Закаленное стекло — характеристики и значение
Закаленное стекло – это стекло, которое подвергается сильному нагреву до 700°С, а затем резкому охлаждению струями холодного воздуха при низкой температуре.Быстрый переход от горячего к холодному вызывает тепловой удар на поверхности стеклянных листов, вызывая состояние сжатия , улучшающее механическую прочность.
В случае разбития закаленное стекло не так опасно, как классическое, так как рассыпается на множество мельчайших осколков.
Его также называют безопасным стеклом из-за его большой механической прочности и свойства не представлять опасности для окружающих в случае поломки.
«Удача подобна стеклу: оно может как сиять, так и разбиваться». — Публий Сир
Закаленное стекло значение термина
Термин закаленное стекло относится к закалке , то есть к обработке, которой подвергаются стеклянные листы.
Стекло помещается на ролики, которые пропускают его через печь, предназначенную для этого конкретного процесса.
Этот термический процесс способен трансформировать классическое стекло, сначала подвергая его воздействию высокой температуры (около 640 градусов), а затем немедленно охлаждая. Фаза охлаждения происходит за счет различных воздушных струй, расположенных под разными углами. Внутренняя часть стекла со временем остывает, что приводит к сжатию к поверхности. В основном нижняя и верхняя поверхности затвердевают быстро, а сердце остается в тракции и медленно остывает.
Таким образом, стекло реагирует так, как если бы оно подвергалось поверхностному сжатию, повышая свою устойчивость к нагрузкам (таким как удары) или к новым изменениям температуры.
Обычное стекло — это материал, часто используемый в мебельном секторе из-за его пластичности.
Его получают из просеянного кварцевого песка, расплавленного при высоких температурах в стеклянной печи.
Когда классическое стекло треснет, оно рискует расколоться на крупные острые осколки. Для этого следует обращаться с подходящими профессиональными аксессуарами для стекла .
Вместо этого, как мы уже говорили, характеристики закаленного стекла позволяют ему разбиваться на множество мелких осколков с закругленными краями.
Закалка делает стекло более эластичным:
- сопротивляется разрушению примерно в 7 раз больше, чем классическое листовое стекло;
- выдерживает температуру до 250°С;
- механически сопротивляется ударам в 4 раза больше;
- имеет определенное сопротивление изгибающему давлению.
Однако у закаленного стекла есть недостаток: с ним нельзя работать повторно, так как оно рискует разбиться.
Применение закаленного стеклаВ чем польза закаленного стекла? Начнем сразу с того, что нас больше всего интересует в Windowo: он часто используется для окон, а также для больших окон и навесных стен .
При этом закаленное стекло должно соответствовать нормативным требованиям EN 12150: части 1 и 2.
Поскольку это прочный материал, его легко чистить и он очень податлив, его можно использовать для изготовления любых стеклянных конструкций. Как мы уже видели ранее, важно, чтобы он не подвергался дальнейшей обработке или штамповке после затвердевания, потому что он может сломаться.
Этот тип материала также используется для многих других вещей:
- перегородки внутри дома, способные пропускать много света;
- строительство душевых кабин, чтобы не усугублять бытовые аварии;
- для витрин благодаря высокой стойкости;
- внешнее строительство стеклянных зданий.
Ответ заключается в том, что его правильно называют закаленным стеклом , потому что оно подверглось процессу закалки (то есть термической обработке, улучшающей прочность и изгиб).
Неверное выражение «закаленное стекло» происходит от английского « tempered glass ». Если мы хотим пошутить над этим, мы можем помнить, что он не точится, как карандаш!
При желании в интернет-магазине Windowo вы можете купить лучшие стеклянные присоски по специальному предложению.
Закаленное стекло — когда и зачем его применять
В современном строительстве светопрозрачные конструкции занимают львиную долю фасадных площадей зданий и требования к надежности, безопасности и качеству остекления с каждым годом становятся все более жесткими. С ростом высотности зданий безопасность остекления становится очень актуальной, т.к. падение больших кусков стекла с верхних этажей при его случайном разрушении чревато очень серьезными последствиями для людей находящихся внизу. Поэтому, разрабатываются и появляются на рынке новые специальные виды стекол, имеющие повышенные характеристики по прочности и безопасности. Закаленное стекло, как раз и отвечает этим требованиям — оно обладает прочностью на изгиб и удар в 5-6 раз больше прочности обычного стекла, а также повышенной термической стойкостью.
Кроме этого, согласно действующему стандарту, оно разбивается на мелкие куски, которые менее опасны для окружающих с точки зрения возможных последствий. Требование стандарта качества закаленного стекла регламентирует: при контрольном разрушении острым молоточком массой 75 граммов закаленное стекло должно иметь не менее 40 осколков в квадрате размерами 50х50 мм или 160 осколков в квадрате 100х100 мм.
Закаленное стекло получают из различного листового стекла: неполированного, полированного, узорчатого стекла, подвергая его специальной термической обработке, благодаря чему его прочность при изгибе может достигать 250 МПа, значительно превышая характеристики обычного оконного стекла, а при испытании на удар его прочность также увеличивается в несколько раз. Так, закаленное стекло толщиной 4 мм выдерживает испытание «мягким телом» — падение мешка со свинцовой дробью массой 45 кг с высоты 1200 мм, тогда как обычное листовое стекло не выдерживает испытания уже при падении груза с высоты 300 мм.
Закаленное стекло подразделяется на четыре класса защиты — СМ1, СМ2, СМ3, СМ4. Чем выше класс защиты тем большей прочностью обладает стекло. Для примера, закаленное стекло толщиной 8 мм с классом защиты СМ4 выдерживает падение «мягкого тела» с высоты 2м и падение стального шарика массой 227 грамм с высоты 3 метра. Требования к закаленному стеклу регламентируются в России стандартом ГОСТ 30698-2000 «Стекло закаленное строительное. Технические условия». Важным моментом еще является тот факт, что оптические свойства стекла от закалки не страдают и все показатели: коэффициенты пропускания, поглощения и отражения остаются практически без изменения. Светопропускание прозрачного закаленного стекла составляет не менее 84 процентов.
Закалка стекла производится на специальных закалочных установках, где его сначала разогревают выше температуры размягчения, а затем быстро охлаждают в струях холодного воздуха. При резком охлаждении, в первую очередь, затвердевает поверхностный слой стекла, что приводит к тому, что при остывании внутренних слоев возникают остаточные напряжения сжатия, которые и обеспечивают стеклу новые качества: механическую прочность и термостойкость.
К недостаткам закаленного стекла надо отнести невозможность механической обработки. Закаленное стекло нельзя резать и сверлить, поэтому все необходимые вырезы, отверстия и обработку кромки проводят до процесса закалки. Работать с закаленным стеклом надо очень осторожно, т.к. уязвимым местом являются его кромки, которые при монтаже надо тщательно беречь от ударов и царапин. Перед закалкой на стекло можно наносить изображения при помощи техники шелкографии.
Закаленное стекло можно использовать в качестве заполнения почти во всех светопрозрачных конструкциях: при изготовлении алюминиевых дверей, пластиковых окон, входных групп, витрин, офисных перегородок, элементов фасадного остекления, зенитных фонарей, зимних садов, стеклянной мебели; исключение составляют легкосбрасываемые алюминиевые конструкции, в которых требуется установка простых стекол.
Как правило, закаленное стекло применяется там, где необходимо обеспечить надежную защиту людей от возможного травматизма при нештатных ситуациях, приводящих к разрушению остекления. Для ответственных объектов гражданского строительства рекомендовано применение закаленного стекла, как в качестве однослойного остекления, так и в составе многослойных светопрозрачных конструкций и стеклопакетов. Для частных застройщиков использование закаленного стекла можно рекомендовать при строительстве зимнего сада с большими проемами остекления, в особенности, если эксплуатационная безопасность является для них очень значимым фактором.
Закаленное стекло
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
При производстве листового стекла расплавленная смесь на основе диоксида кремния медленно охлаждается в тщательно контролируемых условиях. Эта процедура отжига удаляет нежелательные напряжения со стекла. Охлаждение происходит в печи для отжига; следовательно, стекло называют «отожженным» или «обычным» стеклом.
Отожженное стекло, которое было нагрето до температуры, близкой к температуре его точки размягчения, и подвергнуто быстрому охлаждению в тщательно контролируемых условиях, называется «термообработанным стеклом». Процесс термической обработки создает очень желательные условия индуцированного напряжения, что приводит к дополнительной прочности, устойчивости к тепловым нагрузкам и ударопрочности.
Термообработанное стекло классифицируется как полностью закаленное или термоупрочненное. Согласно Федеральной спецификации DD-G-1403B, полностью закаленное стекло должно иметь сжатие поверхности не менее 10 000 фунтов на квадратный дюйм или сжатие краев не менее 9 700 фунтов на квадратный дюйм. Теплостойкое стекло должно иметь сжатие поверхности от 3500 до 10 000 фунтов на квадратный дюйм или сжатие краев от 5500 до 9700 фунтов на квадратный дюйм. Характеристики разрушения термоупрочненного стекла широко варьируются от очень похожих на отожженное стекло при давлении около 3500 фунтов на квадратный дюйм до аналогичных характеристик полностью закаленного стекла при давлении 10000 фунтов на квадратный дюйм.
ПРИНЦИП ТЕРМООБРАБОТКИ
Стекло может треснуть, когда его поверхности или края подвергаются растяжению. В этих условиях характерные поверхностные или краевые трещины могут переходить в видимые трещины.
Основной принцип, используемый в процессе термообработки, заключается в создании начальных условий сжатия поверхности и кромок. Это условие достигается путем сначала нагревания стекла, а затем быстрого охлаждения поверхностей. Это оставляет центральную толщину стекла относительно горячей по сравнению с поверхностями. Когда центральная толщина затем охлаждается, она заставляет поверхности и края сжиматься. Давление ветра, удар снаряда, термические напряжения или другие приложенные нагрузки должны сначала преодолеть это сжатие, прежде чем возникнет какая-либо возможность разрушения.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
В процессе «термической обработки» ключевой процедурой является применение быстрой закалки воздухом сразу после извлечения горячего (около 1200°F) стекла из «закалочной печи».
Немедленное и продолжительное применение закалки на воздухе вызывает закалку. Поскольку поток воздуха направляется на горячее стекло от множества неподвижных, возвратно-поступательных или вращающихся струйных сопел, важно равномерно отводить тепло от обеих поверхностей (неравномерный отвод тепла может привести к искривлению или деформации) и поддерживать охлаждение достаточно долго, чтобы предотвратить повторный нагрев стекла. поверхности от еще горячего стеклянного ядра. Закаленное состояние становится стабильным, когда температура стекла снижается примерно до 400-600°F.
Существует два основных метода изготовления термообработанного стекла. В одном процессе стекло обрабатывается в горизонтальном положении, в то время как во втором методе стекло перемещается через печь в вертикальном положении, при этом каждый свет стекла удерживается металлическими щипцами.
ПРОЧНОСТЬ
Под воздействием ветра закаленное стекло примерно в четыре раза прочнее отожженного.
Он сопротивляется разрушению небольшими снарядами, летящими примерно в два раза быстрее, чем снаряды, разбивающие отожженное стекло. Закаленное стекло также способно выдерживать перепады температур (200–300 °F), которые могут привести к растрескиванию отожженного стекла.
| Отожженное стекло | Закаленное стекло | |||
Типичное разрушающее напряжение (большая легкая нагрузка 60 с) | 6000 фунтов на кв. дюйм | 24 000 фунтов на кв. дюйм | ||
Типичная скорость удара, вызывающая разрушение | 30 футов/сек | 60 футов/сек |
БЕЗОПАСНОСТЬ
Полностью закаленное стекло используется во многих областях благодаря своим характеристикам безопасности.
Безопасность обеспечивается прочностью и уникальной структурой изломов. Прочность, которая эффективно противостоит давлению и ударам ветра, обеспечивает безопасность во многих областях применения. Когда полностью закаленное стекло разбивается, оно распадается на мелкие относительно безвредные осколки. Это явление, называемое «нарезкой кубиками», заметно снижает вероятность травмирования людей, поскольку на нем нет зазубренных краев или острых осколков.
Полностью закаленное стекло является безопасным материалом для остекления, если оно изготовлено в соответствии с требованиями стандарта ANSI Z97.1 и федерального стандарта CPSC 16 CFR 1201. Федеральный стандарт CPSC 16 CFR 1201, а также государственные и местные нормы требуют безопасного остекления. где остекление может обоснованно подвергаться человеческому воздействию. Сюда входят двери, ванные и душевые кабины, боковые фонари и некоторые окна. Применимые строительные нормы и правила должны быть проверены на наличие конкретной информации и требований.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАКАЛЕННОГО СТЕКЛА
Полностью закаленное стекло традиционно используется вместо других стеклянных изделий в тех случаях, когда требуется повышенная прочность и сниженная вероятность травм в случае поломки. Строительная промышленность, автомобильная промышленность и некоторые отрасли промышленности считают закаленное стекло эффективным и экономичным в широком диапазоне применений.
Полностью закаленное стекло может удовлетворять требованиям федеральных, государственных и местных строительных норм и правил для безопасного остекления в таких областях, как двери, боковые фонари, ограждения для душа и ванны, а также внутренние перегородки. Он также используется в штормовых дверях, дверях внутреннего дворика, а также в балюстрадах эскалаторов и лестниц. В качестве продукта остекления используется в окнах и в зонах перемычек (для сопротивления ветровому давлению, ударам малых снарядов и термическим нагрузкам).
Специальные строительные приложения включают наклонное остекление, площадки для игры в ракетбол, световые люки (см. Ниже) и солнечные батареи. Любые условия или требования, установленные применимыми законами о безопасном остеклении и строительными нормами, ограничивающими такое специальное использование, должны быть определены до остекления.
Отечественная автомобильная промышленность использует закаленное стекло в качестве боковых и задних стекол в автомобилях, грузовиках и многоцелевых транспортных средствах. В обрабатывающей промышленности закаленное стекло используется в холодильниках, мебели, печах, стеллажах и каминных ширмах.
Закаленное стекло не следует использовать там, где строительные нормы и правила требуют армированного стекла для защиты от распространения огня. Закаленное стекло не следует использовать отдельно, если целью является обеспечение защиты от взлома или прохождения пули. Комбинации отожженного и закаленного стекла могут быть эффективными барьерами против взлома и ударов пуль, если они правильно спроектированы и изготовлены.
При использовании закаленного стекла в каминных экранах необходимо предусмотреть расширение и изоляцию краев.
ЗАКАЛЕННОЕ СТЕКЛО В НАКЛОННЫХ ОСТЕКЛЕНИЯХ И ФОНАРЯХ
Из-за высокой устойчивости к тепловым нагрузкам и малым ударным нагрузкам закаленное стекло используется в световых фонарях и наклонных окнах. В редких случаях, когда закаленное стекло в этих приложениях выходит из строя, оно может выйти из строя полностью из отверстия, отдельные осколки закаленного стекла относительно малы и безвредны. Некоторые из этих фрагментов могут свободно соединяться и падать таким образом. Такие осколки не имеют острых краев, обычно присущих битому стеклу, но могут иметь значительный вес. Некоторые строительные нормы и правила могут требовать использования экранов под мансардными окнами. Использование экранов также может быть продиктовано учетом риска поломки и связанных с этим последствий.
ОБРАЩЕНИЕ И УСТАНОВКА
За закаленным стеклом следует ухаживать так же, как за отожженным стеклом.
К сожалению, осведомленность о значительно улучшенной прочности закаленного стекла может ввести людей в заблуждение и заставить их обращаться с ним менее осторожно. Неосторожное обращение и неправильная установка иногда приводят к повреждению краев. Отсроченное разрушение может произойти, когда закаленное стекло с поврежденной кромкой подвергается умеренному термическому или механическому воздействию. Полное проникновение компрессионного слоя, вероятно, вызовет мгновенное полное разрушение закаленного стекла. Следовательно, закаленное стекло нельзя резать или модифицировать после термической обработки.
ДЕФЕКТЫ
Включения в стекле возникают из-за примесей в шихте или стеклобое, или в сочетании с печными заводами. Обычные формы включений включают глиноземистые камни, железные камни и кремний. Камни из сульфида никеля встречаются редко, это микроскопические дефекты в стекле, которые могут привести к поломке. Отсроченное разрушение может произойти, если рядом с центром толщины стекла находится камень из сульфида никеля.
Процесс закалки редко приводит к дефектам стекла. Основное стекло может содержать пузыри, вентиляционные отверстия, осколки и включения, которые, если они допущены или не выявлены при осмотре перед закалкой, могут вызвать разрушение при начальном нагреве или операциях окончательной закалки. Если включения не устраняются путем саморазрушения в процессе отпуска, в редких случаях они могут привести к выходу из строя в более поздние сроки.
ВНЕШНИЙ ВИД
Закаленное стекло обладает основными оптическими свойствами отожженного стекла. Состояние индуцированного напряжения иногда приводит к небольшому искривлению ламп из закаленного стекла. Закаленное стекло, изготовленное в вертикальной печи для закалки, имеет небольшие углубления на поверхности, напоминающие ямочки, вдоль одной кромки. Эти следы вызваны заостренными металлическими щипцами, которые поддерживают стекло во время его прохождения через духовку. Стекло, проходящее горизонтально через печь, может иметь очень слабую поверхностную волну, вызванную контактом с роликами.
Волнистость иногда можно обнаружить при просмотре отраженных изображений с большого расстояния. Наконец, сопла воздушного охлаждения выпускают воздух в фиксированном, возвратно-поступательном или вращательном движении. Область закалки воздухом можно увидеть через поляризованное стекло в виде массивов радужных пятен или линий. При некоторых условиях освещения эти узоры можно увидеть при обычном свете.
Производство и продажа закаленного стекла компанией Glaz Tech Industries
Компания Glaz-Tech, оснащенная самыми современными технологиями по термическому упрочнению или закалке стекла, обеспечила сокращение сроков выполнения заказов и получение качественной продукции как для коммерческих, так и для жилых помещений. Стекольщики, менеджеры проектов и архитекторы могут положиться на различные продукты из закаленного стекла, включая стандартное прозрачное стекло, низкоэмиссионное, узорчатое, тонированное и отражающее стекло. Независимо от того, ищете ли вы большой объем закаленных душевых кабин, закаленных окон, витрин или выбивных панелей, Glaz-Tech Industries предлагает инновационные решения, чтобы ваши проекты закалки оставались неизменными с качеством.
Области применения
- Подходит там, где требуется безопасное остекление.
- Двери: патио, входные, штормовые и боковые
- Окна: коммерческие/жилые
- Ванны и душевые уголки
- Мансардные окна, панели и поручни
- Витрины, витрины и перегородки
- Столешницы и противопожарные панели
Характеристики
- Приблизительно в пять раз прочнее отожженного стекла такой же толщины.
- Более высокая устойчивость к термическим нагрузкам, чем у термоупрочненного или отожженного стекла в стеклопакетах.
- Цветовые, химические и световые характеристики стекла остаются неизменными после термообработки.
Защитное стекло
Полностью закаленное стекло используется во многих областях благодаря своим характеристикам безопасности. Безопасность обеспечивается прочностью и уникальной структурой изломов.
Прочность, которая эффективно противостоит давлению и ударам ветра, обеспечивает безопасность во многих областях применения. Когда полностью закаленное стекло разбивается, оно распадается на мелкие относительно безвредные осколки. Это называется «нарезкой кубиками» и снижает вероятность травмирования людей, поскольку зазубренные края или острые осколки минимальны.
Производственные соображения
Стекло толщиной от 1/8” до 3/4” может быть закалено. Стекло толщиной от 1/8” до 1/4” обычно подвергается термоупрочнению. Все работы по обработке, такие как резка, обработка кромок и сверление, должны быть завершены до отпуска. Стекло нельзя резать или обрабатывать после процесса закалки.
Кромка
Закаленное стекло GTI может быть обработано в различных стилях, от относительно простых шлифованных или полированных кромок до более декоративных профилированных кромок. Другие виды кромки также могут быть доступны по запросу.
Отверстия и вырезы
Для закалки стекла с отверстиями размер отверстий должен быть такого же или большего, чем толщина стекла.
Минимальный диаметр для стекла 1/8 дюйма составляет 3/16 дюйма. С вопросами о других ламинированных материалах, касающихся отверстий, выемок и вырезов, обращайтесь к своему торговому представителю.
Общая информация
Некоторые характеристики закаленного стекла, такие как изгиб и деформация, деформация валиком и другие, присущи процессу закалки и не считаются дефектами. GTI постоянно совершенствует способы минимизации этих характеристик и соблюдения стандартов ASTM 1048 и 1036.
Диапазон толщины стекла
- 3 мм с допуском +0,2/-0,00 мм
- 4 мм
- 5–19 мм
Размер стекла
- Максимальный размер стекла: 2100 x 4200 мм (83 x 166)
- Минимальный размер стекла: 150 x 250 мм (6 x 10)
Стандарт ANSI Z97.1
Американский национальный стандарт для материалов для остекления, используемых в зданиях. Характеристики безопасности и методы испытаний.