Стекла характеристики – Энергосберегающее i-стекло, его особенности и характеристики. Технология изготовления i-стекла. Комплектующие для пластиковых окон.

Содержание

Стекло как строительный материал: виды и характеристики

Стекломатериалы широко применяются в строительстве. С годами требования к этому материалу значительно выросли, как и спрос на него. Каждый из нас видел и слышал много о стеклянных материалах. Казалось бы, на первый взгляд, как такой хрупкий материал смог завоевать такую популярность на современном рынке? Рассмотрим виды и применение данного строительного материала и узнаем, почему у него такая большая востребованность.

Виды стеклянных конструкций и их применение

Оконные – широко применяются в изготовлении пластиковых окон, витражей, балконов, светопрозрачных конструкций для зданий как жилых, так и промышленных. Обладают теплосберегающими свойствами, а также хорошей шумоизоляцией. Система обладает свойством пакетов, именуемая стеклопакетами.

Цветные – используются в декоративных целях, таких как: различные стеклянные вставки в дверях (матовые стекла), различные узоры для оформления интерьера и художественных фасадов.


Армированные – нужны для различных производственных перегородок в общественных и жилых зданиях. Этот вид имеет отличную светопропускающую способность, имея при этом высокую огнестойкость. Однако при этом механическая прочность не увеличивается, наоборот, частично понижается. Зато армированное стекло за счёт своей технической особенности изготовления – наличия сетки, при повреждении не позволяет разлетаться и выпадать.

Закаленные – это стекла механически твердые и термостойкие, которые получаются при нагревании стекла до высоких температур и резком охлаждении. Применение бывает совершенно разным, в зависимости от потребностей: изготовление межкомнатных дверей со стеклом, использование в жилых домах, офисах и т.д.

Многослойные – другими словами – это бронебойные стекла. Используются для защиты от взлома и краж, защиты от пуль и т.д. Структура – стекло снаружи и внутри, а посередине защитная пленка. Другое название такого вида стекла – триплекс. 

Солнцезащитные – это солнцеотражающие и теплопоглощающие стекла. Наиболее популярным является первый вариант, поскольку не нагревается так сильно как теплопоглощающие.

Характеристики стекла

• Прозрачность.

• Звуковая изоляция.

• Тепловая изоляция.

• Прочность.

• Эстетический вид.

В завершении нужно отметить, что стекло – универсальный материал, его применение в современном строительстве настолько велико, что, казалось бы, более альтернативного материала не найти.

Посмотрите видео «Строительные материалы. Физические свойства стекла»

 


        Поделиться:

Рекомендуем прочитать:

nastroike.com

Какой стеклопакет выбрать? Виды стекол: к-стекло, i-стекло.

главнаяокна ПВХ стеклопакеты

Основное заполнение составляющее большую часть окна – стеклопакет.

Стеклопакеты бывают однокамерными, двухкамерными и даже трехкамерными, и представляют собой герметично соединенные два или три стекла, а бывает и больше, образующие камеру (или камеры), заполненные осушенным воздухом или другим газом.

Пример наиболее распространенных стеклопакетов – однокамерный стеклопакет (4-16-4, т.е. стекло 4 мм – воздушная камера 16 мм – стекло 4 мм) и двухкамерный (4-10-4-10-4, соответственно: стекло 4 мм – воздушная камера 10 мм – стекло 4 мм – воздушная камера 10 мм – стекло 4 мм).

К стеклопакету, как к одному из составляющих окна, применяют два основных требования: проникновение света и удерживание тепла помещения.

Защита от потерь тепла через стеклопакет – не пустой разговор. Основные теплопотери в окне происходят именно через стеклопакет. Если посмотреть на большинство окон жилых помещений, то видно, что площадь стекла в несколько раз превышает площадь профиля (рамы), в котором установлен этот стеклопакет.

Существует популярное мнение: чем толще стеклопакет, тем он лучше и теплее. С одной стороны – да, трехкамерные стеклопакеты лучше сохраняют тепло. Однако, существует несколько «но»:

  • Через большее количество стекол хуже проникают солнечные лучи.
  • Дополнительное стекло только увеличивает нагрузку на петли, т.к. основная масса створки –это масса стекла.

Выход из данной ситуации – применение стеклопакетов с энергосберегающими стеклами (теплопакет): i-стекла и к-стекла.

Процесс производства i-стекла (с мягким покрытием) включает в себя напыление энергосберегающего слоя – серебра. За счет чего поверхность стекла становиться электропроводной, и электромагнитное излучение свыше определенной волновой длинны большей частью отражается от этой металлической поверхности.
Излучение в инфракрасном диапазоне (тепло) из помещения, проходя через такое стекло, не может выйти наружу и возвращается обратно. В то же время, коротковолновое солнечное тепловое излучение беспрепятственно пропускается.

Характеристики i-стекла.

  • максимальные энергосберегающие характеристики,
  • высокая светопроницаемость,
  • низкая светоотражающая способность,
  • уменьшение внутренней конденсации.

Стекло с мягким покрытием (i-стекло) используется только в стеклопакетах.
Процесс производства к-стекла (с твердым покрытием) отличается тем, что в отличие от напыления, оксиды металлов наносятся на горячие стекло.

Характеристики к-стекла.

Незначительно уступают i-стеклу, однако есть и преимущества:

  • твердое и долговечное покрытие,
  • может подвергаться последующей обработке (ламинирование, закаливание).

Стекло с твердым покрытием (к-стекло) может использоваться самостоятельно, там где установка стеклопакета не предусмотрена.

Применение теплосберегающих стекол позволяет сократить потери энергии примерно на 70%.

Дополнительные свойства стеклопакетов

  • солнцезащитные,
  • шумоизоляционные,
  • защитные,
  • безопасные.

Солнцезащитные стеклопакеты изготавливаются:

  • окрашиванием в массе стекол серого, голубого, зеленого и бронзового цвета,
  • нанесением оксидно-металлического покрытия с зеркальным отражением,
  • наклеиванием светозащитной пленки на поверхность стекла, обращенной внутрь стеклопакета.

Повышение шумоизоляции в стеклопакетах добиваются:

  • увеличением толщины стекла,
  • применением разных толщин стекол в одном стеклопакет, например: 6 мм – 3 мм – 4 мм,
  • применение пленки из поливинилбутирала (ПВБ) в триплексе,
  • применение широкой дистанционной рамки. Однако дистанционная рамка более 16 мм провоцирует возникновение конвекции, которая значительно снижает теплофизические свойства стеклопакета. Чтобы избежать этого, используют инертный газ Аргон, повышающий теплофизические свойства стеклопакета.

При изготовлении защитного стеклопакета применяется ламинированное стекло триплекс, стекло, сочетающее в себе два стекла и ПВБ слоя.

Для изготовления безопасного (безосколочного) стеклопакета используется закаленное стекло, которое в 4-5 раз прочнее обычного. При механическом воздействии, закаленное стекло бьется мелкой крошкой, что практически сводит к нулю вероятность получения травм.

ГОСТ 30698-2000 "Стекло закаленное строительное. Технические условия":

Стекло при разрушении не должно образовывать крупные (более 3 см2) осколки. Число осколков стекла при испытании на характер разрушения в квадрате 50x50 мм, должно быть:

  • от 15 до 400 при толщине стекла 3 мм;
  • от 20 до 400 " " " " 4-12 мм;
  • от 30 до 400 " " " " 15-25 мм.

Осколки не должны иметь заостренных концов; угол, образованный двумя смежными сторонами, не должен быть менее 45 , при этом длина осколков не должна превышать 75 мм, а число осколков длиной от 60 до 75 мм не должно превышать 5 шт.

www.br21.ru

виды и характеристики — Статьи — Стройка.ру

Стекло известно людям уже около 55 веков. Самые древние образцы обнаружены в Египте. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 году до нашей эры. Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад. А первое упоминание о русском стекольном заводе (он был построен под Москвой возле деревни Духанино) относится к 1634 году.

Несмотря на столь древнюю историю, массовый характер производство стекла приобрело лишь в конце прошлого столетия благодаря изобретению печи Сименса-Мартина и заводскому производству соды. А уж листовое стекло - вещь и вовсе современная. Технология его изготовления была разработана в нашем веке.

Проверка на выносливость.

Механическую прочность стекла характеризует твердость. Она же определяет его сопротивление деформации, которая непременно возникнет, если попытаться "внедрить" в стекло более твердое тело (камень, например). Любопытен практический метод определения микротвердости. В поверхность стекла вдавливается алмазная пирамидка при нагрузке вдавливания от 50 до 100 граммов.

Хрупкость стекла - это его возможность сопротивляться удару. При испытании на хрупкость на образец стекла сбрасывают эталонный стальной шар либо бьют его маятником. В обоих случаях прочность определяют работой, затраченной на разрушение образцов.

Режем...

Резку стекла выполняют алмазным или твердосплавким стеклорезом. Алмазный - тот, в оправу которого вставлено зерно алмаза таким образом, чтобы оно имело два угла - тупой и острый. Острый при резке должен двигаться вперед, тогда алмаз свободно скользит по стеклу, не задерживаясь на имеющихся на стекле неровностях. Если же вести алмаз тупым углом вперед, зерно быстро выпадет или сойдет в сторону со своего места. Чтобы при резке стекла не приходилось постоянно пользоваться транспортиром, замеряя угол наклона алмаза, на оправе стеклореза делают особую метку, которая при резке всегда должна быть обращена к линейке.

Но какой бы твердый не был алмаз, и он со временем тупится. Тогда приходится обращаться за помощью к ювелиру (или часовщику), чтобы он перевернул зерно на другую грань.

Твердосплавкий стеклорез обычно бывает трехроликовым. Ролики и есть режущая часть. Каждый из них рассчитан на резку 350 погонных метров стекла. После сильного затупления ролик точат на специальном бруске с алмазной пылью или электроточиле.
Различные фигуры из стекла можно вырезать самодельным "карандашом-стеклорезом", сделанным из древесного угля. Уголь растирают в ступке в мелкий порошок и замешивают его в гуммиарабике (вязкая прозрачная жидкость, выделяемая некоторыми видами акаций; растворяется в воде, образуя клейкий раствор). Полученное густое тесто раскатывают в крупные палочки и хорошо их просушивают.

Непосредственно перед резкой край стекла надпиливают трехгранным напильником. Затем зажигают карандаш с одного конца и касаются им надпиленного края стекла. Горячим кончиком карандаша ведут в нужном направлении. По образовавшимся трещинам стекло легко лопается.

Сверлим...

Стекла, как и люди, стареют - со временем увеличивается их хрупкость. Поэтому при работе со старыми стеклами их сначала надо промыть, просушить, протереть тряпкой, чуть смоченной скипидаром, и снова просушить, защитив от пыли.
Отверстия в стекле лучше всего делать с помощью ручной дрели, так как при работе электроинструментом стекло в месте сверления сильно нагревается.

Сверла используют в основном алмазные. Центр сверления намечают "крестиком" с помощью стеклореза. Роль смазки выполняет технический скипидар, в котором разведена канифоль. Первую каплю этого раствора наносят на "крестик", а затем постепенно добавляют уже при сверлении, так чтобы углубление всегда было заполнено смазкой.

После просверливания на 0,7-0,8 толщины, когда острие почти выходит на другую сторону, стекло переворачивают. Легким ударом острия сверла вводят его в просверленный конус и продолжают работу "до победного конца" уже с другой стороны. Такая "хитрость" позволяет избежать трещин, получения неровных краев отверстия, а также уменьшить его конусность. Существуют и другие способы сверления стекла.

Делаем витраж.

Традиционная технология изготовления витражей сложна, дорога, и под силу лишь опытным мастерам-художникам. Но если у вас "руки растут откуда надо", то украсить дверь самодельным витражом из битого стекла на силикатном клее будет вполне под силу. Сначала разрабатывают рисунок будущего "произведения" (выполняют на листе бумаги в натуральную величину и в цвете). Затем наклеивают его с обратной стороны стекла, на котором будет выполняться витраж, "лицом" вниз.

После этого тонкой кистью с быстросохнущей краской черного, темно-синего или темно-коричневого цвета наносят контуры изображения. Цветное стекло для витража можно получить из подручного материала (зеленое и коричневое - из разбитых бутылок, красное - из светофильтров либо от автомобильных фар и т.д.). Подобранные по цвету стекла разбиваются на осколки до размера, необходимого для выполнения декоративного орнамента. Стекла с наклеенным рисунком укладывают в горизонтальное положение на ровное основание лицевой стороной вверх и протирают нашатырным спиртом.

На подготовленную таким образом поверхность наносят слой силикатного клея и выкладывают мозаику. Через 4-6 часов поверхность витража заливают сплошным слоем клея таким образом, чтобы он покрывал все выступающие осколки. Клей сглаживает все шероховатости витража, поверхность становится волнистой, блестящей, хорошо видна на просвет.

Раскрашиваем...

"Морозные узоры" на стекле получают с помощью столярного клея. Для этого стеклу сначала придают матовость, обрабатывая песком вручную или пескоструйным аппаратом. На матовую поверхность наносят двух-трехмиллиметровый слой горячего крепкого раствора столярного клея. Высыхая, клей отрывает тонкую пленку стекла, которая легко снимается щеткой.

Многослойное стекло.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: целесообразно использовать в качестве стекол, защищающих от взлома, от пуль, от огня и шума, для защиты человека от различных травм, а также для изготовления изолирующих стеклопакетов.
Многослойным или ламинированным называется стекло, состоящее из двух или более слоев, "склеенных" вместе с помощью пленки или ламинирующей жидкости. Слои могут быть: выполненные из стекла одного или различных типов, прямые или гнутые в соответствии с заданной формой (форму им придают до склейки).

Процесс ламинирования сложный, выполняется с помощью автоматизированной линии в несколько стадий. Последний этап проводится в автоклаве под воздействием тепла и давления. Ламинирование не увеличивает механическую прочность стекла, но делает его "безопасным" - при разрушении осколки не разлетаются во все стороны, а остаются "висеть" на эластичной пленке. Кроме того, такие стекла (целые, разумеется) хорошо защищают и от ультрафиолетового излучения. Ламинированные стекла продают как в виде больших пластин, из которых нарезают полотна требуемого размера, так и в виде готовых изделий определенных форм и размеров.

Оконное стекло.


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон, витражей, балконных дверей, световых фонарей, теплиц, оранжерей и других светопрозрачных ограждающих конструкций жилых зданий и промышленных сооружений.
Качественные листы оконного стекла прозрачны и бесцветны - никаких радужных и матовых пятен, несмываемых налетов, и других следов выщелачивания на поверхности! Допускаются зеленоватый и голубоватый оттенки, но при условии, что они не снижают коэффициента светопропускания (соотношения двух световых потоков - прошедшего через лист стекла к падающему на этот же лист).

Прочность стекла зависит от нескольких составляющих: способа выработки и обработки поверхностей и торцов, однородности, степени отжига или закалки, состояния поверхности листа и его размеров. Выбирая стекло, помните, что появившиеся в процессе изготовления на поверхностях листа и в его объеме микротрещины и неоднородности снижают прочность примерно в 100 раз. Внимательно осмотрите кромки, они должны быть ровными, а углы целыми. Даже небольшие сколы и зазубрины по кромкам станут концентраторами напряжения, такое стекло - не жилец. Наличие маленьких дефектов (пузырей, инородных включений, царапин и так далее) возможно, но регламентируются специальными стандартами.

Для обычного оконного остекления чаще применяют листы толщиной 2,5-4 мм. Для больших же окон и витражей они не годятся, не выносят ветровой нагрузки. В таких случаях следует устанавливать более толстое стекло - 6 или даже 10 мм. Причем чем выше расположено большое окно, тем толще должно быть стекло и тем меньше площадь его листа.

И еще одна важная вещь. Хотя свойства стекла мало зависят от направления его резки, все же желательно размечать длинную сторону оконного стекла параллельно длинной стороне раскраиваемого листа. Оформляя заказ, имейте это в виду. Кстати, нарезка стекла удорожает его стоимость примерно на 30 процентов.

Солнцезащитное стекло.


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон, а также солнцезащитных устройств - козырьков, вертикальных экранов и т.д. Наиболее уместно применение в зданиях с активным использованием кондиционеров.

Солнцезащитные стекла либо отражают либо поглощают излучение. Теплопоглощающие получают введением в стекломассу специальных добавок, окрашивающих ее в зеленовато-голубоватые или серые тона. Такие стекла пропускают 65-75 процентов света, а инфракрасных лучей - всего 30-35 процентов, причем их способность пропускать и поглощать лучи (при едином химическом составе) зависит от толщины листа.

При высоком коэффициенте поглощения света "темные" теплопоглощающие стекла могут сильно нагреваться (на 50-70 градусов выше окружающей среды), поэтому их не рекомендуется использовать в наружном остеклении. Их также нежелательно подвергать неравномерному нагреву или охлаждению. Второй вид стекол, которые призваны защищать от солнца, - с прозрачными для видимых лучей спектра тонкими окиснометаллическими, керамическими или полимерными покрытиями. Покрытия эти наносят на одну из поверхностей обычного бесцветного стекла. Такие стекла тоже поглощают часть инфракрасного солнечного излучения, но нагреваются значительно меньше, а их светотехнические характеристики мало зависят от толщины листа.

Благодаря солнцезащитным стеклам летом в помещении не так жарко, контрастность и яркость освещаемых предметов меньше. В результате снижается утомляемость глаз, люди меньше устают. Однако от прямых солнечных лучей такие стекла не защищают (яркость солнечного диска остается слишком высокой), так что от жалюзи или штор отказываться не надо.
Приобретая солнцезащитное стекло, учтите: искажение цветов просматриваемых через него предметов должно быть минимальным.

Теплосберегающее стекло (энергосберегающее).


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: используются в основном при производстве стеклопакетов.
Если Вы покупаете газовую или обычную электрическую плиту, обратите внимание на фиксацию крышки панели конфорок. Очень удобно и безопасно, когда Вы можете оставить крышку плиты в любом положении (под любым углом наклона). Это достигается путем специальной балансировки шарниров.

Выпускаются стекла как с "твердыми" покрытиями - К-стекло, и с так называемыми "мягкими" - i-стекло. В отличие от "мягкого" покрытия "твердые" имеют неотъемлемую слабую поверхностную дымку, особенно заметную при ярком освещении. Окно с таким стеклом выглядит как вымытое грязной водой.

Такие стекла наиболее часто применяются в современных ПВХ-окнах, ощутимо экономя энергию. Например, при наружной температуре -26 градусов и температуре в помещении +20, температура на поверхности стекла внутри помещения будет +5,1 - у обычного стеклопакета, +11 - у стеклопакета с К-стеклом, +14 - с i-стеклом.

Узорчатое стекло.


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление оконных и дверных проемов, устройство перегородок в жилых, общественных и промышленных зданиях. Не рекомендуется применять узорчатое стекло в помещениях с большим количеством пыли, копоти и т.п.
Узорчатое листовое стекло имеет на одной или обеих поверхностях четкий рельефный повторяющийся рисунок и бывает как бесцветным, так и цветным. Цветное получают из окрашенного "в массе стекла" или нанесением на одну из поверхностей бесцветных окиснометаллических покрытий.

Это декоративный материал. Наружные и внутренние витражи, ширмы, перегородки из него в фойе, вестибюлях, залах кафе получаются великолепные. А вот "выгораживать" узорчатым стеклом помещения для конфиденциальных разговоров не стоит. Узорчатое, как и обычное или цветное стекло - не преграда для любителей подслушивать.
Цвет и рисунок поверхности стекла должен соответствовать утвержденным эталонам. Глубина рельефных линий - от 0,5 до 1,5 мм.

Узорчатое стекло должно пропускать и рассеивать свет. Коэффициент светопропускания бесцветного варианта при освещении рассеянным светом, если узоры нанесены только на одной стороне - не менее 0,75, если узоры на двух сторонах - 0,7. Светопропускание цветных узорчатых стекол определяется составом, цветом стекла и покрытий и составляет 30-65%.

Закаленное стекло.


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон и перегородок, дверей, ограждений балконов, лестничних маршей и т.д., а также при производстве изолирующих стеклопакетов или ламинированных стекол.

Закаленные стекла изготавливают из листов неполированного, полированного или узорчатого стекла на специальных закалочных установках. При необходимости в стекле предварительно делают требуемые вырезы, отверстия, обрабатывают кромки, потому что готовые закаленные стекла нельзя резать, сверлить и подвергать другим видам механической обработки.
Закалка стекла в некотором роде похожа на закалку стали. Сначала его разогревают выше температуры размягчения, а затем быстро охлаждают в струях воздуха. При охлаждении первыми затвердевают поверхностные слои стекла. В них при остывании внутренних слоев возникают остаточные напряжения сжатия. Эти-то напряжения и обеспечивают механическую прочность и термостойкость стекла.

Прочность закаленного стекла на изгиб и удар в 5-6 раз больше прочности обычного стекла, при этом и термическая стойкость его существенно выше. Разбитое закаленное стекло распадается на мелкие острые осколки. Причем это регламентированно требованиям стандартов качества - при контрольном разрушении острым молоточком массой 75 граммов закаленные стекла должны иметь не менее 40 осколков в квадрате размерами 50х50 мм или 160 осколков в квадрате 100х100 мм.

Наиболее уязвимым местом закаленного стекла являются его кромки. При монтаже конструкций необходимо оберегать его торцы от ударов, царапин и других повреждений.
Светопропускание прозрачного закаленного стекла составляет не менее 84 процентов.

Армированное стекло.


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон, световых фонарей, перегородок в производственных, общественных и жилых зданиях, для устройства балконных ограждений. Армирование стекла производят так: в середину листа параллельно его поверхности в процессе изготовления помещают металлическую сетку с квадратными ячейками.

Сетку применяют сварную из стальной проволоки, а для стекла высшей категории качества - еще и с защитным алюминиевым покрытием. Сторона квадратной ячейки составляет 12,5 или 25 мм. Сетка должна быть расположена по всей площади листа на расстоянии не менее 1,5 мм от поверхности стекла. В результате получается светопропускающий материал, обладающий повышенной безопасностью и огнестойкостью.

Здесь надо внести ясность. Армирование не увеличивает механическую прочность стекла и даже снижает его примерно в 1,5 раза. От воров оно тоже не спасет. Зато наличие сетки не позволит осколкам разлетаться и выпадать из переплетов, если, например, в него влетит мяч или камень. Качественное армированное стекло должно отламываться по линии надреза, не растрескиваясь. Если в нем много пузырей - это брак.

Одна из поверхностей "армостекла" может быть узорчатой или рифленой. Есть и цветное армированное стекло, изготовляется оно из стекломассы, окрашенной окислами металлов. Наиболее распространены цвета - золотисто-желтый, зеленый, лилово-розовый, голубой.
Работать с армированным стеклом в домашних условиях довольно сложно (трудно отколоть маленькие кусочки), но можно. Нарезают его обычным способом, потом отделяют куски друг от друга, а выступающие по краям кончики проволоки "откусывают" плоскогубцами. Проволока тонкая и отламывается легко.

Крепить армированное стекло лучше всего в переплетах сплошными штапиками со всех четырех сторон листа через резиновые прокладки или на замазке (мастике).

Прочтений: 2275 Распечатать Поделиться:

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

stroyka.ru

Стекло

Стеклянная бутылка

Изделия из стекла

Стекло (неорганическое стекло) - твердая аморфное вещество, прозрачная, в той или иной части оптического диапазона (в зависимости от состава), полученная во время застывания расплава, имеющего склотвирни компоненты [1].

Склотвирний компонент - вещество ( оксид, сульфид, селенид, телерадио или фторид элемента), которая в процессе застывания расплавленной массы образует стекло [1].

Под стеклом понимают сплавы различных силикатов с избытком диоксида кремния. Расплавленное стекло не сразу затвердевает при охлаждении, а постепенно увеличивает свою вязкость, пока не превратится в однородную твердое вещество. Стекло при твердении не кристаллизуется, поэтому оно не имеет резко выраженного точки плавления. В отличие от кристаллических материалов стекло, при нагревании в соответствующем температурном интервале размягчается постепенно, переходя из твердого хрупкого состояния в тягучий высоковязкий и далее - в текучее состояние - стекломассу [2].


1. Происхождение и применение

В природе стекло встречается в составе вулканических пород, которые быстро остыли из жидкой магмы при взаимодействии с холодным воздухом или водой. Иногда стекло встречается в составе метеоритов, расплавленных при прохождении атмосферы.

Когда установили идентичность строения, состава и свойств обычного силикатного стекла ряде минералов, последние стали квалифицироваться как разновидности его природные аналоги, получая названия в соответствии с условиями формирования: вулканическое стекло ( пемза, обсидианы, Пехштейн и др.)., стекло метеоритного происхождения - тектитами ( молдавит, леветь и др.)..

Стекло, используемое в промышленных масштабах - материал искусственного происхождения, которому свойственны следующие основные характеристики, как прозрачность, твердость, химическая стойкость, термостойкость. Кроме того, стекло имеет свойства, которые обуславливаются его прозрачностью, электрическими и термомеханическими параметрами. Благодаря этому стекло широко используется почти во всех областях техники, медицине, в научных исследованиях и в быту.


2. Историческая справка

По обще составленной исторической мыслью технологии изготовления стекла впервые начали использовать около 2500-3000 г.г. до н.э. в Междуречье и Египте, так глазированные стеклом фаянсовые украшения, возраст которых насчитывает пять тысяч лет, находили именно там. Археология Междуречья, особенно периода Древних Шумера и Аккада, склоняет исследователей к тому, что менее старинному образцу производства стекла следует считать место, найденную в Междуречье в районе Ашнунак - цилиндрическую печать из прозрачного стекла, датируемая периодом династий аккадского государства, то есть возраст ее - около четырех с половиной тысяч лет. Бусина зеленоватого цвета диаметром около 9 мм, который хранится в Египетском музее в Берлине, считается одним из древнейших образцов стекла. Найдено она была египтологом Флиндерсом Питри у Фив, за некоторыми допущениями ей пять с половиной тысяч лет. Ученый Н. Качалов утверждает, что на территории Старовавилонского царства археологи постоянно находят сосудах для благовоний местного происхождения, выполненные в той же технике, что и египетские. Ученый утверждает - есть все основания полагать, "что в Египте и в странах Передней Азии источники стеклоделия ... отделяются от наших дней промежутком примерно в шесть тысяч лет" [4].

Около 1500 лет до н.э. в Египте начали производить первые предметы домашнего обихода. Это в основном были чаши, кухонная утварь и бутылки. Центрами производства стеклянных изделий были столице Египта, сначала Фивы, а затем Александрия. Из Египта стеклоделие проникло на территорию современной Италии (I в. до н.э.). Рим в I в. н.э. становится значительным центром производства стекла. Здесь основано несколько стекольных мастерских и привлечено значительное количество египетских стеклоделов. Масштабы производства были настолько велики, что римских стеклоделов в 220 г. было обложено налогом, а их мастерские сведены в одну из главных улиц Рима. Из Рима стеклоделие распространяется в римские провинции (Великобритания, Галлия и др.), а также в III-IV вв. на северное побережье Черного моря и в Киевскую Русь [5].

Первым крупным технологическим прорывом в стекольном производстве можно считать технологию выдувания стекла, которое возникло в 100 году на территории современных Палестины и Сирии. Эта технология заключалась в захвате расплавленного стекла на конце трубки, в которую человек должен был дуть для придания формы стеклянной изделия. Основное назначение этих изделий касалось домашнего бытового использования (бутылки, вазы).

Следующим по значению после Рима центром стекольного производства в IX в. становится Венеция, сильная морская держава Средиземного моря. Падение Восточной Римской империи (1204 г.) и переселение константинопольских стеклоделов в Венецию дало сильный толчок производству венецианского стекла начиная с XI века и вплоть до XVI-XVII вв. Благодаря чрезвычайной качества продукции Венеция становится в то время европейской столицей с изготовления художественного стекла. Само производство с 1291 г. было сосредоточено на острове Мурано для уменьшения риска вражеского нападения и защиты производственных секретов. Уже тогда стекловаров Венеции использовали стеклобой.

До XIV века производство стекла возникло в Нормандии и Лотарингии. В настоящее время в Нормандии возникла технология изготовления плоского стекла для окон. Она заключалась в выдувании стеклянного шара, который с помощью надреза разворачивали в диск. Следующее достижения в развитии технологий стекла во Франции сделано Кольберт. Именно он основал в 1665 году "Королевскую мануфактуру стекла". Первый завод был открыт в городе Сен-Гобен в департаменте Ена, на севере Франции.

В XVIII в. производство стекла постепенно перешло от индивидуального до промышленного масштаба. Уже тогда отдельные фабрики производили более миллиона бутылок в год. В числе важнейших изобретений того времени следует назвать регенеративную стекловаренную печь Сименса (1870). В отличие от горшечных печей ванные печи способны перерабатывать большие количества стекломассы. Это создало предпосылки механизации производства стекла [5].

Примерно в 1880 году у Клода Бушера, стеклодува из города Коньяк возникла идея использовать сжатый воздух для придания стеклу конечной формы, что сразу привело к росту производительности труда на 150%. Промышленная революция существенно повлияла на процесс изготовления стекла:

  • печи разогревались с помощью угля вместо дерева;
  • началось применение полностью автоматических линий;
  • формирование осуществлялось сжатым воздухом и с использованием металлических форм.

Следующим этапом развития в производстве листового стекла был метод машинной вытяжки стекла, разработанный Эмиль Фурко в 1902 году. При этом способе стекло вытягивается из стекловаренной печи через прокатные вальцы в виде непрерывной ленты наружу, поступая в шахту охлаждения, в верхней части которой оно режется на отдельные листы. Машинный способ производства стекла был усовершенствован в дальнейшем в первой половине двадцатого века. С современных способов следует отметить так называемый метод Либбея-Оуэнса и Питтсбургская метод [6].

Последним этапом в развитии технологий производства листового стекла было патентования в 1959 году английской компанией "Пилкингтон" ( англ. Pilkington ) Флоат-метода. При этом процессе, который можно приравнять к открытию, стекло поступает из плавильной печи в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг.


3. Получение

При производстве стекла используют:

  • главные или склоутворюючи материалы, к которым относятся кварцевый песок, сода, известняк, доломит, поташ, буря, каолин, пегматит, свинцовый сурик и т.п.;
  • вспомогательные материалы, к которым относятся сульфат натрия, селитра, триоксид мышьяка и сурьмы (для просветления стекла), фториды, перекись марганца, селена и другие вещества (для Обесцвечивание стекла), оксиды хрома, меди, кобальта, железа (красители).

По виду основных склоутворюючих материалов различают следующие классы стекол [5] : элементарные, оксидные, галогенидные, халькогенидные, металлические, сульфатные, нитратные, карбонатные и др..

  • стекло элементарное - способны образовывать лишь небольшое число элементов: сера, селен, мышьяк, фосфор, углерод. Стекловидные серу и селен удается получить при быстром переохлаждении расплава; мышьяк - методом сублимации в вакууме; фосфор - при нагревании до 250 C под давлением свыше 100 МПа; углерод - в результате длительного пиролиза органических смол. Промышленное применение находит стеклоуглерод, который обладает уникальными свойствами, которые превосходят свойства кристаллических модификаций углерода: он способен оставаться в твердом состоянии вплоть до 3700 C, имеет низкую плотность (около 1500 кг / м 3, имеет высокую механическую прочность, электропроводность и химическую стойкость.
  • стекло оксидное (например, стекло силикатное и его разновидности), представляют собой обширный класс соединений. Легче образуют стекло оксиды SiO 2, СеO 2, B 2 O 3, P 2 O 5, As 2 O 3. Большая группа оксидов - ТеO 2, TiO 2, SeO 2 WO 3 MoO 3, Bi 2 O 3, А1 2 O 3, Ga 2 O 3, V 2 O 5 - образует стекло при сплавлении с другими оксидами или смесями оксидов. Например, легко образуется стекло в системах СаО-Аl 2 O 3, СаО-А1 2 O 3-В 2 O 3, Р 2 O 5-V 2 O 2, Me m O n-P 2 O 5-V 2 O 5, где Me m O n - различные модифицирующие окислы.
  • стекло галогенидные (фторберилатне), которое получают на основе склоутворюючого ВеF 2 компонента. Многокомпонентные составы фторберилатних видов стекла содержат фториды алюминия, кальция, магния, стронция, бария. Фторберилатние стекло находит практическое применение благодаря высокой стойкости к воздействию жестких излучений, включая рентгеновские лучи, и в таких агрессивных сред, как фтор и фтористый водород;
  • стекло халькогенидные, которое получают в бескислородных системах типа As-X, Ge-As-X, Ge-Sb-X, Ge-PX (где X: S, Se, Te) и другие. Халькогенидные стекло имеет высокую прозрачность в инфракрасной области спектра, имеет электронную проводимость, оказывает внутренний фотоэффект.

Виды стекла, полученные на основе нитратных, сульфатных и карбонатных соединений представляют научный интерес, но практического применения пока нашли.

Каждый склоутворюючих оксидов может образовывать стекло в сочетании с промежуточными или модифицирующими оксидами. Стекло получает название по виду склоутворюючого оксида: силикатное, боратный, фосфатный, германатне и т.д. Практическое значение имеют виды стекла простых и сложных составов, относящихся к силикатного, боратного, боросиликатного, фосфатной, германатнои, алюминатного, молибдатнои, вольфраматнои и других систем.

Производство стекла состоит в подготовке (просеивании, сушке, смешивании) сырьевых материалов, плавке их в стекловаренных печах с получением стекломассы, формировании из нее (прессованием, прокаткой, выдуванием и другими способами) стекла, отжиге их (при нагревании до температуры 450 ... 600 C и постепенном охлаждении), чтобы предотвратить растрескивание, а также в механической, химической, термической или термохимической обработке. Стекло бывает прозрачным и непрозрачным, окрашенным и бесцветным.


4. Виды стекла

В зависимости от практического использования стекла меняется химический состав стекла, форма, размеры и способ их изготовления. Современная стекольная промышленность производит самые разнообразные изделия - промышленное и бытовое листовое стекло, стеклянные трубы и изоляторы, медицинское и парфюмерное стекло, тарное и сортовое стекло, пеностекло, стекловолокно, ситаллы и прочее.

Тарное стекло

См.. также: майонезная баночка

Тарное стекло занимает достаточно большую долю от общего объема продукции производят стекольные заводы. Это происходит потому, что тарное стекло используется для фасовки, хранения и транспортировки различных жидких пастообразных и твердых продуктов.

Преимуществами стеклянной тары, обусловливающих широкое ее применение в различных областях промышленности и в быту: гигиеничность, прозрачность, возможность изготовления тары различных размеров и формы, возможность герметичного закрывания и многоразового использования, доступная цена.

Хрусталь

Хрусталь - художественное стекло, которое называют так за сходство с горным хрусталем - один из самых дорогих и красивых разновидностей. Из него изготовляют разнообразную посуда, вазы, люстры, которые могут поспорить своей красотой с изощренными творениями искусства.

Оптическое стекло используют для изготовления линз, призм, кювет и многое другое.

Химико-лабораторное стекло обладает высокой химической и температурной устойчивость, что позволяет использовать его во время научных, порой опасных опытов.

Медицинское стекло используется для хранения и упаковки лекарственных препаратов, инъекционных и бактериологических растворов, а также предметов ухода за больными.

Стеклянный жаростойкую посуду ( борное стекло) признан одним из лучших для приготовления блюд. В нем можно готовить супы, каши, запеканки, тушить овощи, мясо, заваривать чай, кофе конечно же, придерживаясь определенных правил пользования.


5. Характеристики стекла

Аморфная структура стекла SiO 2.

5.1. Стекловидное состояние

Вещества в твердом состоянии при обычных температуре и давлении могут иметь кристаллическое или аморфное строение. В природе наиболее распространены кристаллические твердые вещества, для структуры которых характерен геометрически строгий порядок расположения частиц (атомов, ионов) в трехмерном пространстве. Кристаллическое состояние является стабильным при обычных условиях и характеризуется наименьшей внутренней энергией. Твердые кристаллические вещества имеют четкие геометрические формы, определенные температуры плавления, в большинстве случаев проявляют анизотропию свойств.

Стекловидное состояние вещества является аморфным видом твердого состояния. Стекловидное состояние является метастабильным, т.е. характеризуется избытком внутренней энергии. Пространственное расположение частиц вещества, находящегося в стекловидном состоянии, является неупорядоченным, что подтверждается результатами рентгеноструктурных исследований.

Стекло может быть получено путем охлаждения расплавов без кристаллизации путем переохлаждения расплавов со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации. Неорганические расплавы, способные образовать стеклофазы, переходят в стеклообразное состояние при температурах ниже температуры стеклования T g (при температурах превышающих T g аморфные вещества находятся в расплавленном состоянии).

Стекло может быть получено также путем аморфизации кристаллических веществ, например бомбардировкой пучком ионов, или при осаждении паров на охлаждаемые подложки.


5.2. Физико-механические свойства стекла

  • Плотность стекла зависит от его химического состава. Считается, что минимальная плотность имеет кварцевое стекло - 2203 кг / м 3. Наименьшую плотность имеет боросиликатное стекло, и, наоборот, плотность стекла, содержащие оксиды свинца, висмута, тантала достигает 7500 кг / м 3. Увеличение плотности при введении модификаторов вызвано заполнением полостей пространственного металло-силикатного каркаса, в результате чего увеличивается величина массы единицы объема. Плотность обычных натрий-кальций-силикатных видов стекла, в том числе оконных, колеблется в пределах 2500 ... 2600 кг / м 3. При повышении температуры с комнатной до 1300 C плотность большинства видов стекла уменьшается на 6 ... 12%, т.е. в среднем на каждые 100 C плотность уменьшается на 15 кг / м 3. Табличные значения плотности стекла находятся в диапазоне от 2400 до 2800 кг / м 3. Значение плотности закаленных и отожженных образцов стекла различаются на 0,08 ... 0,09 кг / м 3 единиц второго знака после запятой. В закаленном стекле зафиксировано структуру расплава, которая имеет больший объем по сравнению со структурой отожженного стекла.
  • Упругость стекла также зависит от химического состава и модуль Юнга для силикатного стекла может изменяться от 48 ГПа до 83 ГПа, модуль сдвига - 22 ... 32 ГПа, коэффициент Пуассона - 0,17 ... 0,3. Например, у кварцевого прозрачного стекла модуль Юнга составляет 71,4 ГПа. Зависимость модулей упругости от химического состава стекла является неоднозначной. При увеличении в составе стекла содержания оксидов щелочных металлов модули упругости уменьшаются, так как прочность связей МеO значительно меньше прочности связи SiО. Введение в состав до 12% CaO или B 2 O 3, а также окислов щелочноземельных элементов Al 2 O 3 и PbO способствует росту модуля Юнга. Модуль упругости стекла после закалки возрастает на 8 ... 10%.
  • Прочность. Изделия из стекла способны выдерживать гораздо выше напряжение на сжатие, чем на растяжение. Для обычного стекла предел прочности на сжатие составляет в зависимости от состава от 500 до 2500 МПа (у оконного стекла около 1000 МПа), на изгиб - 0,03 ... 0,12 МПа. Путем закалки стекла удается повысить его прочность в 3 - 4 раза. Также значительно повышает прочность стекла обработка его поверхности химическими реагентами с целью удаления дефектов поверхности (мельчайших трещин, царапин и т.д.).
  • Твердость стекла, как и многие другие свойства, зависят от вида и содержания примесей. По шкале Мооса твердость стекла составляет 6-7 ед., что находится между твердостью апатита и кварца. Твердыми является кварцевое стекло, малолужне боросиликатное стекло с содержанием Al 2 O 3 до 10 ... 12% и алюмосиликатные стекла с высоким содержанием Al 2 O 3. С увеличением содержания щелочных оксидов твердость стекла уменьшается. Мягкий будет свинцовое стекло.
  • Хрупкость. В диапазоне относительно низких температур (ниже температуры плавления) стекло разрушается от механического воздействия без заметной пластической деформации и поэтому относится к идеально хрупких материалов (наряду с алмазом и кварцем). Данное свойство может быть охарактеризована удельной ударной вязкостью. Как и в предыдущих случаях, изменение химического состава позволяет регулировать и это свойство: например, введение брома повышает прочность на удар почти вдвое. Силикатные виды стекла имеют ударную вязкость в пределах 1,5 ... 2,0 кН / м, чем в 100 раз уступают железу.
  • Теплопроводность стекла весьма незначительна и составляет 0,0017 ... 0,032 кал / (см с град) или от 0,711 до 13,39 Вт / (м К). У оконного стекла эта цифра равна 0,0023 кал / (см с град) или 0,96 Вт / (м К).

5.3. Электрофизические свойства

В зависимости от состава и от температуры окружающей среды стекла могут быть изолятором ( диэлектриком), полупроводником и проводником тока.

5.3.1. Электропроводность

Большая группа оксидных видов стекла (силикатные, боратный, фосфатные и др.). Относится к классу изоляторов, что обусловлено высокими значениями ширины запрещенной зоны. При комнатной температуре удельная объемная электропроводность силикатного стекла лежит в пределах 10 -7... 10 -15 Ом -1 м -1.

Установлено, что носителями тока в оксидных видах стекла является катионы щелочных или щелочноземельных металлов. Низкая электропроводность оксидного стекла обусловлена ​​малой подвижностью катионов. Повышение температуры сопровождается снижением вязкости, увеличением подвижности носителей тока, в результате чего электропроводность возрастает на несколько порядков.

Кварцевое стекло является почти идеальным изолятором среди силикатных видов стекла. Его электропроводность при комнатной температуре составляет 10 -18 Ом -1 м -1, а при 800 C 10 -4 Ом -1 м -1.

В результате адсорбции влаги, а также продуктов химического взаимодействия поверхности с влагой воздуха на поверхности изделий создается электропроводящий слой. Во многих случаях этот процесс является нежелательным, поскольку негативно сказывается на изоляционных свойствах стекла. Повышение содержания в стекле оксидов щелочных металлов ускоряет реакцию гидролиза поверхностного слоя стекла. Введение в состав стекла оксидов BaO, MgO, ZnO, PbO до 10 ... 15% вместо SiO 2 или специальная обработка поверхности паром кремнийорганических соединений способствует снижению поверхностной проводимости.


5.3.2. Диэлектрические свойства стекла

Силикатные виды стекла при температурах ниже температуры стеклования (Tg) относятся к классу диэлектриков.

Диэлектрическая проницаемость стекла зависит от его состава, изменяясь для силикатного стекла от 3,8 (для кварцевого) до 16,2 (для стекла с высоким содержанием оксидов тяжелых металлов) и мало зависит от температуры вплоть до 400 ... 500 С.

С повышением частоты поля диэлектрическая проницаемость уменьшается. Интенсивно этот эффект наблюдается в области низких частот от 0 до 10 3 Гц, в то время как в интервале 10 3... 10 10 Гц это уменьшение (при нормальной температуре) не превышает 10%. С повышением температуры диэлектрические потери интенсивно увеличиваются и, как следствие, диэлектрик разогревается.


5.3.3. Электрическая прочность

Электрическая прочность стекла при тепловом пробое уменьшается с увеличением толщины образца вследствие ухудшения отвода тепла от внутренних слоев изделия.

В переменном электрическом поле разогрева диэлектрика осуществляется интенсивнее (прилагаются диэлектрические потери), в результате чего электрическая прочность стекла в переменном поле ниже, чем в постоянном. Тепловой механизм пробоя характерен как для диэлектриков, имеющих при обычных условиях достаточно высокое значение электропроводности. Электрическая прочность стекла при тепловом пробое составляет 10 4... 10 5 кВ м -1.


5.4. Гигиенические характеристики

Стекло не выделяет вредных веществ, не имеет запаха, обеспечивает длительное хранение продуктов, хорошо моется и дезинфицируется, легко утилизируется, имеет хорошие декоративные возможности. Кроме того стекольная промышленность обеспечена богатейшими сырьевыми ресурсами.

Природные свойства стекла и его аморфность наделяют этот материал хрупкостью, но в то же самое время отсутствие кристаллической решетки предоставляет уникальную возможность использовать стекло в медицине.

Стекло очень устойчиво к различным реагентам (за исключением плавиковой кислоты), а также к действиям атмосферных явлений. Очень высокие санитарно-гигиенические свойства стекла позволяют использовать его не только для приготовления пищи, но и для долгосрочного хранения продуктов - соленья, маринады, компоты, варенье, джемы, пряности и т.д.. Закупоренные в стеклянных бутылках вина хранятся много лет, даже столетия, не теряя своих свойств. Духи же изготавливают исключительно в стеклянной посуде, потому стекло нейтральное химически и энергетически, что дает возможность сохранить полный букет ароматов, заложенный производителем, а нам - воспользоваться изысканным парфюмом без каких-либо посторонних примесей. Кстати, найденные археологами ароматы в стеклянных бутылках также сохранили свои свойства, несмотря на тысячелетия проведены преимущественно под землей. Стеклянная посуда используется многократно, ведь он хорошо моется, его можно мыть как жидкими, так и абразивными моющими средствами, обрабатывать паром, кипятить (соблюдая осторожность) для полного уничтожения бактерий и других нежелательных запахов.


6. Общая технология изготовления стекла

За прошедшие тысячелетия методы изготовления стекла почти не изменились, ранние образцы практически ничем не отличаются от современного, всем известного стекла для изготовления бутылок (исключением является только современное стекло с заданными свойствами). В естественном состоянии оно существует как минерал обсидиан - вулканическое стекло. Огромное количество модификаций стекла позволяет разного утилитарного использования, определяемого его составом и химико-физическими свойствами.

Обычное оконное стекло и стеклянную посуду представляют собой сплав оксида натрия, оксида кальция и диоксида кремния. Его примерный состав можно выразить формулой: Na 2 O CaO 6SiO 2. Исходными материалами для изготовления стекла служит белый кварцевый песок SiO 2,сода Na 2 CO 3 и известняк или мел CaCO 3. Смесь этих веществ в соответствующих соотношениях сплавляют в специальных печах. Сначала при 700-800 С вследствие взаимодействия карбонатов натрия и кальция с диоксидом кремния образуются силикаты натрия и кальция:

  • Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2
  • CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

При 1200-1300 C силикаты натрия и кальция с избытком диоксида кремния образуют сплав

  • Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2

Стеклянную массу в расплавленном состоянии выдерживают до полного удаления газов. Вместе с тем проводят обесцвечивания стекла добавлением небольших количеств диоксида марганца MnO 2. Обычное стекло бывает окрашено в зеленый цвет примесью оксидов железа которые попадают вместе с песком. Диоксид марганца придает стеклу розовой окраски, а зеленый и розовый цвета в совокупности дают белый цвет. После этого стеклянную массу охлаждают до определенной степени вязкости и изготавливают различные изделия.


7. Применение

Из стекла производят волокно, вату, ткани и т.д.. Эти материалы отличаются, значительной механической прочностью, негорючестью, кислотостойкостью и высокими тепло-и электроизоляционными свойствами. Они имеют широкое применение в различных отраслях техники и строительном деле.

В связи с его упомянутыми электро-физическими свойствами, стекло применяют для изготовления низко-и высоковольтных изоляторов, баллонов и ножек осветительных и электронных ламп, газоразрядных приборов, тонко-и толстостенных газонепроницаемых и вакуум-плотных оболочек, различных электровакуумных приборов, рентгеновских трубок , компонентов электрических цепей, имеющих специфические электро-физические свойства.


См.. также

Примечания


Источники

  • Аппен А. А. Химия стекла. - Изд. Второй испр.-Ленинград: Химия, 1974. - 352 с.
  • Пащенко А. А. Общая технология силикатов / А.А. Пащенко - Киев: Вища школа. 1983. - 408 с.
  • Ящишин И. М. Технология стекла в трех частях: Ч.И. Физика и химия стекла: Учебник. - М.: Издательство "Бескид Бит", 2008. - 204 с. ISBN 966-8450-30-2
  • Ящишин И. М., Жеплинский Т. Б., дьячков С.И. Технология стекла в трех частях: Ч.ИИ. Технология стеклянной массы: Учебное учебник. - М.: Издательство "Бескид Бит", 2004. - 250 с. ISBN 966-8450-08-6
  • Гулоян Ю. А., Голозубов А. Справочник молодого рабочего по производству и обработке стекла и стеклоизделий.-М.: Высшая школа, 1989. -224 С. - (Ил.). ISBN 5-06-001427-4
  • Матвеев М. А., Матвеев Г. М., Френкель Б.Н. Расчеты по химии и технологии стекла: Справочное пособие.-К.: Стройиздат, 1972. - 240 с.
  • Мельников В. Е. Электромеханические преобразователи на базе кварцевого стекла. - М.: Машиностроение, 1984. - 169 с. Б-ка приборостроителя.
  • Подстригач Я. С., Осадчук В. А., Марголин А. М. Остаточные напряжения, длительная прочность и надежность стеклоконструкций: Монография.-К.: Наукова думка, 1991. - 296 с. ISBN 5-12-002215-4
  • Деркач Ф. А. "Химия". - Л. 1968.

nado.znate.ru

Виды стекла

  Закаленное стекло Производится посредством высокотемпературного обжигания. Имеет повышенную устойчивость к механическим воздействиям. Относится к особо прочным видам стекла, а при разрушении образует множество фракций с тупыми кромками.  
  Триплекс (ламинированное стекло) Прочное стекло, отличающееся от остальных типов своим конструктивным решением – несколько листов склеиваются между собой ламинированной пленкой или специальной жидкостью, что не влияет на прозрачность стекла. Некоторые виды триплекса являются пуленепробиваемыми, что чрезвычайно важно, например, при производстве входных групп для банковских учреждений.  
  Флоат-стекло Отличается идеальной ровностью, пропорциональной толщиной и отсутствием оптических искажений. Производится двумя способами: горизонтальным на расплаве металла и вертикальным вытягиванием.  
  Узорчатое стекло Листовое стекло, одна или обе стороны которого имеют декоративную обработку в виде повторяющегося орнамента. Может иметь различные рисунки, цвета, толщину, коэффициент светопропускаемости (не менее 0,7) и глубину рельефных линий (0,5-1,5 мм). Узорчатое стекло можно ламинировать и закалять.  
  Солнцезащитное стекло Данный вид стекла поглощает или отражает излучение. Теплопоглощающее получают посредством добавления в стекломассу добавок, окрашивающих ее в серые или зеленовато-голубоватые тона. Такие виды стела пропускают до 75% света, а инфракрасных лучей – до 35%, причем способность поглощать и пропускать лучи также зависит от толщины листа.
Отражающее стекло имеет тонкое окиснометаллическое, керамическое или полимерное покрытие, которое наносится на одну из сторон бесцветного стекла.
 
  Теплосберегающее (селективное) стекло Пропускает коротковолновое излучение, но при этом отражает длинноволновое. К-стекло имеет слабую поверхностную дымку, заметную при ярком освещении. Низкоэмиссионный, энергосберегающий, защищающий от УФ-излучения вид стекла, изготавливаемый путем нанесения на его поверхность тонкого прозрачного покрытия, обладающего теплопроводностью.
I-стекло превосходит по своим характеристикам К-стекло, а их различие состоит в коэффициенте отражающей способности и технологии производства: I-стекло производится путем нанесения на поверхность обычного стекла вакуумного напыления.
 
  Армированное стекло Производится посредством помещения в середину листа металлической сетки с квадратными ячейками. Может использоваться как сварная или стальная проволока, так и проволока с защитным покрытием. Сторона ячейки – 12,5 или 25 мм. Сетка располагается на расстоянии более 1,5 мм от поверхности и по всей площади листа. Обладает такими свойствами как безопасность и огнестойкость. Качественное армированное стекло должно отламываться от линии разреза, не образуя трещин. Одна из его сторон может быть рифленой или узорчатой.  
  Эмалированное стекло (стемалит) Покрывается с одной стороны эмалевой керамической краской и подвергается последующей термообработке в стекольной мастерской, в результате которой краска оплавляется, прочно соединяясь с поверхностью. После закаливания не может подвергаться сверлению и резке.  
  Тонированное в массе стекло Технология производства данного вида стекла может выполняться двумя способами: путем наклеивания на поверхность тонировочной пленки или при помощи добавления в стекломассу оксидов металла. Во второй случае к сырьевому материалу могут добавляться следующие ингредиенты: никель и кобальт тонируют стекло в серый цвет, оксиды железа – в голубой, а трехвалентное железо придает желтый оттенок.  
  Цветное стекло (лакобель) Декоративное стекло, окрашенное с одной стороны краской, не содержащей в своем составе тяжелых металлов. Имеет повышенную огнестойкость и устойчивость к потере яркости цвета под воздействием УФ-излучения и воздействия света. Не используется при производстве стеклопакетов.  
  Матовое стекло Поверхность листа обрабатывается специальной кислотой или подвергается пескоструйной обработке, в результате чего достигается эффект однородной матовости, сохраняющий эстетичный внешний вид на протяжении всего срока эксплуатации изделия. Широко используется, например, при производстве фартуков для кухни из стекла.  
  Стеклопакет Конструкция, состоящая из двух или трех стекол, герметично соединенных друг с другом посредством дистанционной рамки. Однокамерный стеклопакет используется при производстве различных конструкций, например, входных тамбуров, к которым не предъявляются высокие требования к звуко- и шумоизоляции.  
  Поликарбонат Синтетический материал, являющийся сложным линейным полиэфиром фенолов и угольной кислоты. Сотовый поликарбонат – листы с ячеистой структурой (сотами), который обычно используется при производстве ограждающих светопрозрачных конструкций (зимние сады, навесы, козырьки, теплицы и пр.).
Монолитный поликарбонат представляет собой цельные, не имеющие полых каналов листы. Внешне такой пластик напоминает оргстекло, однако превосходит его по подавляющему большинству характеристик. Монолитный поликарбонат прочнее акрилового стекла в 11 раз, а обычного силикатного – в 210 раз, кроме этого он отличается пожаробезопасностью и продолжительным сроком эксплуатации.
 
  Акриловое стекло Бюджетный универсальный материал для производства различных конструкций, в том числе стеновых стеклянных панелей. Изготавливается двумя способами: литьем и экструзией. Оргстекло устойчиво к химическому воздействию, погодным условиям, отлично пропускает свет. Также оно в 2,5 раза легче обычного стекла, а его сопротивляемость удара в 5 раз выше. Кроме того акриловое стекло можно резать, формовать, сверлить, окрашивать, склеивать и т.д. Однако стоит учитывать технологические трудности при термоформовании оргстекла, что может стать причиной появления микротрещин, легковоспламеняемость материала и его склонности к поверхностным повреждениям (царапинам).  
  Стекло с изменяющейся прозрачностью (Smart glass) Представляет собой композит из нескольких листов стекла, в котором два прозрачных или тонированных листа разделяются внутренним слоем особого материала на жидкокристаллической основе. Элементы такого материала под действием электрического тока выстраиваются в определенной структуре так, что лучи света, проходя через них, делают конструкцию полностью прозрачной или слегка тонированной, что определяется наружными видами стекла. Как только сигнал отключается, жидкие кристаллы теряют свое стройное расположение и обретают хаотическую структуру, мгновенное закрывая доступ свету, в результате чего стекло становится прозрачным, матовым или тонированным, что определяется характеристиками второго, наружного стекла.  
  Оптивайт Обеспечивает максимальный уровень естественной светопередачи и светопропускания. Лишено каких-либо оттенков, а низкое содержание оксидов железа делает его популярным для коммерческого использования – от остекления фасадов до производства элементов мебели.  
  Антибликовое стекло Имеет не дающую бликов поверхность, являясь оптимальным видом стекла для фасадов, картинных рам, витрин, стоек магазинов, касс, досок объявлений и пр.  
  Шпионское стекло Имеет с одной стороны зеркальную поверхность. Применяется в случаях, когда смотрящий сквозь него человек не желает быть увиденным: супермаркеты, служба охраны, игровые клубы и пр.  
  Антибактериальное стекло Убивает 99,9% бактерий и предотвращает рост грибка. Бактерицидные свойства данного вида стекла обусловлены наличием в его верхнем слое ионов серебра. При попадании бактерий на поверхность прерывается процесс их деления, что приводит к их гибели. Бактерицидные свойства такого стекла со временем не ослабевают.  
  Самоочищающееся стекло Под действием УФ-лучей разрушает как органические, так и неорганические загрязнения, после чего они смываются дождевой водой, не оставляя на поверхности подтеков и пятен. Особое гидрофильное покрытие не стирается и не изнашивается.  
  Стекло с электронагревом Имеет особое электропроводящее покрытие, которое работает как сопротивление. При подключении к электросети этот вид стекла начинает нагреваться.  
  Моллированное (гнутое) стекло Изготавливается при помощи термообработки, что позволяет придать необходимый радиус изгибу. Стекло гнется на цельнометаллической форме заданного радиуса.  
  Увиолевое Пропускает ультрафиолетовое излучение, способное уничтожать различные виды патогенных микроорганизмов. Данный вид стекла пропускает около 25% солнечного излучения и изготавливается согласно ГОСТу 111-90.  

artultra.ru

Стекло - виды и характеристики

Любая сфера в жизнедеятельности человека тем или иным способом связана со стеклом. Его используют как в промышленности, так и в строительной, технологической, пищевой, бытовой сферах. Его исполнение в различном виде позволяет решать многочисленные задачи. К примеру, невозможно представить нашу жизнь без оконных стекол, то есть, в этом случае, решается задача сохранения тепла, звукоизоляции и даже защиты от непрошенных гостей. Если бы не стекло в духовке, мы не могли бы лицезреть внешний вид нашего будущего блюда, которое не готовилось бы так аппетитно без этого самого стекла. Представим на минутку самолеты и вертолеты без иллюминаторов с прочными стеклами. К длинному списку можно добавить и пароходы, подводные лодки, автомобили, больничные инкубаторы, стеклянную тару, холодильные витрины и так далее. Как видите, применение стекла бесконечно и необходимо.

Не надо забывать также о всевозможной аппаратуре и оборудовании, о компьютерной и мобильной технике. Здесь, стекло может выступать в различной модификации, поскольку развитие новейших технологий позволило обычное стекло на мониторах и экранах заменить на сенсорное. Сенсорное стекло для планшетов, мобильных телефонов, игровых консолей, информационных киосков, платежных терминалов, обладающее уникальными характеристиками, отлично передает насыщенность картинки в ярких тонах и позволяет легко и просто пользоваться техникой. Можно сказать, что тачскрин, то есть, то самое сенсорное стекло, это новая эпоха в развитии цифровых технологий.

Распространенные виды стекла

Итак, давайте рассмотрим основные виды стекла, которые используются в многочисленных сферах и ознакомимся с их характеристиками.

Оконное стекло

Применяется этот вид стекла для остекления балконов, лоджий, окон, теплиц, фонарей, а также в качестве ограждающих конструкций в промышленных сооружениях и жилых зданиях. Они отличаются прозрачностью, имеют часто долубоватые или зеленоватые оттенки. Их прочность во многом зависит от способа выработки, однородности, закалки, размеров и состояния поверхности. Покупая стекло, обращайте внимание на его целостную структуру. Даже самые маленькие трещины понижают его прочность примерно в сто раз. Кромки стекла должны быть ровными и целыми, то же касается и углов. Наличие маленьких дефектов возможно, но не приветствуются определенными стандартами.

Цветное стекло

Этот вид стекла применяется для остекления проемов помещений, художественного оформления интерьеров, для внутренней облицовки, для декорирования витражей дверных и оконных. Технология производства цветного стекла в чем-то напоминает бутылочное. Оно изготовляется накладным способом, то есть слой бесцветного стекла при формовании плотно соединяется с другим более тонким и цветным стеклянным слоем. Большая стоимость производства этого вида стекла не позволяет его применение при изготовлении простых изделий. По стандартам пузырьки на цветном стекле должно быть не более 8 миллиметров. Растянутая полоса на листе считается нормой, но не более 10 миллиметров — более длинные полосы считаются признаком брака. Цветные стекла также называются абсорбирующими, поглощающими солнечную тепловую энергию в несколько раз больше, чем обычные прозрачные стекла.

Армированное стекло

Им проводится остекление световых фонарей, перегородок, балконных ограждений и окон. В процессе производства армированного стекла в середине листа помещается металлическая сетка, изготовленная по квадратным ячейкам. Сетка располагается по площади листа на расстоянии от поверхности стекла полтора миллиметра. Таким образом получается огнестойкий, светопропускающий материал повышенной безопасности. Между тем, необходимо знать, что механическая прочность армированного стекла не увеличивается, а наоборот — снижается и не спасает от проникновения воров. Наличие сетки позволяет только задерживать осколки, которые не выпадают из переплетов и не разлетаются. Армированное стекло отламывается и не растрескивается.

Солнцезащитное стекло

Таким видом стекла покрывают козырьки, вертикальные экраны, окна и солнцезащитные устройства. Его применение эффективно в тех помещениях, где активно используются кондиционеры. Ими изготавливаются также очки. Солнцезащитное стекло имеет свойство отражать или поглощать излучение. Теплопоглощающие свойства получаются посредством введения в стекло добавок, которые придают изделию серый или зеленоватый тона. Способность поглощения или пропуска лучей солнцезащитного стекла зависит от его толщины. Благодаря солнцезащитным стеклам уменьшается яркость и контрастность освещаемых предметов, а в помещениях комфортно понижается температура.

Закаленное стекло

Оно применяется при остеклении балконов, дверей, перегородок, лестничных маршей, а также в изолирующих стеклопакетах, либо ламинированных стеклах. В процессе их изготовления используется полированное, узорчатое и неполированное стекло, которое проходит по специальным закалочным установкам. Поскольку уже закаленное резать запрещается, все необходимые отверстия, вырезки и кромки делаются предварительно, то есть вся механическая обработка должна происходить еще до закалки стекла. Прочность закаленного изделия 5-7 раз больше, чем прочность обычного стекла.

rumpus.ru

Какое бывает стекло и что надо знать перед покупкой

Итак, вы решили самостоятельно вставить стёкла в квартире. Необходимость в этом может возникнуть как при строительстве нового здания, так и при замене разбитого стекла в раме. Казалось бы, что может быть проще, однако проблемы могут начаться с самого начала – с покупки необходимого вида стекла.

Каждый конкретный вид стекла направлен на выполнение определённой функции. Основных функций можно выделить пять: зимняя теплоизоляция, защита от перегревов в летний период, обеспечение безопасности, звукоизоляция, эстетическая функция. Для реализации данных функций и разработаны различные виды стекол.

Виды стекол

В строительстве используются следующие виды стекла:

  • стекло узорчатое;
  • армированное;
  •  закалённое;
  • теплосберегающее стекло;
  • многослойное;
  • цветное стекло;
  • стекло ламинированное;
  • и другие виды.

Именно о вышеперечисленных видах и пойдёт речь.

Стекло армированное

При строительстве бани либо сауны предпочтение лучше всего отдать армированному стеклу, благодаря его пожаростойким свойствам конкурентов у такого стекла пока нет.

Армированное стекло имеет прямое отношение к листовому, только включает в себя некоторые нюансы производственного масштаба. В процессе изготовления листового полотна в его структуру включают металлическую сетку с ячейками разной формы и размера. На выходе получается армированное стеклянное полотно, которое помимо общих свойств и характеристик стекла имеет ещё некоторые преимущественные отличия. Под воздействием высоких температур или открытого огня стеклянное армированное полотно благодаря основе в виде металлической сетки не даст стеклу потерять свою форму, даже если произойдёт раскол в некоторых местах полотно останется в первозданном виде. Большая огнеупорность делает армированное стекло широко распространённым при строительстве конструкций, подверженных влиянию высоких температур.

Стекло закалённое

Вид листового стекла, которое изготовлено стандартным способом, после чего подвержено дополнительной термической обработке. Благодаря чему такое стекло приобретает свой статус – закалённое, и дополнительные качественные характеристики. Повышенные качества термостойкости и более высокая степень ударопрочности делают закалённое стекло наиболее привлекательным в строительстве. Но у такого стекла есть одна особенность, после процедуры закаливания стеклянное полотно не подлежит механической корректировке, то есть его нельзя резать по необходимому вам размеру. Этот нюанс стоит учесть ещё до основного процесса закаливания.

Теплосберегающее стекло

Стекло отличающееся повышенной стеклоизоляцией. Широкое применение получило в производстве ПВХ-окон. Благодаря своей отличительной особенности стекло не плохо справляется с  экономией тепла в помещении.

Если вас беспокоит проблема потребления электроэнергии, особенно в зимнее время, когда воздух квартиры ниже комнатных 21 градуса, то мой совет вместо напольного радиатора установить стеклопакет с энергосберегающими стёклами. Такой вид остекления позволит не пропускать тепло на улицу, сохраняя его в вашем доме.

Стекло многослойное

Многослойным называют стекло, имеющее несколько слоёв, связанных между собой специальным соединением. Такой вид стекла обладает повышенными показателями ударопрочности. В качестве защиты вашего жилья от постороннего нежелательного проникновения имеет смысл рассмотреть вариант многослойного стекла. Стекло в зависимости от технологических особенностей и количества используемых слоёв может быть пуленепробиваемым.

Если вы являетесь жителем частного дома, и установленная система сигнализации не придаёт вам стопроцентной уверенности в вашей безопасности, а решётки на окнах не воодушевляют, то возможным вариантом решения этой проблемы может стать установка многослойных стеклопакетов. Многослойное стекло визуально не отличается от самого обычного, но в то же время имеет высокий класс ударопрочности.

 Стекло узорчатое 

Для решения индивидуальных дизайнерских задумок стеклопроизводители предлагают штучное стекло, или стеклянные полотна с нанесением индивидуальных узоров и рисунков. Входная дверь вашего жилья может быть оформлена с применением именно узорчатого или же рифлёного стекла, что только подчеркнёт ваш вкус и нестандартность.

Особенности производства стекла с нанесением узора сильно не отличаются от производства листового, но уделяется внимание требованиям заказчика относительно нанесения индивидуальных узоров, декоративных рисунков. Распространённый наглядный пример – зеркало как декоративный элемент гостиной или же ванной комнаты.  Нанесение рисунка на поверхность стекла делается благодаря специальному красочному составу. На готовое полотно наносят требуемый рисунок с использованием трафарета. Соблюдая все необходимые технологические показатели температуры, влажности, давления в производственном помещении, можно быть уверенным, что процедура нанесения рисунка произойдёт качественно и быстро. В некоторых случаях рисунок наносят в два слоя.

Цветное стекло

Цветное стекло производят при помощи специальных прибавок в стекломассу – различные элементы дают различную окраску. Область применения цветного, непрозрачного стекла невероятно широка. Основная его функция – эстетическая, декоративная. В строительстве такие стекла используются для изготовления и декорирования дверей, окон, мебели (к примеру, столешниц), ванных принадлежностей, витражей и многого другого.

Стекло ламинированное

Триплекс – ламинированное стекло – считается архитектурным стеклом, состоящим из двух, трёх или более стекол, которые ламинируются вместе при помощи специальной ламинирующей пленки или же особой ламинирующей жидкости. Отличительная особенность данного вида стекла заключается в том, что при разрушении или битье ламинированное стекло защищено от рассыпания, так как осколки прикрепляются к ламинированной пленке. Это, однако, никак не влияет на увеличение механической прочности стекла. Ламинирование стекла также обеспечивает лучшую звукоизоляцию в помещениях, так как такое стекло способно эффективно понижать воздействие идущих с улицы нежелательных шумов. При помощи различных ламинирующих пленок можно добиться практически любого тонирования стекла. Ламинирование особенно полезно и популярно, если нужно остеклить балкон, фасад.

Толщина стекла

Толщина подбирается в зависимости от области применения стекла. Так, если речь идёт об установке стекла в обычном окне, применять стоит листы стандартной толщины, равной 2,5-4 мм. Витражи и другие окна, отличающиеся большим проёмом, лучше стеклить более толстым стеклом приблизительно в 6-10 мм.

Универсальный совет: чем больше у стекла толщина, тем меньше стоит делать его площадь. Благодаря этому можно будет обеспечить наибольшую прочность материала. Кроме того увеличение толщины уменьшает термическую стойкость стекла.

Обратите внимание, что, чем выше окно располагается, тем толще в нем должно быть стекло и, соответственно, тем меньше площадь листа.

Советы покупателю при покупке стекла

Итак, немного изучив изучив свойства стекла и основные характеристики можно подвести некий итог: прежде чем покупать стекло, необходимо иметь чёткое представление, каким требованиям оно должно отвечать.  Выбирать стекло лучше всего именно исходя из того, для какого помещения оно предназначается.

Если вам необходимо стекло в качестве стеклопакета для вашего жилья, то стоит рассмотреть группу листового стекла в зависимости от климатических особенностей вашего региона. Если окна находятся на солнечной южной стороне и вас беспокоит жаркое палящее солнце, то советую подумать о варианте солнцезащитного стекла. Такое стекло не позволит солнечным лучам попадать в ваш дом, нагревая воздух в помещении. Конструктивные особенности стеклянного солнцезащитного полотна будут отражать солнечные лучи. Но стоит отметить, что такое стекло будет нагреваться и не приветствует резкого перепада температур.

Обратите внимание на прочность стекла – она зависит от некоторых составляющих, включающих в себя способ выработки, способ обработки торцов и поверхностей, степени закалки и отжига, однородности, состояния поверхности и размеров листа.

При выборе стекла следует помнить, что появление в процессе изготовления микротрещин и неоднородностей на поверхностях листа снижают прочность стекла приблизительно в 100 раз. Чтобы избежать ошибки, стоит внимательно осмотреть кромки и углы: первые должны быть как можно более ровными, а углы при этом – целыми. Даже небольшие зазубрины и сколы по кромкам с легкостью могут стать обычными концентраторами напряжения, а следовательно, такое стекло долго не проживет. При этом не стоит бояться предъявить претензии продавцам такого некачественного стекла: наличие на продукте небольших дефектов (инородных включений, царапин, пузырей и тому подобного) возможно, однако оно регламентируется специализированными стандартами.

Немаловажно также обратить внимание на направление резки стекла. Длинную сторону стекла следует размечать параллельно длинной же стороне того листа, который раскраивается. Кстати, не забывайте, что резка стекла при его приобретении увеличивает его общую стоимость приблизительно на 30 процентов.

Если вы определились с выбором вида стекла, то решающим шагом является его покупка. Выбор производителей и розничных сетей весьма обширен, не стоит торопиться. Рассмотрите все возможные предложения и с уверенностью делайте выбор. Удачных вам покупок.

sekretystroyki.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о