Классификация видов стекол

Плоское флоат-стекло.

Смесь сырьевых компонентов заряжается в топку и разбавляется водой, чтобы отделить нужные компоненты от грязи. В топке процесс производства стекла проходит 3 главные стадии:

•   плавка, когда сырье плавится при температуре 1550° С;

• очищение, когда расплавленное стекло гомогенизируется (становится
однородным) и из него удаляются пузырьки газа;

• смена температурного режима, когда расплав охлаждается до вязкого
состояния, удобного для протягивания его через ванну с оловом.

Далее жидкое стекло выливается на поверхность ванны, наполненной расплавленным оловом, температура которого около 1000 С. Ванна сделана в виде ленты, толщина олова 6 -7 мм. Благодаря высокой вязкости стекла оно не смешивается с жидким оловом, при этом обеспечивается очень гладкая контактная поверхность обоих материалов, что и определяет ровную качест­венную поверхность стекла. Толщина будущих листов стекла определяется количеством вылитого в ванну расплава стекла.

После ванны с оловом твердое уже стекло в виде ленты проходит через холодный туннель, называемый «лехр». Температура стекла постепенно по­нижается с 620° С до 250°С. Процесс охлаждения продолжается до тех пор, пока состояние стекла не позволит его резать и обрабатывать.

Охлажденная стеклянная лента нарезается на столах-автоматах на листы нужного размера.

Только таким методом производства возможно получение стекла марки МО.

Является самостоятельным продуктом и сырьем для всех видов стекол с заданными свойствами.

Тонированное в массе (селективное).

Тонированное стекло – это стекло, окрашенное в массе, во время про­цесса его плавки на литейном заводе. Окрашивание в синий, бронзовый, се­рый или зелёный цвет, приводит к сильному поглощению соответствующих частей спектра. Благодаря абсорбции, стекло поглощает около 50% энергии солнечного излучения, и в последствии отражает энергию, направляя ее на­ружу.

При конструировании фасадов необходимо учитывать возможность спонтанного разрушения стекла вследствие поглощения слишком большого количества тепла и последующего термического шока. Во избежание чего рекомендуется использовать термоупрочненное или закаленное тонирован­ное стекло.

Рефлекторное стекло.

Рефлекторные стёкла обеспечивают более эффективную защиту от солнца за счет нанесённого на поверхность стекла отражающего слоя, кото­рый наносится на прозрачное или тонированное в массе стекло в процессе его производства. Его задачей является отражение, как дневного света, так и солнечного тепла.

Использование такого стекла в остеклении позволит снизить нагрев по­мещения от солнечных лучей, снизить затраты на кондиционирование поме­щения, обеспечить оптимальный энергетический баланс здания, а также ук­расить фасад здания (эффект зеркального отражения)

Солнцезащитные стекла либо отражают, либо поглощают излучение. Теплопоглощающие стекла 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%, 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° С 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 окисно-металлическими, 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 солнцезащитные стекла учтите: искажение цветов просмат­риваемых через него предметов должно быть минимальным.

Энергосберегающее (низкоэмиссионное) стекло.

На окна приходиться более 40% потерь тепла в здании, которые складывают­ся из:

• теплопроводности;

• конвекции;

• теплового излучения.

Потерю тепла по первым двум пунктам можно уменьшить, используя в остеклении стеклопакеты, но основная доля (2/3 от всех теплопотерь окна) приходятся на тепловое излучение.

Эти потери могут быть снижены за счет использования в стеклопакетах энергосберегающего стекла с низкоэмиссионным покрытием (LowE). Данное покрытие наноситься на поверхность стекла в процессе его производства ме­тодом катодного распыления в магнитном поле в условиях вакуума. Покры­тие имеет способность отражать инфракрасную (тепловую) часть светового спектра. Стекло обеспечивает хорошую теплоизоляцию зимой, препятствуя выходу тепла наружу из помещения, обладая в то же время хорошим светопропусканием.

Напыление может наноситься как на прозрачные стекла, так и на стекла, окрашенные в массе, при этом возможно получение таких специфических конструкций, как электрообогреваемые стекла или "антистатические" стекла (защищенные от накопления статического электричества).

В зависимости от функционального назначения проектируемого остек­ления, в нем могут быть применены два типа покрытия, принципиально раз­личающиеся по технологии нанесения.

«Твердое покрытие» («Hard coating» – англ.) на основе оксида олова SnO₂:F, называемое иначе «полупроводниковым покрытием». Стекла с таким покры­тием, как правило, обозначаются в специальной литературе термином «к-стекло».

Наносится непосредственно на одной из стадий производства флоат-стекла (так называемая технология «on-line» – англ, «на линии») за счет хи­мической реакции пиролиза (разложения вещества под действием высоких температур). Во время этой реакции слой оксида олова оседает на поверх­ность горячего стекла, становясь неотделимой его частью. При этом образу­ется крепкое и прочное металлическое покрытие, обладающее химической, механической и термической стойкостью, равноценной стеклу без покрытия. Твердые покрытия устойчивы к воздействию погодных условий и выдержи­вают воздействия температур до 620°С.

«Мягкое покрытие» («Soft coating» – англ.) на основе серебра — Ag, обо­значаемое в литературных источниках как «i-стекло». Наносится на готовое флоат-стекло (технология «off-line» – англ, «вне линии») и удерживается на нем силами молекулярного взаимодействия. Со­стоит из нескольких тонких слоев, выбор которых зависит от требуемых ха­рактеристик остекления: излучательной способности, светопропускания, а также оптических свойств — удаления нежелательного отражения.

В отличие от «твердых» покрытий, «мягкие» ограниченно устойчивы по отношению к погодным и температурным воздействиям. Однако при уста­новке в стеклопакете покрытием в сторону воздушной камеры обладают дол­говечностью, сопоставимой с «твердыми» покрытиями.

Последнее поколение – низкоэмиссионные i-стекла с напылением се­ребра, установленные в однокамерный стеклопакет, обеспечивают сопротив­ления теплопередаче до 0,806 м² оС/Вт.

Главная идея в производстве энергосберегающих стекол – напыление на поверхность особого проводящего слоя из оксидов металлов. Сохранение тепла обеспечивает именно это покрытие, эффективно отражающее тепло­вую энергию как внутрь помещения зимой, так и вовне – летом. Толщина этого покрытия настолько мала, что оно абсолютно прозрачно для видимого света и солнечных лучей. Преимущества: изготавливаются напылением двух слоев: рефлекторного и энергосберегающего (рефлекторное и энергосберегающее в одном); обеспечивают одновременно защиту здания от избыточного нагрева и энергосбережение;    экономят затраты как на кондиционирование, так и отопление.

Узорчатое стекло.

Узорчатое стекло – это листовое стекло, одна поверхность которого имеет декоративную обработку. Оно бывает разных цветов, рисунков, раз­личной толщины (4-6 мм), может иметь различную светопропускаемость.

Обычные узорчатые стекла получаются с помощью метода прокатки еще горячего стеклянного листа через рельефные валики. Но наши умельцы изо­бретают и свои способы обработки. Например, стекло «мороз» делают так – на стекло наносят силикатный клей, а затем кладут в печь. В результате по­лучается очень похоже на те узоры, что зимой образуются на наших стеклах. Интересен и процесс рождения узорчатого стекла «метелица». Под осты­вающую пластичную стеклянную массу пускают воздух, который, пробивая себе путь, оставляет на стекле рельефные волны.

Эмалированное стекло.

С некоторым отступлением к цветным стеклам можно отнести стекло полученное путем спекания краски со стеклом при высокой температуре. Та­кая композиция называется – эмалит (стемалит). Данное стекло применяют в фасадных конструкциях для закрытия межэтажных перекрытий.

Пожаробезопасное стекло.

Это стекло представляет собой бесцветное, прозрачное ламинированное стекло, где листы флоат-стекла скреплены между собой специальным гелем. Гель разбухает при соприкосновении с огнем, превращаясь в изолирующую «пену». В зависимости от конструкции стекла обеспечивает защиту до 120 минут. Также является безопасным стеклом.

Пожаростойкое стекло подразделяется на классы:

1. Класс EI – критерий целостности и термоизоляции. Обеспечивают полную защиту в случае пожара, как от проникновения пламени и продуктов горения, так и от теплового потока. Пределы огнестойкости пожаробезопас­ных стекол 15, 30, 45, 60, 90 или 120 минут.

2. Класс EW – критерий целостности и ограничения величины теплового потока. Обеспечивают помимо целостности, существенное снижение передачи тепла, и по своим техническим характеристикам находятся между стеклами классов Е (критерий целостности) и ЕЦ (критерий целостности и термоизоляции).

Пожаробезопасные стекла применяются при производстве стеклопакетов, используются отдельно в светопрозрачных конструкциях: дверях, стек­лянных перегородках, окнах. Например, при строительстве гостиниц, торго­вых и развлекательных центров, больниц, учебных заведений, аэропортов, офисных и промышленных зданий, как для наружного, так и для внутреннего остекления.

Армированное стекло.

Листовое стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое. При пожаре оно может треснуть, однако арматура удерживает его на месте, предотвращая тем самым распространение огня. Осколки стекла не выпада­ют даже при образовании нескольких разломов.

Это – специальное стекло, при пожаре образующее эффективную пре­граду против дыма и горячих газов. Его уникальные свойства обеспечивают­ся методом литья.

В отличие от других видов обычного огнестойкого стекла, это стекло предотвращает распространение огня даже и в разбитом виде – при образо­вании нескольких разломов осколки не выпадают, а удерживаются на месте арматурой. Это многосторонне испытано в реальных пожарах.

Поставляется в шлифованном и литом вариантах. Оба вида могут быть ламинированы.

Закаленное стекло.

Закаленное стекло представляет собой листовое стекло, подвергнутое специальной термической обработке с целью повышения механической прочности и обеспечения безопасного характера разрушения.

• не разрушается от случайных бытовых ударов;

• обладает высокой термической стойкостью, что позволяет применять
его для фасадного остекления;

• при разрушении образует мелкие, безопасные осколки стекла, которые
не способны травмировать людей.

Предел прочности закаленного стекла при изгибе может достигать 250 МПа, что более чем в 5 раз превышает предел прочности обычного листового стекла, а прочность на удар у закаленного стекла в 3-4 раза выше, чем у обычного.

Увеличение механической прочности обуславливает повышение термо­стойкости. У обычного стекла термостойкость около 400° С, закаленного – до 1800° С. Это позволяет стеклу противостоять разрушению при перегреве или при перепадах температур.

Оптические же свойства стекла (коэффициенты пропускания, поглоще­ния, отражения) после закаливания практически не изменяются.

Ламинированное стекло.

Триплекс, представляет собой композицию из двух или более слоев стекла, перемежающихся слоями смолы или пленки. Такое стекло обладает хорошими защитными свойствами – при разбивании осколки остаются при­клеенными к промежуточному слою.

В зависимости от используемого промежуточного слоя триплекс может приобретать различные свойства. Завод стеклопакетов и архитектурного стекла предлагает триплексы:

• шумопонижающие триплексы с такими свойствами способны пони­
жать уровень шума;

• ударопрочные триплексы с повышенной прочностью. Различное сочетание слоев стекла и смолы позволяет достигать различных классов прочности: А1-АЗ – устойчивые к ударам, Б1-БЗ – устойчивые к пробиванию, В1-В6 – пуленепробиваемые;

• устранение конденсата на остекленной поверхности;

• удаление снега и льда;

• устранение тяги – направленных потоков холодного воздуха;

• возможность совместного использования с системой охранной сигнализации;

• поддержание постоянного микроклимата в помещении;

• равномерное распределение тепла позволяет создать более комфортные условия при снижении общей температуры помещения (принцип «тепловой завесы»).

 

Ознакомиться с практической работой и выписать в тетрадь для практических и лабораторных работ:

1. Стеновые, отделочные и специальные виды керамических материалов;

2. Классификация видов стекол.