Закалённое стекло: свойства, закалка, плюсы и минусы, обработка

Продукция компании Эрагласс всегда выполняется из высококачественных материалов. Одним из них является закалённое стекло – оно же «сталинит» (от слова «сталь» – такое название можно встретить в советских статьях и книгах, а также в речи старых специалистов, начавших карьеру ещё при СССР). Другое название, встречающееся в просторечии – «калёнка». Что же собой представляет этот материал?

По сути – это обычное листовое стекло (хотя и качественно отлитое и прокатанное: специалисты Эрагласс следят за состоянием исходных материалов). Весь секрет в том, что с ним потом делают. Из полос стекла толщиной не менее 6 мм вырезают элементы необходимой формы, а затем помещают в печь, где прогревают до температуры 650-680°C. Затем раскалённую заготовку обдувают воздухом для быстрого охлаждения. В результате перепада температур резко нарастают механические напряжения, которые остаются после охлаждения. Полученный материал, как раз и называемый «закалённое стекло», обладает целым рядом интересных свойств, которые делают его уникальным строительным материалом.

Технические особенности закалённого стекла

Пройдя закалку, стеклянные элементы производства Эрагласс обладают следующими качествами:

• Высокая механическая прочность. Закалённое стекло не зря в советское время называли «сталинит» – его твёрдость и устойчивость к ударам вплотную приближаются к некоторым маркам стали. Согласно ДСТУ Б В.2.7-110-2001 строительное стекло этого типа должно без ущерба выдерживать удар стального шара диаметром 38 мм, свободно падающего с высоты не менее 3 м.
• Термическая прочность. Стеклянные элементы выдерживают перепад температур не менее 120°C.
• Безопасность. Это главная причина, по которой для больших стеклянных конструкций используется именно «калёнка». Если механические или температурные повреждения слишком сильны – деталь рассыпается на мелкие кусочки неправильной формы, не имеющие острых граней. Элемент конструкции будет уничтожен, но осколки не причинят вреда людям. Восстановить ступеньку, витрину или кабину будет очень легко – но живые люди незаменимы. И именно сохранение их жизни и здоровья обеспечивает закаленное стекло компании Eraglass.

Вес закаленного стекла разной толщины

Масса (m) стеклянных изделий рассчитывается с помощью простой формулы: на калькуляторе площадь (S) умножают на коэфициент 2.5 и на толщину калёного стекла (h) в милиметрах.

m = S * 2.5 * h

Из таблицы видно, что чем больше толщина изделия, тем значительнее его вес. По этой причине следует внимательно подходит к работе с толстым материалом: выбирать подходящий под нагрузки и вес крепеж, продумывать транспортировку габаритных изделий, защищать торцы от ударов.

Как его изготавливают

В производстве коленное стекло может изготавливаться двумя основными способами:

1. Термическая закалка.
2. Химическая закалка.

По ряду причин компания Эрагласс предпочитает использовать термически закаленное стекло. Однако если заказчик препочитает, ему будет предоставлено стекло калёное, изготовленное химическим способом. В любом случае он получит небьющееся стекло, выдерживающее высокие нагрузки и перепады температур без вреда для пользователей.

Современное производство закаленных стекол

Лучшие закаленные стекла производятся на оборудовании, которое позволяет на всех стадиях процесса предельно точно контролировать основные параметры, определяющие качество конечного продукта. Для этих целей используются специальные линии с ЧПУ. Управление производственным процессом при помощи программного обеспечения позволяет максимально точно подобрать необходимые параметры для каждого вида стекла, ведь сегодня закаливанию подлежат:

• стекла толщиной от 4 до 19 мм;
• листы форматом до 4400х2440 мм;
• гнутые изделия.

Для обеспечения высокого качества каждому из видов необходимо создание индивидуальных условий закалки. Прошедшие такую обработку стекла классифицируются по европейским (EN 12150-2) или американским (ASTM) стандартам.

Что такое термическая закалка стекла

Термической закалкой называют такой способ обработки стеклянных деталей, при котором:

• Сначала формируют заготовку. Калёнка не обрабатывается, поэтому деталь вырезается из листа, при необходимости гнётся, в ней сверлят отверстия и делают фаски по кромкам (при этом скругление кромки отверстия должно быть не меньше его радиуса).
• Затем заготовку нагревают. Температура зависит от марки стекла и его толщины.
• После нагрева деталь быстро остужают, обдувая холодным воздухом. Алгоритм продувания соответствует техническим условиям, и для каждой детали он свой. Поэтому закалку ведут в печах с компьютерным управлением.
• Готовую деталь тестируют и передают заказчику.

Закалка стела

Закалка стекла схожа с процессом закалки стали. Стекло сначала подвергают нагреву до стадии размягчения, а потом резко охлаждают. Остывание внутренних слоев закаленного стекла вызывает остаточные, обеспечивающие механическую и термическую устойчивость, напряжения сжатия.

1. Необходимо проверить стекло на наличие трещин и других дефектов. Если таковые были обнаружены, то от закалки стоит отказаться.
2. Перед закалкой стекла ему придают необходимую форму (гнут, режут и т.д.). После закалки стекло будет разрезать намного сложнее, придётся произвести процедуру обратную процессу закалки.
3. Обработать острые края абразивным инструментом.
4. Очистите и помойте все поверхности стеклянного изделия. Грязь, жирные пятна и т.д. могут оказать существенное влияние на процесс закалки.
5. Поместите стекло (изделие) в обжиговую печь и разогрейте до 600 градусов Цельсия (1112 по Фарингейту). В промышленных условиях закалку производят при температуре (650—680 °C) градусах Цельсия.
6. На следующем этапе разогретое стекло обдувают сильными потоками воздуха с различных углов. В следствии чего внешние и внутренние слои стекла остывают с различной скоростью и приобретают различную структуру.

Где используют

Закалённое стекло применяется:

• Для стеклянных стен и перегородок в интерьере. по заказу может изготовить как межкомнатные перегородки, так и полноценные стены, выдерживающие жару, холод и удары снаружи.
• Для заборов и ограждений. Если нужно оградить часть пространства, стеклянные стены – неплохой выбор.
• Для дверей. Их прочность защитит от любого злоумышленника, но при этом они не затеняют интерьер.
• Для деталей интерьера. Душевые кабинки, изготовленные по индивидуальному заказу, идеально впишутся в дизайн ванной комнаты.
• Козырьки и навесы. Они не мешают освещению, но защищают от мусора, загрязнения и вредного влияния извне.

Это лишь малая часть того, что компания может предложить своим клиентам. По сути, любая строительная деталь может быть изготовлена из стекла по желанию заказчика точно и в срок.

Содержание

• 1. Отличия триплекса от закаленного стекла
• 2. Как изготавливают триплекс и закаленное стекло. Ключевые особенности материалов 2.1. Закаленное стекло
• 2.2. Триплекс

Тест на ускоренное старение

Хотя современные стеклозаводы используют флоат-технологию (контролируемое охлаждение на слое расплавленного олова), дающую стекло высочайшего качества, сырьё может включать ненужные вещества. К ним относится прежде всего сульфид никеля: даже небольшая доля его молекул в составе детали приводит к неравномерному расширению при нагревании, что повреждает кристаллическую структуру. В результате закалённое стекло иногда способно самопроизвольно рассыпаться.

Чтобы этого избежать, заготовки тестируются. Для этого они помещаются на два часа в тестовую печь, нагретую до сравнительно небольшой температуры (около 300°C). За это время все детали, в составе которых есть излишнее количество сульфида никеля, проявят себя и треснут. Лишь те, что выдержали тест, будут использованы в строительстве.

Недостатки.

Стоимость. Цена закаленных стекол при аналогичных размерах больше, чем стоимость стандартных. Поэтому, при ограниченном бюджете на остекление помещения пластиковыми, алюминиевыми, либо современными деревянными евроокнами, установка закаленных стекол в эти конструкции окажется неоправданной.

Невозможность дальнейшей доработки. Это скорее минус для завода, где данный вид стекла подгоняется под необходимый размер. Каленое стекло невозможно дополнительно обработать (отрезать, вырезать дополнительные отверстия и т.д.), так как сделать это не позволяет сама структура закаленного стекла.

Химическое упрочнение стекла

Кроме термической, для стекла используется и химическая закалка. В этом случае деталь помещают в разогретую до 450°C ёмкость, содержащую нитрат калия (калийную селитру). В результате ионного обмена между натрием (входящим в состав стекла) и калием в расплаве поверхностные слои детали тоже испытывают напряжение, и стекло повышает свою прочность.

Преимуществами химической закалки являются:

• Возможность закаливать детали любого размера и толщины. В частности, такой обработке можно подвергать тонкие листы, а также изогнутые.
• Стекло по-прежнему можно обрабатывать – резать, снимать фаску, сверлить отверстия.
• При разрушении деталь не покрывается сплошной сетью трещин. Именно поэтому пластины для триплекса, из которого делают лобовые стёкла автомобилей, закаливают не термически, а химически: даже разбитое лобовое остаётся достаточно прозрачным, чтобы водитель видел дорогу и смог довести машину до ремонтной мастерской.

Однако есть и серьёзные недостатки:

• Химическая закалка – очень экологически «грязный» способ.
• Процедура химобработки дольше, чем термозакалка.
• Химически закалённое стекло по-прежнему колется на большие куски с острыми режущими гранями. Поэтому в лобовых стёклах его используют лишь в триплексе: прозрачный клейкий пластик удерживает обломки, не давая им полететь в лицо людям в салоне машины.

Уязвимые места закалённого стекла

Наиболее уязвимая часть закалённого стекла – боковые грани и углы. Поэтому падение смартфона на любой угол или бок в большинстве случаев заканчивается трещинами или сколами. А вот при падении плашмя стекло часто не разрушается, при условии мелких каменей и прочих выступающих предметов.

Скол на закалённом стекле.

Наилучший способ сохранить целостность закалённого стекла – использовать чехол или бампер, усиленными резиной или другими материалами на гранях. Так же важно, что бы бортики чехла выступали на 1-1.5 мм над стеклом. В таком случае при падении на ровную поверхность удар примет бампер, а не стекло.

FAQ по закалённому стеклу

Как отличить закаленное стекло от обычного?

Самый простой способ – разбить его. Обычное развалится на длинные острые осколки, закалённое – на стеклянную «крупу» округлой формы без режущих граней. Но если бить нельзя – есть другие способы:

• Осмотр плоскости. Под небольшим углом свет, отражающийся от закалённого стекла, слегка рябит. Причина ряби – именно перенапряжённые элементы стекла.
• Осмотр через зеркало или на просвет. Здесь нужны поляризующие очки (их обычно используют водители, чтоб не слепило дальним светом). Если на поверхности видны радужные разводы – стекло термически или химически закалено.

Закаленное стекло как резать

Если использовалась термическая закалка – никак. Любая нагрузка с торца (в том числе и с образующегося в результате разреза) приводит к мгновенному разрушению. Каленное стекло не режут – его используют в том размере, каков есть.

Как просверлить закаленное стекло

Ответ тот же – никак. Если использовалась термическая закалка, сверло мгновенно раздробит деталь на множество осколков округлой формы. Стекло химической закалки формально сверлить можно – но производители не рекомендуют это делать. Проще закалить деталь нужной формы, чем потом подгонять её по месту.

Чем лучше закаленное стекло

Оно:

1. В разы прочнее обычного. Калёнка не используется только в оптике – наводки от радужных пятен мешают получать качественное изображение. Во всех остальных случаях закалённое стекло намного эффективнее обычного.
2. Его можно сделать цветным или тонированным на всю глубину. Главное – сварить правильное стекло, а закалить можно любое.
3. Безопасно. Если уж такой материал треснул и развалился – он не причинит вреда пользователю.

Что прочнее закаленное стекло или триплекс

Вот этот вопрос спорный и зависит от марки триплекса и калёного стекла. В любом случае, разница между ними состоит в следующем:

• Если треснул триплекс – осколки повисают на клеевой основе, не раня пользователя. Некоторое время пробитым триплексом даже можно пользоваться.
• Если разбилась калёнка – всё, объекта больше нет, он рассыпался на безопасную «крупу». Именно поэтому закалённое стекло не применяется в оптике или в лобовых стёклах транспорта.

По сути, и то, и другое – одинаково прочно. Разница лишь в способе применения.
Поделиться

Как повышается прочность стекла

Закаливание стекла в промышленных условиях происходит следующим образом: изготавливается обычное стекло и нагревается до температуры в 500-600 градусов, после чего температура максимально резко снижается и стекло становится намного прочнее за счет образования в его частицах напряжения сжатия.

Помимо множества преимуществ такое стекло имеет существенные недостатки. Сверление и резка такого материала практически невозможна, так что придавать стеклу нужную форму и сверлить отверстия желательно до того, как проводить его закалку. Сталинит, именно так еще называют закаленное стекло, которое можно применять не только для создания воздушных интерьеров и остекления окон, но и в более крупных архитектурных масштабах. Здания, возводимые в последние годы, становятся более прозрачными и невесомыми за счет огромных светопрозрачных конструкций состоящий из сталинита. Появление этого материала привело к обновлению строительных норм и правил, в которых считается допустимым использование безопасного стекла для остекления крупных элементов верхних этажей, а также балконов и лоджий.

Как отличить каленое стекло от обычного стекла

Если ваше производство связано с обработкой стекла, часто возникает необходимость подбора оптимальной технологии для изменения его конфигурации, например, для порезки с помощью алмазного диска. В таких случаях важно точно знать, что вы имеете дело именно с каленым стеклом. Ошибка может повлечь за собой серьезные финансовые издержки.

Недобросовестные поставщики часто пользуются тем, что внешних различий между каленым и обычным стеклом практически нет. Однако способы найти отличия есть.

• Разный звук, получаемый при легком постукивании о поверхность стекла. Звук, который издает каленое стекло, более глухой и низкий, чем звук от обычного стекла.
• Использование поляризованных линз. С их помощью можно увидеть на каленом стекле сетчатые контуры.
• Самый эффективный способ, который поможет избежать производственных проблем и финансовых издержек, — использование специальных точечных приборов для определения марки стекла.

Возможности материала и область применения

Производство закаленного стекла заключается в изготовлении обычного стекла, которое потом обдается очень высокой температурой (порядка 550 градусов). После чего температуру резко опускают, в результате в стекле создается напряжение сжатия. Свои качества стекло приобретает благодаря этому процессу.

Фурнитура(крепеж),применяемый в конструкции козырька

Для крепления стекла используются шарнирные узлы из нержавеющей стали компании SADEV.

Фиттинги прошли испытания в CSTB(институт исследования зданий и сооружений).

Конструкция цельностеклянного навесы над въездом в паркинг. Здание апарт-отеля ул. Хо Ши Мина 14(Санкт-Петербург)

Конструкция навеса над паркингом. Объект: Морской пр-т д. 28 (Санкт-Петербург)

Конструкция навеса над въездом в паркинг. Объект: Морской пр-т д. 28 (Санкт-Петербург Крестовский остров)

Конструкция навеса над выездом из паркинга. Элитный жилой комплекс «АЙНО» пр-т КИМа д.1,литер. А(Санкт-Петербург В.Остров)

Продукция

• Стеклянные двери
• Стеклянные козырьки
• Душевые кабины
• Стеклянные перегородки
• Стеклянные лестницы
• Стеклянные лифты
• Стеклянные полы
• Металлические перильные ограждения
• Металлические конструкции
• Автоматические двери
• Стеклянные фасады
• Облицовка стен стеклом

Обработка и резка каленого стекла

Каленое стекло имеет необычную структуру, получаемую в процессе его изготовления. Специфика структуры требует особого подхода ко всем способам его обработки, включая порезку. Изменение конфигурации будущих изделий, их сверление и другие работы рекомендуется проводить до того, как будет проведена закалка.
Однако бывают случаи, когда необходимо изменить конфигурацию изделия, предварительно закаленного. Если использовать специальный обрабатывающий станок с возможностью задания программы резки, процедура пройдет без сбоев и неожиданностей. Сложность заключается в том, что такие станки являются достаточно дорогостоящим оборудованием и применяются только на производстве.

Обработка и порезка этого материала вручную – процедура очень сложная и трудоемкая. Она проводится с помощью простого алмазного стеклореза, однако, существует ограничение на максимальную толщину изделия. Она не должна превышать 5 мм. Чтобы снизить уровень натяжения стеклянной поверхности, ее необходимо предварительно обработать средством Уайт-Спирит. После этого делается надрез, формирующий будущий излом поверхности.

Особенности производства материала

Производство закаленного стекла происходит путем обработки стандартного материала. То есть на этапе изготовления не применяются никакие методики, позволяющие стеклу получить определенные механические свойства или дополнительную стойкость. В состав могут быть введены дополнительные элементы, которые усилят закалку, но раскроют свой потенциал они только после термической обработки. Так что изготовление закаленного стекла не возможно без его обжига с последующим охлаждением. Материал помещают в специальную печь, в которой его нагревают до температуры 650-680 градусов по Цельсию.

В этом режиме стекло проводит определенный промежуток времени, который зависит от толщины материала и химического состава определенной марки. После нагрева производится резкое охлаждение стекла при помощи воздушного потока. При этом воздух подается с двух сторон, иначе закалить стекло не получится. В результате производимых манипуляций на поверхности материала образуется слой с остаточным напряжением сжатия, который при ударах не позволяет стеклу раскалываться на осколки, а просто рассыпается на квадратные частицы.