Стекло закаленное прочность: Закаленные стекла — прочность, надежность, безопасность твоего жилища

Закаленные стекла — прочность, надежность, безопасность твоего жилища

Стекло давно вошло в число самых популярных строительных материалов. Причиной послужили его уникальные свойства — прозрачность, простота изготовления, широкое распространение исходных материалов.

Единственным недостатком простого стекла, ограничивающим область его применения, является хрупкость и слабая прочность. В результате многолетних поисков было найдено решение этой проблемы — закаленные стекла, обладающие набором принципиально новых свойств.

• Свойства закаленного стекла
• Зависимость коэффициента пропускания от толщины стекла
• Где применяются закаленные стекла
• Как делают закаленные стекла

Свойства закаленного стекла

• Стойкость к большим перепадам температуры;
• Стойкость к ударам и статическим нагрузкам;
• Безопасность;
• Высокая прозрачность.

Стекло сохраняет свои характеристики при воздействии низкой и высокой температуры, стойко к температурным перепадам (до 250 градусов). Это позволяет применять такое стекло при изготовлении пожаробезопасных перегородок и дверей, в качестве наружных стен зданий и сооружений.

По стойкости к ударным нагрузкам закаленные стекла превосходят обычные в 5 раз. По пределу прочности на растяжение и изгиб — в 6-10 раз, сравниваясь по этим характеристикам со сталью.

Таблица 1. Показатели ударной и статической прочности стекла обычного, закаленного и стали.

	Ударная прочность, МПа	Устойчивость к изгибанию, МПа	Устойчивость к растяжению, МПа
Стекло обычное	4-7	18-20	47-52
Стекло закаленное	29-33	190-210	280-310
Сталь	180-220	180-220	180-220

Безопасность закаленного стекла является следствием внутренних напряжений, возникающих при быстром охлаждении. Кроме повышения прочности, это является причиной того, что разрушаясь, стекло превращается в кучку мелких округлых осколков. Их площадь не превышает 3см² , углы скола меньше сорока пяти градусов. Такие осколки не представляют никакой опасности для человека. В худшем случае они могут только поцарапать.

Рисунок 1. Разрушенные обычные и закаленные стекла.

По степени прозрачности каленое стекло не уступает обычному, и может заменить его везде, где требуется высокая прочность и безопасность.

Зависимость коэффициента пропускания от толщины стекла

Толщина стекла, см	1,9	1,0	0,8	0,7	0,5	0,1
Коэффициент пропускания света	0,73	0,81	0,83	0,86	0,88	0,9

Где применяются закаленные стекла

Уникальные свойства каленого стекла позволяют применять его в строительстве везде, где необходима прозрачность конструкции, безопасность, прочность и термостойкость:

• Стеклянные перегородки и двери в промышленных и офисных зданиях, жилых помещениях;
• Стеклянные фасады;
• Огне и пожаростойкие двери, перегородки, экраны;
• Перила лестниц;
• Стеклянные полы и лестницы;

Как делают закаленные стекла

Простое стекло нагревают до температуры 640-700⁰С и немедленно охлаждают. В результате неравномерного охлаждения в стекле появляются зоны напряженности, увеличивающие сопротивляемость материала внешним статическим и ударным нагрузкам. Если они превышаются, стекло мгновенно превращается в кучку небольших осколков. Это свойство каленого стекла не дает производить его обработку после закалки. Операции резки и высверливания нужно проделывать заранее.

Рейтинг

Статейный каталог

Современные стеклянные конструкции

Рассчитайте стоимость онлайн

За 11 шагов

Рассчитайте стоимость стеклянных конструкций за 11 шагов онлайн

• Стеклянные перегородки
• Стеклянные двери
• Стеклянные ограждения и перила
• Душевые кабины
• Зеркала

Начать расчет

Закаленное стекло

Главная причина, по которой большинство производителей стеклянных конструкций выбирают закаленное стекло, – это такие его свойства, как прочность и безопасность. Именно эти функции сделали закаленное стекло популярным среди архитекторов и обычных потребителей. Главное свойство закаленного стекла – это то, что разбиваясь, оно не разлетается на режущие осколки.

Читайте, как разбивается стекло.

Наша компания устанавливает стеклянные конструкции исключительно из каленого стекла высокого качества.

Закаленное стекло в 4-5 раз прочнее, чем обычное отожженное стекло такой же толщины, оно более устойчиво к тепловому воздействию и при ударе распадается на мелкие шарики, чем обеспечивает большую безопасность. Именно по причине своей практичности и прочности такой тип стекла становится материалом для изготовления стеклянных ограждений и дверей.

Закаливание стекла – это довольно простой процесс, который требует внимательного и строгого контроля. Стекло нагревается при температуре от 630° до 650°С в печи, а потом охлаждается до комнатной температуры с помощью воздушных компрессоров.

Вырезанные нужного размера стекла заправляются в печь, где они двигаются назад и вперед, пока не достигнут нужной температуры (?620°-650°С). Затем они охлаждаются в секции быстрого охлаждения.

Закаленное стекло настолько прочное благодаря растягиванию и сжатию внутри во время охлаждения. Когда горячее стекло резко охлаждается, его поверхности охлаждаются быстрее, чем внутренняя часть, и при этом возникают зоны напряжения. Они распределяются в материале неравномерно.

На внешней поверхности стекла возникает  сжимающееся напряжение, в то время как на внутренней его части – растягивающее напряжение. Для устранения такого эффекта производится дополнительная тепловая обработка. Такой процесс называется

отжигом и он обязателен в процессе производства закаленного стекла. В результате перераспределения напряжений внутри стекла у термически закаленного стекла появляются новые качества.

Хотя процесс изготовления закаленного стекла на первый взгляд кажется простым, он достаточно трудоемкий, и требует надлежащего надзора и контроля, чтобы предотвратить нежелательную деформацию стекла, такую как: оптические искажения, следы от роллеров, волны и изгибы, фрагментация или даже спонтанная поломка.

Оптические искажения – это дефект качества стекла. Такое изменение может произойти во время нагревания стекла при использовании не той температуры, неравномерного распределения температур по поверхности листа стекла. Чуть заметные следы от роликов могут появиться вследствие закаливания стекла при температуре, близкой к его точке размягчения.

И хотя почти всегда закаленное стекло сопровождается оптическими искажениями, стоит заметить, что такое их количество в современной архитектуре неоправданно и  непростительно. Конечно, незначительные искажения могут присутствовать, но они должны быть незаметными для человеческого зрения и уж точно не бросающимися в глаза.

Избежать нежелательных оптических искажений возможно еще в процессе изготовлении стекла. Для этого  нужно поправить роллеры, выставить правильную температуру,  распределить температуру в печи равномерно вдоль всего стекла, следить за процессом изготовления и, если замечаются оптические изменения, предпринять соответствующие меры. Бывает так, что сразу подобный дефект незаметен, но он становится явным только при попадании солнечного света и бликовании.

Новые технологии в изготовлении закаленного стекла состоят в применении более мощных, по сравнению с традиционно используемыми печами с радиационным нагревом, конвекционных печах. Нагревание в печах с радиационным нагревом, скорее всего, будет неравномерным, если нагрев будет осуществляться непосредственно на нагревательных элементах. Иногда из-за неправильной эксплуатации, температура в печах с радиационным нагревом распределяется неправильно, что вызывает изменения в качестве изделия и оптические искажения в частности.

Сравнивая эти два типа печей, можно назвать основные их характеристики:

– печь с радиационным нагревом:

• прямой нагрев проводится непосредственно через нагревающие  элементы;
• неравномерный нагрев, поскольку теплообмен нестабильный, температура может подниматься до 700°С;
• нагревание медленное, стекло находиться больше в размягченном состоянии;
• небольшой расход энергии.

– конвекционная печь:

• непрямой нагрев проводится посредством горячего воздуха и высокого давления;
• нагрев более равномерный;
• теплообмен улучшен, температура может подниматься до 660°С;
• нагревание происходит на 25% быстрее, и стекло меньше находится в размягченном состоянии;
• расходуется на 10% больше энергии по сравнению с печами с радиационным нагревом.

Что же касается еще одного возможного дефекта закаленного стекла, а именно пометок от роллеров, стоит в первую очередь заметить, что это довольно редкое явление для качественного продукта.

Он может быть вызван неправильным процессом изготовления – в частности неверной эксплуатацией роллеров. Фрагменты стекла могут оставаться на роллерах и царапать листы стекла следующей партии. Редкая чистка роллеров и их усиленная эксплуатация, когда с них стараются «выжать» больше, чем предусматривает их ресурс, тоже иногда становятся причиной возникновения царапин.

Волны и изгибы также считаются редким дефектом. Он возникает из-за того, что либо стекло изначально неровное, либо из-за неравномерного распределения температуры в печи, которое может быть волнообразным с температурной разницей в 20°С-40°С. Вследствие этого отдельные части стекла могут незначительно прогибаться.

Решением этой проблемы могут стать следующий шаг:

– увериться, что температура выставлена соответственно требований, а жар распределен равномерно по всему стеклу.

Также большую роль в качестве закаленного стекла играют края остекления. Как и на поверхностях стекла, на его краях тоже возникают напряжения, которые делают эти края прочнее. Но их прочность ослабевает при резком охлаждении, так как и нагрев на краях листа стекла значительно больше. Потому края закаленного стекла считаются самым слабым местом в таком остеклении и их сохранность играет большую роль. На качество граней остекления влияют уровень шлифовки и распределение температур в печи во время нагрева.

Углы граней тоже обязательно должны быть хорошо отшлифованы.
Узнать о качестве закаленного стекла можно судить по его осколкам.
Разбивание  закаленного стекла и есть главным его тестом на качество. Если осколки тупые, маленького и одинакового размера, значит, что качество стекла высокое. Так как тупые осколки – показатель защиты от порезов, равномерность и большое количество маленьких осколков свидетельствует о высоком уровне прочности. Поэтому для нашей компании закаленное стекло более приоритетное в использовании не только стеклянных дверей и различного рода ограждений, но и других стеклянных конструкций таких как: перегородки, козырьки, полы, потолки, душевые кабины, кухонные панели.

Еще одна часто возникающая проблема, влияющая на качество стекла, –  явные ожоги на поверхности стекла. Чаще всего такой дефект характерен для стекол с отражающей пленкой. Именно поэтому стекло разрезают после процедуры закаливания, чтобы избежать ожогов на пленке по краям остекления.

Закаленное стекло иногда ломается без какой-либо видимой причины. Виной тому могут быть микроскопические внутренние никель-сульфидные камешки.

Никель – сульфидные включения попадают в стекловарную шихту в процессе изготовления стекла вместе с сырьем, а в закаленном стекле являются причиной разрушения, вследствие созданных напряжений в процессе закалки. Таким образом, при нагревании эти шарики находятся в активном состоянии, а при охлаждении не успевают вернуться в свое обычное состояние. Поэтому после установки стекло может поломаться благодаря разным окружающим причинам таким, как колебание температур.

Но саморазрушение стекла – очень редкий случай, который соответствует лишь 2% из 100%. Так же предпринимаются меры, чтобы в будущем избежать такой проблемы: стекло охлаждают немного медленнее, таким образом позволяя никель-сульфидным камешкам вернуться в свое обычное неактивное состояние.

Вдобавок, чтобы предотвратить саморазрушение стекла после установки, производителями проводятся испытания на саморазрушение (Heat Soak Test),  которое имеет достаточно высокую стоимость.

В процессе этого теста, стекло загружают в печь термовыдержки, где его подвергают температуре до 280°С. 95% никель-сульфидных камешков становятся активными, разрушая стекло. То есть после проведения такого теста риск раскалывания закаленного стекла снижается на 95%.

Наша компания с радостью ответит на все ваши вопросы, возникшие при прочтении этой статьи и касающиеся использования закаленного стекла!

Вернуться на главную страницу.

 

 

 

Почему сильнее не всегда лучше

Стекло подвергают термообработке по двум причинам: во-первых, чтобы повысить его прочность, чтобы противостоять внешним нагрузкам, таким как ветровые и снеговые нагрузки, или термическим нагрузкам, вызванным солнечной энергией.

Во-вторых, закалить стекло, чтобы оно соответствовало требованиям безопасного остекления, определенным применимыми нормами или федеральными стандартами.

Ниже приводится дюжина быстрых советов о закаленном и термоупрочненном стекле, в том числе о том, почему самое прочное стекло не всегда является лучшим стеклом для данного применения.

1. Сначала изготовление. Из-за высоких внутренних напряжений, вызванных термическим упрочнением или закалкой стекла, все операции по изготовлению, включая резку, сверление отверстий, надрезы или обработку кромок, должны выполняться до термообработки стекла.

2. Определение термообработанного стекла. В Северной Америке стандартом для термообработанного стекла является стандартная спецификация ASTM C1048 для термоупрочненного и полностью закаленного стекла. Как правило, термообработанное стекло как минимум в два-четыре раза прочнее отожженного (необработанного) стекла.

3. Скорость охлаждения определяет прочность. Во время термообработки отожженные (необработанные) стеклолиты нагревают примерно до 1200 градусов по Фаренгейту, а затем «закаливают» на холодном воздухе. Быстро охлаждается, стекло закаляется. При более медленном охлаждении получается термоупрочненное стекло.

4. Закаленный прочнее. Закаленное стекло имеет минимальное поверхностное сжатие 10 000 фунтов на квадратный дюйм (psi) и минимальное сжатие краев 9 700 psi в соответствии со стандартом ASTM C1048. Это делает его примерно в четыре раза прочнее отожженного стекла. Термоупрочненное стекло имеет поверхностное сжатие от 3500 до 7500 фунтов на квадратный дюйм, что примерно в два раза выше, чем у отожженного стекла, без стандарта сжатия кромок.

5. Закаленное стекло является безопасным. При ударе полностью закаленное стекло разбивается на мелкие частицы, что снижает вероятность серьезных травм от разлетающихся осколков стекла. По этой причине строительные нормы и правила требуют безопасного остекления в определенных местах.

6. Сильнее, но и уязвимее. По иронии судьбы быстрое изменение температуры, придающее закаленному стеклу прочность на сжатие, также может привести к тому, что оно расколется, по-видимому, без предупреждения. В редких случаях в стекле могут присутствовать мельчайшие включения, в том числе сульфид никеля, которые могут расширяться при термообработке, затем останавливаться при охлаждении стекла и возобновлять рост, когда стекло подвергается воздействию высоких температур в процессе эксплуатации (например, при солнечная экспозиция здания). Этот «фазовый переход» может привести к разрушению закаленного стекла. Термоупрочненное стекло охлаждается медленнее; следовательно, включения не претерпевают фазового перехода, что практически исключает возможность самопроизвольного разрушения стекла.

7. Термоупрочненное стекло не является безопасным стеклом. Хотя термоупрочненное стекло может соответствовать требованиям по ветровым, снеговым и термическим нагрузкам, оно не считается безопасным остеклением. Термоупрочненное стекло не разбивается при разбивании, а раскалывается на более крупные и острые осколки, которые могут стать снарядами при торнадо, урагане, взрыве или пожаре.

8. Предотвращение выпадения. Поскольку термоупрочненное стекло не разбивается, оно имеет тенденцию оставаться в каркасной системе после повреждения, что делает его лучшим выбором для тех случаев, когда выпадение стекла является проблемой.

9. Ламинирование на рассмотрение. Многослойные промежуточные слои, необходимые для потолочного остекления, могут использоваться с отожженным, термоупрочненным или закаленным стеклом, чтобы объединить несколько преимуществ безопасности в единое решение для остекления, включая меньший риск самопроизвольного разрушения и выпадения стекла, а также повышенную устойчивость к ветровым нагрузкам. , снеговые нагрузки и термические нагрузки.

10. Искаженный вид. Термическая обработка может генерировать тонкие роликовые волны в стекле, которые более вероятны в закаленном стекле, чем в термоупрочненном стекле. Это может привести к тому, что термообработанное стекло будет искажать отраженное изображение, и эта проблема может усугубиться, если оно используется в стеклопакетах с многослойным стеклопакетом или ламинированным промежуточным слоем.

11. Качество кромки имеет решающее значение. Плохое качество кромки или повреждение кромки во время изготовления, доставки или установки повышает вероятность того, что стекло разобьется, что может свести на нет или свести на нет любые преимущества, связанные с термическим упрочнением или закалкой.

12. Сильнее не всегда лучше. Несмотря на то, что закаленное стекло является самым прочным, PPG рекомендует использовать его только в тех случаях, когда это требуется по нормам, в качестве безопасного остекления, а также для защиты от тепловых или ветровых нагрузок. Для других применений рекомендуется отожженное или термоупрочненное стекло, чтобы уменьшить искажения и риск выпадения осадков и самопроизвольного разрушения.

Что такое закаленное стекло?

Закаленное стекло, также известное как закаленное стекло, в процессе производства подвергается сильному нагреву и быстрому охлаждению. Оно намного прочнее и тверже обычного стекла.

Что такое отожженное стекло?

Отожженное стекло, также известное как стандартное стекло, подвергается термической обработке, а затем медленно охлаждается. Отожженное стекло является более мягким стеклом и обычно используется, когда стоимость важнее, чем прочность или безопасность.

Чтобы узнать больше о различиях между закаленным и термоупрочненным стеклом или найти наилучшие рекомендации для конкретного применения, посетите Учебный центр PPG ​​по стеклу на сайте www.educationcenter.ppg.com.

Калькулятор веса стекла | Стекло и зеркало Dulles

Допустимая весовая нагрузка для стеклянных полок зависит от толщины стекла, квадратных метров стекла, и пролет между опорами. Используйте Калькулятор веса стекла Dulles Glass and Mirror’s, чтобы рассчитать, сколько вес, который может выдержать ваша стеклянная полка.

Чтобы определить вес в фунтах*, просто введите тип стекла, размеры, толщину стекла и пролет** между опоры в калькулятор весовой нагрузки и нажмите «Рассчитать».

• * Расчеты весовой нагрузки являются приблизительными
• ** Пожалуйста, используйте вариант с ближайшим диапазоном для фактического диапазона вашего стекла

1. Выберите тип стекла

• Отожженное (стандартное) стекло Отожженное стекло — это стекло, которое было медленно охлаждено для облегчения внутренние напряжения, что снижает вероятность его разрушения при изменении температуры. Если отожженное стекло разбивается, оно образует большие осколки, которые могут поранить людей.

• Закаленное стекло Закаленное стекло — это один из двух видов безопасного стекла, которое регулярно используется в приложениях, в которых стандартное стекло может представлять потенциальную опасность. Закаленный стекло намного прочнее обычного стекла и не разбивается на острые осколки.

2. Введите размеры стекла

	дюймов	Доля дюйма
	Все размеры указаны в дюймах
Ширина	3456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119	01/161/83/161/45/163/87/161/29/165/811/163/413/167/815/16
Длина	345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879	01/161/83/161/45/163/87/161/29/165/811/163/413/167/815/16

3.

Выберите толщину стекла

• 3/16″

• 1/4″

• 3/8″

• 1/2″

• 5/8″

• 3/4″

• 1″

4.

Выберите пролет (расстояние) между опорами

• 1 фут

• 2 фута

• 3 фута

• 4 фута

• 5 футов

5. Нажмите кнопку «Рассчитать весовую нагрузку» ниже.

Эта стеклянная полка или столешница могут вместить примерно: фунтов.

---

Калькулятор веса стеклянной полки

Какой вес может выдержать стекло?

Независимо от того, покупаете ли вы стеклянные полки для шкафов или декоративных элементов, вам необходимо выбрать правильную толщину и систему поддержки стеклянных полок, ориентируясь на весовую нагрузку. Например, угловая стеклянная полка для душа не должна выдерживать такой большой вес, как стеклянная полка для стола или шкафа.

Допустимая нагрузка на стекло зависит от множества факторов, таких как толщина стекла, площадь стекла, а также расстояние между полочными кронштейнами или опорными системами.

Расстояние между полочными кронштейнами и весовая нагрузка

Меньшее расстояние между полочными кронштейнами не только позволяет полке выдерживать больший вес, но и более тонкое стекло может выдерживать такой же вес на более коротких кронштейнах для полок. Следовательно, чем длиннее полка и чем больше расстояние между опорными кронштейнами, тем меньше весовая нагрузка, которую может выдержать полка.

Толщина стекла и весовая нагрузка

Для более длинных полок выбирайте более толстое стекло, так как оно может выдержать больший вес. Толщина стекла от 3/8 до 5/8 может выдерживать более тяжелые предметы по сравнению со стеклом толщиной 1/4. Стеклянные полки толщиной 1/4 не должны иметь кронштейнов на расстоянии более 2-4 дюймов друг от друга. Чтобы помочь вашей полке выдерживать больший вес, подумайте о покупке дополнительного опорного кронштейна, чтобы разместить его посередине настенной полки.

Закаленное стекло и весовая нагрузка

Имейте в виду, что определенное стекло обладает большей прочностью. Закаленное стекло более прочное и в 4 раза прочнее обычного стекла. Более толстое стекло также прочнее, чем более тонкое стекло, и выдерживает больший вес.

Калькулятор нагрузки на стеклянную столешницу

Тремя основными факторами, определяющими весовую нагрузку на стеклянную столешницу, являются толщина стекла, площадь стекла и расстояние между несущими элементами (например, ножками стола).