Стекло. Изготовление и свойства. Изолирующее стекло

После проката механическим способом стекло выходит из машины в готовом к употреблению состоянии, не требующем дальнейшей обработки. Стекло полностью прозрачно, бесцветно и имеет равномерную толщину. Его поверхность гладкая с обеих сторон и блестит. Основной состав текучего стекла может в незначительной степени изменяться из-за происхождения используемого сырья, что на физических показателях практически не сказывается.

Согласно нормам DIN 1249 часть 10, исключения могут составлять цветовые показатели, пропускаемость света и энергии. При изготовлении цветных стекол цвет создается за счет различных окисно-металлических добавок. При этом возможности цветовой гаммы весьма ограничены. Расширить выбор цветов и рисунков можно за счет покрытия эмалью по трафаретной технологии. Эмалью можно покрывать только прочные однослойные безосколочные стекла.

Остекленные поверхности с наклоном более 10° от вертикали рассматриваются в связи с дополнительными нагрузками при остеклении крыш (собственная нагрузка, нагрузки снега, ветра и климатических факторов), для них действуют «Технические правила для использования остекления с линейной посадкой» (TRLV) Немецкого института строительной техники (DIBt).

Рис. Характеристики предварительно напряженного стекла ESG или TVG (частично предварительно напряженное стекло)

Стекло быстро нагревается примерно до 680° С. При обдувании холодным воздухом внешние слои охлаждаются быстрее и затвердевают. При продолжении обдувания затвердевшие крайние зоны препятствуют стягиванию в зоне центра. Зоны по краям сжимаются, а внутри возникает растягивающее напряжение. Если теперь на стекло будут воздействовать изгибающие усилия, то перед тем, как материал должен будет воспринять растягивающее напряжение, сначала снижается сжимающее напряжение. Благодаря такой технологии можно увеличить предел прочности на изгиб с 45 Н/мм² (обычное текучее стекло) до 120 Н/мм².

Свойства. С физической точки зрения, стекло — это переохлажденная жидкость. Оно считается хрупким материалом, который, хотя и может хорошо принимать давящее напряжение, но его предел прочности на разрыв составляет лишь 1/10 предела прочности на раздавливание. При выходе за границы эластичности вследствие механических или термических напряжений происходит разлом, в результате которого обычное стекло разламывается на острые осколки различной величины, что может представлять собой опасность для людей.

Благодаря использованию различных технологий, свойства стекла можно адаптировать под самые различные требования.

При дополнительной термической обработке стекол обеспечивается основное напряжение в стекле, повышающее его прочность на растяжение и изгиб - 2. Если происходит разлом, то благодаря предварительному напряжению стекло крошится, не образуя острых осколков (ESG — прочные однослойные безосколочные стекла). За счет нанесения на стекла определенных покрытий становится возможным влиять на проницаемость для волн определенной длины или отражающую способность стекла (например, теплозащитное стекло).

Двухслойные и многослойные стекла могут иметь промежуточную прокладку, которая может выполнять различные функции. Прокладка из особо прочной пленки позволяет не допустить выпадения осколков стекла (VSG — триплекс - стр. 108 - 4), несколько слоев прокладок сдерживают разламывание остекленных поверхностей. Прокладки, на которых можно печатать, дают возможность разнообразить цветовое и графическое оформления стекла. Специальные гелиевые заполнители препятствуют проникновению нежелательного теплового излучения.

Рис. 4. Светотехнические характеристики светопроницаемых строительных материалов, уровень отражения стр. 496 (2), стр. 505 (7)

Изолирующее стекло. Изолирующее стекло из 2-х пластин. Изолирующее стекло по стандарту состоит их двух пластин. По краям стеклянные пластины герметично (воздухо- и газонепроницаемо) соединяются друг с другом с использованием распорного крепления.

Существенного улучшения коэффициента теплопроводности можно добиться за счет нанесения на стеклянные пластины специальных покрытий. В связи со своим высоким коэффициентом теплопроводности тепло- и солнцезащитные стекла заменили собой изолирующие стекла без специального покрытия согласно вводившимся с 1995 по 2002 год нормативам тепло- и энергосбережения. Лишь в редких случаях бывает допустимо исполнение обычного изолирующего стекла из двух пластин на основе расчета согласно распоряжению о тепловой защите EnEv.

Рис. Изолирующее стекло может состоять из двух или трех пластин. За счет различных комбинаций покрытий и дополнительных слоев можно формировать стекло со специфическими свойствами

Об выпускаемых видах стекол, их оптических возможностях и технических показателях, а также об их максимальных размерах, можно узнать из документации на продукцию стекольной промышленности. Комбинации многих видов армированного стекла и окрашенного литого стекла приводят при солнечном излучении к напряжению стекла и возможным разломам, поэтому таких комбинаций следует избегать. Кроме того, при определении размеров стекла и выборе изолирующих прокладок необходимо учитывать все действующие нормы DIN, технические правила для остекления с линейной посадкой и защитой от выпадения, нормы для остекления и нормы для стекольных мастерских.