бетона на сжатие порядка 30 Мпа. Если человечество откроет стекловолокно раньше готической эпохи и по сравнимой за единицу прочности цене, то мы можем получить совершенно инопланетную архитектуру к сегодняшнему моменту, где расчет нагрузок будет в основном на растяжение. Нечто вроде паутины, но в виде строений.

мембраны - со всем сказанным выше для строительства такая цивилизация будет применять дерево на сжатие(40 мпа), обвязку вместо клея, канаты на растяжение, потому что это все будет дешевле других вариантов. В особо богатых домах могут применятся поверхности сделанные целиком из стекловолокна. Хороших клеев найти вряд ли получится, но это можно решить уменьшив сечение волокон. Предположим лучший клей дает всего 0.1 мпа, а стекловолокно 1 гпа. Для полной нагрузки стекловолокна в 50 мкм толщиной нужно иметь лишь 160мм участок с клеем. Т.е. волокна длиннее 320мм можно использовать с той же прочностью как и бесконечно длинные. Уменьшая сечение волокон мы можем уменьшить требуемый слой клея, для 10 мкм хватит уже всего 32 мм "нахлест", чтобы волокна были как цельные. Это же работает и для толщины, из более тонких волокон проще сделать прочную мембрану, даже с плохим клеем. Мембраны можно поддерживать натяжением или давлением воздуха (толстые мембраны просто сделать воздухонепроницаемыми). Эта технология позволит сократить массу строений раз в десять. Это же путь к дирижаблям и броне.

Ружья и пушки со стволами из так-себе металла обмотанные стеклонитью для прочности (она прочнее стали в 3 раза и одновременно легче в 3 раза)

Ткани - стекловолокно на ощупь похоже на шелк. Но прочнее, не гниет, не горит, значительно дешевле. Соответственно из нее можно изготовить все где используется ткань, от парусов до штанов. Введение ткацкого станка при наличии материала в тысячу раз более прочного чем природные (дешевые) волокна было бы весьма полезно.

Канатная дорога. Сейчас в мире используют обычные асфальтовые\бетонные дороги, массой в тонну на каждый метр (на полосу). Сотню кг на метр на полосу для дороги из булыжников. Канатная дорога позволяет обустроить транспорт с затратами в единицы-десятки кг на метр, в основном на вышки для удержания тросса. дорога из булыжников позволяет скорости в 20 км\ч в основном из-за погрешностей поверхности в сантиметры, а канатная дорога даже с древними технологиями позволит мягкие путешествия со скоростями ограниченными аэодинамикой, с поверхностью с погрешностями в микрометры. Для сравнения, канат из стекловолокна в 1 кг\м (около 50мм диаметром) выдержит нагрузку в 100 тонн. Даже с учетом потери 90% прочности на обеспечение натяжения для малого провисания эта технология даст весьма заманчивый вариант "самолетов" в древности.

химия - сепараторы ячеек. Применялся асбест потому что остальное не выдерживало агрессивную химию. Стекловолокно может быть лучше, или хотя бы более доступно. Так же за счет малых размеров стекловолокно один из лучших вариантов для нанесения катализаторов, особенно тех что должны работать в пламени, где металлы терять жалко.

Готовка еды - выпекание хлеба в кульке из стеклоткани, которая дешевле металлической утвари. Дороже глиняных горшков, но может иметь свое применение. Например корка со всех сторон! И не заляпан сажей и золой. И можно подвесить сотнями в большой печи с потолка.

Механический привод тяни-толкай - применялся много где, но фотки есть с применения в америке на насосах которые качали нефть. Основная идея в том, что потребителей мощности много, но делать много движителей дорого. Поэтому активно применялась схема с 1 движителем и десятками потребителей к которым мощность подводилась через длинную деревянную рейку пропущенную через множество упоров чтобы не упала. Стеклоткань не способна (в этом случае) передавать нагрузку на сжатие, но в плане растяжения она идеальна - растяжение стеклоткани весьма мало и сравнимо с деревом, но стеклоткань в данном применении будет в примерно 50 раз легче для сравнимой жесткости. 2 каната смогут компенсировать невозможность передавать нагрузку на сжатие. Из-за значительно меньшей массы нужно будет намного меньше упоров. И меньше рабочих чтобы переставлять канаты и упоры. Такое вот "электричество" древности.

Ремни приводов механизмов - огромная прочность позволит уменьшить потери на истирание. Кожа имеет прочность всего в 20 Мпа.

Трубы - возможно пропитка малых волокон стекловолокна битумом, который был доступен почти везде, будет достаточна чтобы удерживать воду при перепадах высот. Так же битум - слабый яд, который не дает бактериям размножаться, но не сильно влияет на людей. В любом случае для водопровода это лучше, чем свинцовые трубы римлян. Если битум не будет выдавливаться между волокон, то открываются весьма приятные преспективы гидроэнергетики без затопления обычно плодородных земель вокруг реки. Проложить трубу с высокой части ручья к потребителю у холма - и получить давление за весь перепад высот.

Электроника\электрика - изоляция проводов, обкладки конденсаторов, изоляция обогревателей, основа платы, укрепление проводов на столбах, медь имеет лишь 200мпа, что позволит ставить в разы меньше столбов.

Предел мечтаний, мега проект: битум, стеклоткань, стекловата, медная фольга. Из стеклоткани и битума собираем тор, надуваем его, обкладываем стекловатой чтобы битум не плавился от солнца, в центральной части приклеиваем кусок ткани снизу и сверху, откачиваем воздух из центральной части, обклеиваем центральную часть сверху фольгой. Это даст форму похожую на параболу - катенари. В определенных условиях она мало отличается от параболы. Так как тор относительно легкий, мы можем его поворачивать целиком для слежения по солнцу. В фокусе эта конструкция может давать достаточную температуру для плавки новых партий стекла, даже без утепления. Кривизна зеркала определяется давлением в центральной части. 100кв м зеркало позволит сэкномить 25 тон дров в год даже в Лондоне. Потратив 24 кг меди на 30мкм фольгу, 400кг на стекловолокно, 200 кг на битум, миллиметровый слой. Тор подвесить в воздухе с опорой на башни или деревья и следить за солнцем выбирая\отпуская канаты.

В итоге: эта технология одна из самых новых и одновременно может быть применена в далеком прошлом. Мы к ней не привыкли, но если бы она была бы доступна раньше, она бы изменила мир больше, чем любая другая технология. Не просто позволила бы ускорить развитие, а именно направить цивилизацию по совершенно другому пути.

Что бы вы не хотели улучшить, ружья, корабли, дирижабли, дороги, станки, стирлинги, штаны, химию, готовка еды - или тысячи других вариантов, почти везде стекловолокно ускорит ваш прогресс во много раз.

Есть технологии которые решают одну задачу, но так что прямо ах!, а есть скучные технологии, но без которых любое начинание будет намного сложнее, и стекловолокно - из последних.

Если все написанное выше тянет на статью - можно позвать администратора, чтобы опубликовал, я бы был рад почитать всю критику и просто новую информацию о стекловолокне

За кольчугу не скажу. Режется стеклоткань отвратительно. Пока обтянули прицеп - руки стерли ножницами. Ножницы были 2-х видов: здоровенные портняжные и для стрижки овец - мечта Джека Потрошителя. Секатор для кустарника не подошел. Хруст стоял, как от резки проволоки. Т.е. к режущему воздействию стеклоткань устойчива. Ножиком пилить ее можно долго и без видимого результата. Для люверсов ковыряли отверстия. Процедура не быстрая. Но тут все зависит от плотности ткани.

Минеральное волокно в целом хороший конструкционный материал, а кремниевые нанотрубки не сильно уступают углеродным. Но даже по нынешним временам это слишком технологично, а уж попаданцу они абсолютно не по силам.

О, только написал о нём в луках - а оно тут )).

Важный момент - забудьте о фильерах для попаданца. Просто кусок плохого стекла, горелка и педальное колесо для вытягивания и намотки.

Если есть бура - имеем боросиликатное стекло, вполне низкоплавкое. Иначе - придется двухступенчатую горелку мастрячить, с горячим поддувом.
Связующее - я бы поставил на рыбий клей...

Жидкое стекло нифига не востребованный для попаданца продукт - как уже не раз обсуждали. )

1. Сделать его относительно сложно - промышленное автоклавирование, это и для 19 века хай-тех изрядный. Не считая производства щёлочи, логистики угля и диатомита (с песком геморрой удваивается).

2. Как клей оно полное дерьмо. Даже как канцелярский. Разве что для узкой ниши херовых но термостойких - печки какие-нить хитрые но мелкие ремонтировать, пропитывая асбест... Но городить для этого отдельное производство попаданцу?..

3. Как сырьё для силикона - это для попаданца-то? По мне так лютый бред, либо задачу и техпроцесс в студию! 🙂

4. Как связующее для стеклопластика - дерьмо тоже. Хрупкое, непрочное и будет разрушать волокна. Результат будет - в лучшем случае тот же кусок стекла, только ещё и неводостойкий и непрозрачный.

Ну допустим, попаданец с парой помошников влез в долги под залог яиц, закупил оборудование и сырьё, и сварил таки года за два эту тонну. Живя на подножном корму. Дальше может варить по тонне в год, но кредиторы щёлкают ножницами, и подножный корм повыеден напрочь.

Что он с этой тонной будет делать дальше, и как она его сделает счастливее? ))

Серьёзно, хотя бы теоретически, века до 18го - кому и зачем? По цене десятка человеко-лет высококвалифицированного труда и ещё пары десятков низкоквалифицированного...