Каждый день мы видим сотни окон, в которых установлены стёкла. Причём стёкла отличаются по составу, месту применения и процессу изготовления. Поэтому мы решили немного подробнее остановиться на этой интересной теме, а именно рассмотрим виды стекла. Тип и качество стекла для окон определяется на месте его производства в расплавленном состоянии. Специальная обработка на начальной стадии придаёт стеклу специфические свойства, например прочность, цвет, размер и т.д.
Флоат-стекло
Флоат-стекло изготовляется в процессе всплывания расплавленного стекла в ванне с жидким оловом, в результате чего получается лист стекла с ровной поверхностью (термополированное листовое стекло).
Выпускается такой тип стекла прозрачным с толщиной от 3 до 25 мм. Для окон обычно используют стекло толщиной от 3 до 6 мм.
Какое стекло лучше – из чего выбираем
История стекла насчитывает более 5000 лет. Первое окно со стеклом появилось еще в итальянских Помпеях. Несмотря на столь внушительную историю, взрывной скачок в технологии изготовления оконного стекла приходится на середину 20 века. Производствостеклафлоат-методом позволило добиться идеально ровной поверхности без оптических искажений. Метод состоит в термическом формировании стекломассы на поверхности расплавленного олова, с дальнейшим ее формованием и охлаждением.
Инновации в стекольной промышленности шагнули далеко вперед. В продуктовых линейках ведущих мировых, производителей появились стекла различного назначения. Дополнительные функции стеклу придают путем нанесения различных покрытий на его поверхность.
Фото: современное производство стекла насчитывает миллионы м2 Покрытия по способу нанесения подразделяются на: пиролитические и магнетронные, а по функциональности: на солнцезащитные, энергосберегающие и мультифункциональные.
Пиролитические покрытия получают осаждением оксидов металлов из растворов или паров на еще горячее стекло сразу на флоат-линии. Полученные покрытия называют «жесткими», устойчивыми к внешним воздействиям наравне со стеклом, а стекло можно использовать в составе стеклопакета или отдельно.
Магнетронные покрытия получают путем осаждения на поверхность стекла заряженных ионов металлов в вакуумно-магнетронной установке. Это покрытие относят к разряду «мягких», потому что их стойкость к внешним воздействиям ниже стойкости самого стекла. Стекла с мягкими покрытиями в большинстве случаев нельзя использовать в одиночном остеклении, только в составе стеклопакета напылением внутрь. Мягкие покрытия более эффективны, чем твердые, что определяет их массовое применение для придания стеклу солнцезащитных и теплосберегающих свойств. К этому разряду относятся энергосберегающее i-стекло, солнцезащитные стекла и стекла нового поколения – мультифункциональные.
Фото: стекло решает также задачи по обеспечению энергоэффективности жилья Мультифункциональное стекло объединяет в себе свойства энергосберегающего и солнцезащитного стекла за счет тончайших слоев напыления нескольких металлов.
Узорчатое стекло или матовое стекло
Узорчатое стекло имеет декоративную обработку или фактуру с одной стороны. Прозрачность такого стекла зависит от интенсивности узора и выбранного цвета. Обычно изготовляют узорчатое стекло толщиной от 3 до 6 мм.
Узорчатое стекло или матовое стекло применяют в ванных комнатах, а так же на кухне. Оно пропускает достаточное количество света и к тому же не даёт чёткого изображения.
Виды стекла
Кварцевое стекло
Кварцевое стекло получают плавлением кремнезёмистого сырья высокой чистоты. Кварцевое стекло состоит из диоксида кремния SiO2 и является самым термостойким
стеклом: коэффициент его линейного расширения в пределах 0 — 1000 °С составляет всего 6х10-7. Поэтому раскаленное кварцевое стекло, опущенное в холодную воду, не растрескивается.
Температура размягчения кварцевого стекла, при которой достигается динамическая вязкость 107 Пуаз (10 Пахс) равна 1250 °С
. При отсутствии значительных перепадов давления кварцевые изделия можно применять до этой температуры. Полное же плавление кварцевого стекла, когда из него можно изготавливать изделия, наступает при 1500-1600 °С.
Известно два сорта
кварцевого стекла:
прозрачный
кварц и
молочно-матовый
. Мутность последнего вызвана обилием мельчайших пузырьков воздуха, которые при плавке стекла не могут быть удалены из-за высокой вязкости расплава. Изделия из мутного кварцевого стекла обладают почти такими же свойствами, как и изделия из прозрачного кварца, за исключением оптических свойств и большей газовой проницаемости.
Поверхность кварцевого стекла обладает незначительной адсорбционной
способностью к различным газам и влаге, но имеет наибольшую газопроницаемость среди всех стекол при повышенной температуре. Например, через кварцевую трубку со стенками толщиной в 1 мм и поверхностью 100 см2 при 750 °С за один час проникает 0,1 см3 Н2, если перепад давлений составляет 1 атм (0,1 МПа).
Кварцевое стекло следует тщательно предохранять от всяких загрязнений, даже таких как жирные следы от рук. Перед нагреванием кварцевого стекла имеющиеся на нем непрозрачные пятна снимают при помощи разбавленной фтороводородной кислоты, а жировые — этанолом или ацетоном.
Кварцевое стекло устойчиво в среде всех кислот
, кроме HF и Н3РO4. На него не действуют до 1200 °С С12 и НСl, до 250 °С сухой F2. Нейтральные водные растворы NaF и SiF4 разрушают кварцевое стекло при нагревании. Оно совершенно непригодно для работ с водными растворами и расплавами гидроксидов щелочных металлов.
Кварцевое стекло при высокой температуре сохраняет свои электроизоляционные свойства. Его удельное электрическое сопротивление при 1000 °С равно 106 Омхсм.
Обычное стекло
К обычным стеклам относятся известково-натриевое, известково-калиевое, известково-натриево-калиевое.
Известково-натриевое (содовое
), или натрий-кальций-магний-силикатное, стекло применяют для выработки оконных стекол, стеклотары, столовой посуды.
Известково-калиевое (поташное
), или калий-кальций-магний-силикатное, стекло обладает более высокой термостойкостью, повышенным блеском и прозрачностью; используется для выработки высококачественной посуды.
Известково-натриево-калиевое (содово-поташное
), или натрий-калий-кальций-магний-силикатное, стекло имеет повышенную химическую стойкость, благодаря смешению окислов натрия и калия; наиболее распространено в производстве посуды.
Боросиликатное стекло
Стекла с высоким содержанием SiO2, низким – щелочного металла и значительным – оксида бора B2O3 называются боросиликатными. Борный ангидрид действует как флюс для кремнезема, так что содержание щелочного металла в шихте может быть резко уменьшено без чрезмерного повышения температуры расплавления. В 1915 году фирма Corning Glass Works
начала производить первые боросиликатные стекла под торговым названием
Pyrex
. Стекло марки
Pyrex
является боросиликатным стеклом с содержанием не менее 80% SiO2, 12-13% В2O3, 3-4% Na2О и 1-2% Аl2О3. Оно известно под разными названиями:
Corning
(США),
Duran
50,
Йенское
стекло G20 (Германия),
Гизиль
,
Монекс
(Англия),
ТС
(Россия),
Совирель
(Франция),
Simax
(Чехия).
В зависимости от конкретного состава стойкость к термоудару таких стекол в 2–5 раз выше, чем у известковых или свинцовых; они обычно намного превосходят другие стекла по химической стойкости и имеют свойства, полезные для применения в электротехнике.
Температура размягчения стекла «пирекс» до динамической вязкости в 1011 пуаз (1010 Пас) составляет 580-590 °С. Тем не менее стекло пригодно для работ при температурах до 800 °С, но без избыточного давления. При использовании вакуума температуру изделий из стекла «пирекс» не следует поднимать выше 650 °С. В отличие от кварцевого стекло «пирекс» до 600 °С практически непроницаемо для Н2, Не, O2 и N2. Фтороводородная и нагретая фосфорная кислоты, так же как и водные растворы (даже 5%-ные) КОН и NaOH, а тем более их расплавы, разрушают стекло «пирекс».
Хрустальное стекло
Хрустальные стекла (хрусталь) — высокосортные стекла, обладающие особым блеском и способностью сильно преломлять свет. Различают свинцовосодержащие и бессвинцовые хрустальные стекла.
Свинцовосодержащие хрустальные стекла
— свинцово-калиевые стекла, вырабатывают с добавлением окислов свинца, бора и цинка. Характеризуются повышенным весом, красивой игрой света, мелодичным звуком при ударе; применяют для производства высококачественной посуды и декоративных изделий. Наибольшее применение имеет хрусталь с содержанием от 18 до 24% окислов свинца и 14—16,5% окиси калия (легкий).
К бессвинцовым хрустальным стеклам относятся баритовое, лантановое и др.
Баритовое
стекло содержит повышенное количество окиси бария. Обладает лучшим блеском, более высокой светопреломляемостью и удельным весом по сравнению с обычными стеклами, применяют как
оптическое
и
специальное
стекло.
Лантановое
стекло содержит окись лантана La2О3 и лантаниды (соединения лантана с алюминием, медью и др.). La2О3 повышает светопреломление. Отличается высоким качеством; применяется как
оптическое
.
Закалённое стекло
Закалённое стекло — это обычное стекло, которое подверглось термообработке для повышения прочности. Когда такое стекло разбивается, то оно распадается на очень мелкие кусочки и починить его уже невозможно.
Резать, сверлить закалённое стекло нельзя, разве что до закалки. Стекло такого типа применяется в телефонах и других вещей.
Свойства стекла
Разные виды стекла для окон имеют отличающиеся свойства. Однако их основа обладает общими характеристиками. Ведь нужно разделять свойства самих стекол и вспомогательных элементов, которые используют при изготовлении разных изделий. Исключение могут составить только закаленные или окрашенные в массе стекла для оконных рам и активных створок. У этих изделий отличается теплопроводность, хрупкость и прочность на изгиб.
Поскольку состав оконного стекла примерно одинаков у разных производителей (75-80% SiO2, 10-15% CaO и приблизительно 15% Na2O), оно имеет в целом схожие свойства:
- теплопроводность составляет от 0,4 до 0,82 Вт/(м · °С) – это означает, что материал хорошо проводит тепло и обладает низкой энергоэффективностью;
- светопропускная способность – до 92%;
- химическая стойкость – оконные стекла инертны к бытовой химии и веществам, содержащимся в воздухе;
- преломление света – от 1,46 до 1,53;
- прочность при ударном изгибе составляет 0,2 Мпа, что свидетельствует о хрупкости материла;
- электропроводность – зависит от температуры и наличия примесей, но в целом материал безопасен в эксплуатации.
Такие свойства сегодня нельзя считать идеальными для современных окон, поэтому производители используют технологии и вещества, позволяющие улучшить характеристики. Ведь от того, из чего сделано оконное стекло, во многом зависят безопасность, уровень энергосбережения, солнцезащита и эстетика. Для улучшения свойств используют разные методики – добавляют нужные химические соединения и вещества в состав смеси в процессе изготовления стекла либо наносят различные покрытия на поверхность готовых листов. Также иногда применяют технологию интеграции других материалов внутрь стекла (армирование).
Многослойное стекло
Многослойное стекло — это склеенные обычные два или более стекла меж собой с прозрачной прочной плёнкой из пластика. Один из таких видов стекла это «триплекс». Прозрачная прочная плёнка служит для поглощения удара, также снижает риск получения травмы от разлетающихся кусков стекла.
Этот тип стекла препятствует выцветанию текстильных и ковровых изделий, потому что задерживает 99% ультрафиолетового излучения. Толщина бывает от 4 мм до 13,5 мм. Можно встретить прозрачные, окрашенные и узорчатые разновидности.
Общие сведения о стеклянных и плавленных материалах
В зависимости от исходного сырья различают три вида плавленых материалов и изделий:
- стекло и стеклянные изделия;
- шлаковые литые изделия;
- плавленые каменные изделия (горных пород).
Наиболее широко применяется стекло. Из шлаковых изделий и материалов получила распространение литая брусчатка для мощения дорог, щебень для бетона. Из плавленных горных пород изготовляются специальные кислотоупорные, огнеупорные и облицовочные материалы.
По структуре плавленые материалы могут быть аморфными (прозрачными или непрозрачными), как, например, стекло, или частично кристаллическими (плавленые изделия из горных пород или шлаков, все непрозрачные). По химическому составу эти плавленые материалы представляют собой различные силикаты, алюмосиликаты, в частности магнезиальные, реже бораты, фосфаты, и др.
ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТЕКЛА, ДЕКОРИРОВАННЫЕ В ГОРЯЧЕМ СОСТОЯНИИ
Ндп. Гнутое изделие из стекла
D. Freigeblasenes Glaserzeugnis
D. Glaserzeugnis mit Ornamenten
D. Glaserzeugnis mit optischen Effekten
D. Glaserzeugnis mit Anlauffarbe
D. Glaserzeugnis Krakelee
D. Glaserzeugnis mit Reliefen
D. Glaserzeugnis mit
D. Glaserzeugnis mit
Нормируемые показатели качества стекла
Нормируемые показатели качества стекла рассчитываются в соответствии с требованиями оптической системы. Номинальными значениями являются:
- Показатель преломления, коэффициент дисперсии. Устанавливается пять категорий.
- Однородность по ne партии заготовок. Устанавливается четыре класса качества по данному значению.
- Оптическая однородность. Характеризуется максимальным расхождением показателей для различных зон стеклянного изделия. Устанавливается шесть категорий однородности.
- Интегральный показатель ослабления, коэффициент пропускания. Устанавливается восемь категорий.
- Двулучепреломление. Устанавливается пять категорий. Учитывается разность движения лучей при длине волны 550 нм, замеряемой по определенному краю.
- Бессвильность. Выделяют две категории стекол по данному показателю.
- Пузырность. Классифицируется пятью группами с допустимой совокупной площадью сечений пузырей для каждой.
Изображение №4: показатели качества стекла
Декоративное стекло.
Очень часто можно видеть, что незавершенный дом после установки окон неповторимо преображается и абсолютно меняет свой характер. В этом безусловная заслуга правильно подобранных стекол. Стекла, как предмет декора, могут поразительно изменить характер дома или внутреннего его убранства. Для этой цели производители изготавливают разнообразные по техническим параметрам толщины и светопроницаемости декорированные стеклянные листы, путем нанесения узоров на лицевую поверхность.
Стекло повышенной прочности.
Потребителями такого стекла чаще всего бывают заказчики, которые планируют застеклять помещения, подвергаемые определенным рискам разрушения. Такой вид стекла имеет второе название – закаленное (каленое). Это стекло в случае механического удара имеет свойство раскалываться на мельчайшие фрагменты, безопасные в смысле поражения кожи или тела человека размера. Часто при строительстве мансард такие стекла бывают очень уместны.
Производители для привлечения покупателей в качестве усовершенствования ассортимента своей продукции предлагают различные виды пленок, как дополнительное средство улучшения стекол. Пленки, ввиду своей дешевизны относительно стоимости стекла, могут изменить уже установленные окна или помочь решить декоративные задачи в процессе остекления домов.
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ
| Изделие из накладного стекла | 17 |
| Изделие из стекла готовое | 11 |
| Изделие из стекла гравированное | 33 |
| Изделие из стекла гнутое | 22 |
| Изделие из стекла декоративное | 9 |
| Изделие из стекла, декоративное* травлением | 35 |
| _________________ * Текст соответствует оригиналу. — примечание изготовителя базы данных. | |
| Изделие из стекла комбинированное | 19 |
| Изделие из стекла кракле | 26 |
| Изделие из стекла механизированного выдувания | 13 |
| Изделие из стекла многостадийной выработки | 18 |
| Изделие из стекла моллированное | 16 |
| Изделие из стекла прессованное | 14 |
| Изделие из стекла прессовыдувное | 15 |
| Изделие из стекла ручного выдувания | 12 |
| Изделие из стекла с алмазной гранью | 31 |
| Изделие из стекла свободного выдувания | 22 |
| Изделие из стекла с газовыми включениями | 28 |
| Изделие из стекла с инородными включениями | 29 |
| Изделие из стекла с матовой шлифовкой | 32 |
| Изделие из стекла с наводкой | 25 |
| Изделие из стекла с оптическим эффектом | 24 |
| Изделие из стекла с орнаментами | 23 |
| Изделие из стекла с пескоструйной обработкой | 34 |
| Изделие из стекла с плоской гранью | 30 |
| Изделие из стекла с поверхностным декорированием | 36 |
| Изделие из стекла с рельефами | 27 |
| Изделие из стекла упрочненное | 21 |
| Изделие из стекла центробежной выработки | 20 |
| Полуфабрикат из стекла | 10 |
| Посуда стеклянная | 8 |
| Стекло натрий-кальций-силикатное | 1 |
| Стекло бытовое специальное | 2 |
| Стекло хрустальное | 3 |
| Хрусталь бариевый | 7 |
| Хрусталь высокосвинцовый | 6 |
| Хрусталь малосвинцовый | 4 |
| Хрусталь свинцовый | 5 |
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Армированные стекла
Для усиления стекол может применяться металлическая сетка, которая в процессе отливки листов укладывается в тело силикатной массы. При производстве армированных стекол может применяться 3 вида стальной проволоки:
- хромированная;
- никелированная;
- отожженная.
Сетка бывает крученной или сварной с разной площадью и формой ячеек и располагается параллельно поверхности листов. Она не делает стекло намного прочнее, но вместе с тем не дает ему осыпаться при разбитии и становится дополнительной преградой на пути злоумышленников во внутренние помещения. Армированное стекло бывает прозрачным, матированным и цветным и при этом имеет гладкую или рельефную поверхность.
Стекло с низкой излучающей способностью.
Такое стекло, на техническом языке называемое селективным, при производстве покрывается специальным составом оптических активных компонентов, что придает ему свойство хорошо пропускать солнечные лучи снаружи и препятствовать выходу потоков изнутри помещения. Такое стекло применяется для сбережения тепла в помещении.
Как проверить качество стекла
Проверить качество стекла можно, проведя химическую экспертизу. Она позволит с точностью установить вид, тип, состав материала и его свойства:
- температуру плавления;
- ударостойкость;
- условия эксплуатации.
В соответствии с поставленной задачей, эксперт проверяет качество стеклоизделий и их соответствие по следующим параметрам: способу выработки и обработки полотна и его краев, массе, цвету, размеру, форме, вместимости. Выявляется наличие дефектов, отрицательно влияющих на термические, оптические, механические, эстетические и санитарно-гигиенические свойства.
