Технология производства стекла, листове стекло, стекло тарное, и его свойства.
Знакомьтесь: листовое стекло
Стекло известно человечеству уже более 6000 лет, однако механизировать его изготовление удалось лишь в 1902 году благодаря работе бельгийского инженера Э. Фурко. Он предложил технологию вертикального вытягивания листового стекла из расплава. В 1913 году эта технология была реализована в промышленном масштабе.
Производство любого вида стекла состоит из нескольких этапов. Это:
• подготовка сырья,
• составление смеси (шихты),
• варка стекломассы,
• охлаждение стекломассы,
• формование изделия,
• отжиг.
При необходимости может дополнительно проводиться термическая, химическая или механическая обработка изделий: закалка, полировка и т.п.
Основные компоненты шихты: кварцевый песок, сода, мел, известняк. Вместо соды может использоваться поташ, а вместо известняка – доломит. В смесь могут вводиться различные вспомогательные материалы: осветлители, красители, ускорители варки и прочие добавки.
Листовое стекло является наиболее востребованным. На его долю сегодня приходится свыше 50% мирового производства стекла. Оно характеризуется малой толщиной по сравнению с длиной и шириной, что и дало ему название – листовое. По способу формования листа различают тянутое стекло, прокатное и полированное.
Листовое стекло применяется для создания светопрозрачных ограждений: перегородок, витрин, остекления окон, дверей, фонарей, а так же оно служит сырьем для производства стевита и стемалита. По свойствам и области применения различают несколько видов листового стекла.
Оконное стекло
Для остекления окон используется тянутое листовое стекло с гладкими поверхностями. Прозрачное и бесцветное оконное стекло имеет светопрозрачность 84-87%, в зависимости от толщины. Кроме прозрачности оконное стекло должно быть достаточно прочным и химически стойким, иметь возможно меньшую неровность поверхностей (полосность, волнистость). Допускаются единичные точечные дефекты: инородные включения, газовые пузырьки и пр. В соответствии с ГОСТ 111-2001 оконное стекло поставляется в виде листов длиной от 400 до 2200 мм, шириной от 400 до 1600 мм и толщиной от 2 до 6 мм. Стеклозаводы производят мерное стекло около 30 размеров с шагом 25 мм по длине и ширине.
Армированное стекло
Неприятной особенностью стекла является образование острых режущих кромок и разлетающихся осколков в случае его разрушения. Безопасность стекла – важная проблема. Один из способов снижения опасности стекла – его армирование.
Армированное стекло получается введением в толщу листа проволочной сетки из низкоуглеродистой стали. Такое стекло при разрушении не дает падающих и разлетающихся осколков, арматура удерживает стеклянные фрагменты, Проволока, применяемая для армирования стекла, подвергается обработке, осветляющей ее поверхность. Таким образом, проволочная сетка оказывает минимальное влияние на светопропускную способность стекла.
Армированное стекло применяется, там, где безопасность остекления важнее его прозрачности: в промышленных и технических помещениях, а так же в помещениях с повышенными требованиями к огнестойкости остекления. Согласно ГОСТ 7481-78 длина производимого армированного листового стекла колеблется от 800 до 2000 мм, ширина – от 400 до 1200 мм. Бесцветное стекло этого типа производится с толщиной 5,5мм, а цветное – 6 мм. Кроме того, армированное стекло может быть не только гладким, но и узорчатым.
Закаленное стекло
Закаленное стекло, так же как и армированное, относится к группе безопасных стекол. Оно получается в результате закаливания стекла. В результате термического воздействия в ходе закаливания в стекле образуются внутренние напряжения. Характер этих напряжений и их равномерное распределение по объему стекла и придают ему улучшенные качества и прежде всего, высокую прочность.
При промышленной обработке достигается степень закалки 2-4 N/см. После закаливания стекло толщиной 4,5 мм и более, имеет предел прочности до 250 МПа. Это более, чем в пятеро превышает прочность стекла, получаемого после отжига. Упругость стекла, которая характеризуется стрелой прогиба, при закалке увеличивается в 4-5 раз. Работа разрушения при испытании на удар у закаленного стекла в 8 раз превышает этот показатель у стекла обычного. Закаленное стекло толщиной 5 мм выдерживает удар стального шара массой 800 г, брошенного на стеклянный лист с высоты более 1200 мм. Для отожженного стекла этот показатель ограничен высотой 150 мм. При закаливании термостойкость стекла увеличивается с 60-70 до 1750С, электропроводность увеличивается в 2-3 раза, а плотность и ТКЛР немного понижаются. Светопропускание и другие оптические, а так же теплофизические свойства при закаливании остаются практически без изменений.
С точки зрения безопасности самое ценное качество закаленного стекла – его безопасность при разрушении. Будучи разбитым, оно разлетается на множество мелких кубических осколков, не имеющих опасных режущих кромок..
Закаленное листовое стекло широко применяется для остекления транспортных средств. Для этой цели производятся гнутые панели специальной кривизны. Плоские и гнутые листы применяются в строительстве и дизайне интерьеров. Из них изготавливают потолки и полы, перегородки и двери, навесные панели перил, полки и различные декоративные элементы. Плоские панели могут достигать размеров 1200-2500 мм, они могут быть прозрачными, матовыми, узорчатыми, эмалированными, тушеными. Окрашенное керамической краской и закаленное стекло – стемалит – является прекрасным материалом для формирования и украшения интерьера.
Безосколочное стекло
Безосколочное стекло – дальнейшее развитие стекол в направлении уменьшения опасности, которую представляют стеклянные осколки. Технология получения стекла, не дающего осколков, основана на создании пакета из листов стекла и слоев прочной прозрачной пленки, которая удерживает на себе осколки при повреждении стекол.
Обычно применяют пакет из двух слоев силикатного стекла и пленки между ними, так называемый триплекс. При любых повреждениях, вплоть до полного разрушения, все осколки остаются приклеенными к пленке. Сама же пленка настолько прочна, что сохраняет целостность даже при очень больших нагрузках.
Исходым материалом для триплекса служит сырое стекло, полученное флоат-методом. Ламинирование или закалка придают стеклу прочность, в несколько раз превышающую прочность обычного стекла. Ламинирование – метод вакуумного прессования пакета из листов стекла и пленки ПВБ (бутафоль-поливинилбутерали). При этом материал подвергается воздействию высокой температуры. В результате получается высокопрочное огнестойкое безопасное стекло с отличными оптическими свойствами.
Бесчисленные варианты
Безопасное стекло имеет множество вариантов применения. Можно привести лишь неполный список:
• прозрачные перекрытия,
• прозрачный декоративный пол (над аквариумом, над декорацией и пр.),
• стеклянные перегородки,
• стеклянные двери,
• стеклянные мебельные фасады (раздвижные двери, створки, гнутые панели),
• витрины, декоративные элементы барных и административных стоек,
• стеклянные элементы ограждения,
• полки, столы, подставки из стекла,
• мансардные окна,
• остекление балконов,
• оранжереи и теплицы,
• душевые кабины,
• телефонные будки,
• остекление аквариумов и подводных построек,
• безопасные стекла специального назначения.
Стекло – материал, обладающий большим конструктивным и эстетическим потенциалом, и применение безопасного стекла позволяет реализовать этот потенциал в наибольшей мере.