При выборе изделий из стекла очень часто звучит название – закаленное стекло. Для каких целей оно используется и его характеристики?
Закаленное стекло производят при очень высокой температуре. В результате чего у него возникает хорошая прочность и стойкость к битью. Этот вид изделия является безопасным . Разбить или повредить его достаточно сложно, но если такой казус происходит, то оно распадается на очень мелкие осколки без острых краев.
Этот вид стекла используется в разных сферах производства: окон повышенной прочности, машиностроении, дизайне помещений, строительстве.
Сфера применения такого стекла очень разнообразна. Из него делают полки и стеллажи для жилых и офисных помещений, для оформления витрин в магазинах, каминных экранов, в конструкции теплиц и различных оранжерей.
Последнее время практикуется использование такого вида стекла в производстве металлопластиковых окон . Особенно такие и учреждениях. Их практически невозможно разбить, а при попадании в такое окно тяжелого предмета стекло не разбивается, а просто трескается, что является хорошим уровнем безопасности.
Сейчас очень популярны стеклянные детали в интерьерах . Столы, полки, панно и даже кухонные фартуки. Для производства этих изделий применяется закаленное стекло, так как обычное в этих случаях непрактично и не выдерживает нагрузок.
Блиц-опрос: Чем примечательно пластиковое окно с мультифункциональным стеклопакетом?
Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.
В машиностроении из него производят стекла для всевозможных транспортных средств. Такие стекла отлично выдерживают перепады температур, от высоких градусов летом до сильных морозов зимой. На прозрачность закаливание стекла не влияет , что является одним из условий для изготовления стекол для транспорта.
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.
Сталинит – другое название закаленного стекла имеет несколько разновидностей. В зависимости от видов стекло имеет свои характеристики и внешний вид. Стекло может иметь . Эта характеристика актуальна для окон и тепличных сооружений. Такое стекло не пропускает тепло, вырабатываемое носителями, наружу, а также холод и сырость из внешней среды.
Закаленное стекло может быть рефлективным . На сталинит в процессе производства напылят оксиды металлов тонким прозрачным слоем. Такой слой хорошо переносит атмосферные явления и механические повреждения. Основное качество рефлективного стекла – это светоотражение и светопоглощение солнечных лучей.
Отражающие стекла в процессе производства покрывают керамическим покрытием и дают полностью остыть. После чего сталинит становится серебристым и благодаря этому отражает солнечные лучи и не нагревается. Минусом такого вида стекла является высокая его стоимость.
Читайте также: Принцип действия и возможности энергосберегающих стекол
Поглощающие солнечные лучи стекла производят также под очень высокими температурами и с нанесением на него тонкого слоя оксидов металлов в кристаллах. Потом это стекло закаляют горячим потоком воздуха. В результате чего в нем и появляются свойства поглощения солнечных лучей. Такой сталинит становится серым или зеленым. Свет пропускает на 75%. Инфракрасных лучей пропускает только 30%. Недостатками является нагрев этого вида стекла, а также оно плохо переносит перепад температур.
Комбинированное стекло имеет свойства поглощения и отражение лучей одновременно. Применяется, как и предыдущие два вида сталинита. Минус – дорогостоящее изделие.
Рефлективные стекла широко применяются в строительстве кафе, ресторанов, баров. Это места, где требуется светоотражение и невидимость с внешней стороны здания. Также такие стекла используются для постройки фасадов современных офисных зданий и супермаркетов.
Сталинит может быть рифленым . Такие стекла часто используют в производстве межкомнатных дверей и ступенек. Этот вид сталинита, несмотря на рифленый узор, достаточно хорошо пропускает свет и имеет звукоизоляционные качества.
Тонированные закаленные стекла бывают различными по цвету. В основном синий, бронзовый, а также серый цвет и его оттенки. Такой сталинит используют в оформлении витрин дверей, а также в производстве окон, мебели и деталей интерьера, машиностроении, в изготовлении дверей в душевых кабинах и в обустройстве бань и саун.
Термически упрочненное стекло имеет прочность на изгиб в 3-4раза выше, чем у сырого стекла и обладает особенным свойством: при разрушении разбивается не на мелкие кусочки, а на большие сегменты. Эта особенность позволяет козырьку в разбитом состоянии сохранять свою форму и продолжать нести нагрузку.
Компания «Гласс Дизайн А» использует стекло Optilam (это торговая марка ламинированного стекла компании Pilkington) для решения обеспечения безопасности при ударах. Такое стекло разбивается, но не рассыпается, удерживаемое пленкой, что уменьшает вероятность получения травмы. В России данный вид стекла еще известен под названием «триплекс».
Триплекс изготавливается путем соединения двух или более листов стекла с одним или более промежуточными слоями. Промежуточный слой - это поливинилбутиральная (PVB) пленка, с помощью которой «склеивают» листы стекла под воздействием температуры и давления в заводских условиях.
Применяется многослойное стекло толщиной 10.4.10 мм прозрачные термически упрочненные(TVG).
Закаленное стекло соответствует требованиям российских и международных стандартов:
- ГОСТ 30698-2000 «Стекло закаленное строительное»;
- ГОСТ 5727-88 «Стекло безопасное для наземного транспорта. Общие технические условия».
Преимущества закаленного стекла
- Закаленное стекло является безопасным по отношению к человеку в момент своего разрушения: при разрушении такого стекла образуется множество мелких безопасных осколков с притупленными краями. Применяется в конструкциях остекления, к которым предъявляются требования безопасности, например, в детских садах, школах, местах общественного пользования.
- Закаленное стекло обладает высокими прочностными характеристиками. Оно способно выдерживать значительные статические или ударные нагрузки с большими прогибами без разрушения. Поэтому изделия из закаленного стекла используют для эксплуатации с определенными нагрузками, например, окна, витрины с большой ветровой нагрузкой, стекла стеклянных крыш, зенитных фонарей, которые должны выдерживать снеговую нагрузку и падение случайных предметов.
- Закаленное стекло выдерживает значительные изменения температуры. Когда разница температур в стеклянной пластине составляет 40°С, вероятность разрушения равна 20%. При разнице температур 55°С, вероятность разрушения достигает 50%, иначе говоря - половина стекол может разрушиться. И наконец, когда разница температур превышает 90°С, все обычные прозрачные строительные стекла разрушаются.
- Изделия из закаленного стекла используются при значительных изменениях температур эксплуатации, например, в духовых шкафах газовых и электроплит с температурой до 300°С, или в конструкциях остекления зданий, которые подвергаются нагреванию в результате прямого солнечного до 100°С (например, при применении тонированного стекла, имеющего повышенную, больше 25%, теплопоглощающую способность).
4. Эстетические свойства стекла во много раз превосходят пластики.
Технические характеристики закаленного стекла
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)
Чтобы увеличить прочность стекол и их степень безопасности их подвергают специальным видам термической обработки. Различают два типа термически обработанных стекол:
- закаленные стекла и
- термически упрочненные стекла.
Стандарты и термины
Для закаленных стекол европейский стандарт EN 12150 применяет термин «thermally toughened glass», а американский стандарт ASTM C1048 - «full tempered glass». Разработанный на основе EN 12150 российский стандарт ГОСТ Р 54162-2010 применяет в английской версии названия сокращенное американское название: «tempered glass». Действует также межгосударственный стандарт на закаленные стекла ГОСТ 30698-2014, который также разработан на основе EN 12150, и, по существу, дублирует ГОСТ Р 54162-2010.
Термически упрочненные стекла европейский стандарт EN 1863 называет «heat strengthened glass», а американский стандарт ASTM C1048 - «heat-strengthened glass» (через дефис). Российский стандарт на термически упрочненные стекла ГОСТ 33087-2014 разработан на основе EN 1863.
Закаленные стекла
Закаленные стекла имеют более высокую прочность и сопротивление термическим нагрузкам, чем термически упрочненные стекла. Их стойкость к ударным нагрузкам в 4-5 раз выше, чем у обычных стекол без термической обработки. В случае разрушения закаленные стекла разрушаются с освобождением большого количества энергии в виде мелких округлых кусочков (рисунок 1). Такой характер разрушения снижает риск тех, кто находится в это время рядом. Поэтому эти стекла считаются безопасными.
Рисунок 1 - Характер разрушения закаленных стекол
Термически упрочненные стекла
Термически упрочненные стекла также обеспечивают более высокое сопротивление термическим и механическим нагрузкам по сравнению с обычными стеклами. Эти стекла приблизительно в два раза прочнее по сравнению с термически необработанными стеклами. В случае разрушения термически упрочненные стекла разбиваются на большие куски, так как при этом выделяется намного меньше механической энергии (рисунок 2). Это связано с тем, что в ходе термической обработки эти стекла подвергаются меньшим напряжениям по сравнению с закаленными стеклами. Когда термически упрочненное стекло разбивается, оно, как правило, остается на своем месте в раме окна или в герметике по периметру фасадного проема. Термически упрочненные стекла сами по себе не являются безопасными, но широко применяются в безопасных многослойных стеклах.
Рисунок 2 - Характер разрушения термически упрочненных стекол
Термическая обработка стекол в закалочной печи
Термическая обработка стекол происходит следующим образом:
- Резка стекол на заданные размеры на специальных компьютизированных столах.
- Обработка кромок, мойка и сушка стекол. Обработка кромок заключается, например, в их притуплении или шлифовке. Это снижает риск разрушения стекол в закалочной печи. На этом этапе еще возможно выполнять различные отверстия, вырезы и выемки. Затем стекла моют, чтобы удалить все посторонние загрязнения, которые могут еще оставаться на них.
- Повышение температуры стекла в закалочной печи до около 600 ºС и выдержке при этой температуре определенное время в зависимости от толщины стекла, его отражательных свойств и других характеристик.
- Быстрое охлаждение стекла. На этом этапе стекло быстро охлаждается с помощью нескольких воздушных форсунок, которые расположены сверху и снизу стекла. В результате этого процесса в стекле создаются сжимающие остаточные напряжения вблизи его поверхности и растягивающие остаточные напряжения в центральных слоях стекла. На этом этапе в зависимости от скорости охлаждения стекла оно становится или закаленным, или термически упрочненным стеклом.
- Стекла подвергают приемке, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям, которые установлены в соответствующих стандартах.
Термическая обработка стекол и искривление изображений
Обычно стекло, установленное в строительной конструкции, подвергается различного рода нагрузкам, которые могут вызывать искажения объекта, которые мы видим сквозь стекло или отображения этого объекта с стекле. Эти искажения определяются как изменение формы, ориентации или расположения исходного объекта. Факторы, которые могут вызывать эти искажения, включают следующие:
- разность высоты над уровнем моря места изготовления стеклопакетов и места их установки;
- изменения атмосферного давления;
- изменение температуры наружного воздуха;
- давление рамы на кромку стекла или стеклопакета.
Ниже будет рассмотрено влияние термической обработки стекол на искривление оптических объектов.
О влиянии изменения погодных условий - температуры воздуха и атмосферного давления - на оптические искажения стекол стеклопакетов
Следы от роликов печи
В печи для закалки стекол стекло размягчается до около 600 ºС. Во время обработки в печи, стекло находится в постоянном циклическом возратно-поступательном движении на керамических роликах. В результате, при проходе через печь стекло в той или иной мере принимает форму этих роликов, что и вызывает заметные волнистые искривления стекла на большинстве изделий из термически обработанного стекла, в том числе, на стеклопакетах (рисунок 3).
Рисунок 3 - Оптические искривления от следов роликов закалочной печи
на закаленных стеклах стеклопакетов
Локальное отклонение от прямолинейности закаленного стекла без покрытия на длине 300 мм не должно превышать (рисунок 4):
- для стекол с номинальной толщиной от 3 до 5 мм: 0,5 мм;
- для стекол с номинальной толщиной от 6 до 25 мм: 0,4 мм.
Производители стекол способны снижать эти локальные отклонения от воздействия роликов закалочной печи до 0,13 мм .
Требования по локальному отклонению от прямолинейности термически упрочненного стекла без покрытия на длине 300 мм более жесткие, чем для закаленных стекол: оно не должно превышать 0,3 мм;
Рисунок 4 - Общий и локальный прогибы стекла:
1 - общий прогиб листа стекла;
2 - ширина, высота или диагональ листа стекла;
3 - локальный прогиб (след ролика);
4 - длина 300 мм
Общий прогиб стекла
Термически обработанные стекла обычно имеют различного рода отклонения от плоскостности. В зависимости от размера, толщины и типа стекла, оно может иметь прогиб вдоль длины и ширины, а также иметь коробление в центре.
Общее отклонение от плоскостности закаленного стекла без покрытия не должно превышать (см. рисунок 4):
- для стекол с номинальной толщиной от 3 до 5 мм: 3 мм на 1 метр;
- для стекол с номинальной толщиной от 6 до 25 мм: 2 мм на 1 метр.
Требование по общему отклонению от плоскостности термически упрочненного стекла без покрытия независимо от толщины также составляет 3 мм на 1 метр.
Термически упрочненные стекла в многослойных стеклах
Многослойные стекла иногда называют ламинированными, а также триплексами. Их изготавливают из двух или более стекол с размещением между ними специальной пленки. Всю эту «конструкцию» склеивают вместе при повышенных температуре и давлении в специальном автоклаве.
Многослойные стекла являются безопасными, так как при их разрушении фрагменты стекла остаются приклеенными к пленке, что снижает риск повреждения для людей.
Многослойные стекла могут изготавливаться как из обычных отожженных стекол, так и из термически упрочненных стекол. Применение в многослойных стеклах термически упрочненных стекол имеет следующие преимущества:
- Термически упрочненные стекла в два раза прочнее отожженных стекол той же толщины. Эта повышенная прочность дает возможность большим стеклам выполнять требования по ветровой нагрузке без необходимости применения более толстых отожженных стекол.
- Термически упрочненные стекла снижают вероятность разрушения стекол под воздействием термических и механических нагрузок.
Термически упрочненные стекла привносят в многослойные стекла характерные для них оптические искажения, такие как следы от роликов закалочной печи. Однако эти искажения имеют намного менее заметный характер, чем для закаленных стекол. Особенность конструкции многослойных стекол может давать новый тип оптических искажений: эффект линзы в местах утолщения пленки или непараллельности двух стекол.
Полезная информация о применении термически обработанных стекол
- Оптические искажения более заметны на термически обработанных стеклах с повышенной отражательной способностью.
- Применение более толстых стекол и применения для всего проекта стекол одной толщины поможет снизить степень оптических искажений термически обработанных стекол. Оптические искажения на более толстых стеклах обычно менее заметны.
- В документации на светопрозрачные конструкции с применением термически обработанных стекол целесообразно указывать, что все стекла должны быть изготовлены одним и тем же производителем и на одном и том же оборудовании.
- Чтобы минимизировать локальные отклонения стекол от плоскостности (следы роликов) на закаленных или термически упрочненных стеклах необходимо указывать в заказе на такие стекла направление их движения через закалочную печь: снизу вверх, а не слева направо (рисунок 5). Это сделает волны от роликов закалочной печи менее заметными для глаз людей, которые двигаются мимо этих стекол.
Рисунок 5 - Рекомендуемая ориентация стекол в закалочной печи
Источники:
1. Glass Heat Treatment - Материалы фирмы MULTIVER Ltd, 2017
2. Roller Wave Distortion - Definition, Causes and a Novel Approach to Accurate,
On-line Measurement / Mark Abbott & John Madocks, Applied Process Technologies, Inc., 2017
3. Standard Guidelines and Tolerances - MKH-001 REV. L, материалы фирмы Cristacurva, 2017
Подробнее узнать о навесных вентилируемых фасадах вы можете .
Стекло закаленного типа, сегодня пользуется большим спросом, несмотря на то, что его стоимость выше, чем у обычного.
В настоящий момент, закаленное стекло используется с целью внутренней или внешней отделки, а также производства различных изделий.
Благодаря этому, данный материал набирает все большую популярность.
Как изготавливается стекло каленного типа
Чтобы понять, какие этапы включает в себя производство каленного стекла, надо знать что физические параметры изделий будут зависеть от общего количества закаливаний. А проходит этот процесс при помощи двух основных этапов:
1) На первом этапе производится стекловое полотно. Специалисты смешивают нужные пропорции песка с кварцом и, в итоге получается стеклянная масса, которая, вследствие подвергается прокатке. Проходя прокатку, стекло приобретает листовую конфигурацию.
2) Проведение закалочных мероприятий проводится много раз, с целью изменения основных параметров стекла.
Проведение накалки может достигать очень высоких температур, а затем, изделия подвергаются обдуву холодным воздухом. Это обуславливает прочность и отсутствие риска механических повреждений.
Преимущества закаленного стекла
· По прочности такое стекло является очень надежным.
· На закаленное стекло не влияют резкие смены температурных условий.
Благодаря термостойкости, такое стекло можно использовать, как для остекления фасадов зданий, так и для производства душевых кабин.
· Даже, если стекло сможет разбиться, то оно является безопасным, в плане отсутствия ранений. Если стекло закаленного типа разбивается, оно разлетается на множество закругленных осколков, не отличающихся остротой.
Нюансы работы с закаленным стеклом
Разумеется, что у всех материалов существуют определенные недостатки, в большей или меньшей степени. В частности, на счет данного типа стекол, можно сказать, что их нельзя подвергать обработке после закаливания.
Так, если производитель хочет получить, например, узор или обрезку по размерам, то эти мероприятия проводятся до закалки.
Как отличить каленное стекло от обычного?
Поставщики, желающие схитрить, часто пользуются тем, что по внешности эти оба типа стекол схожи между собой, но все же, существуют определенные отличия:
Если провести легкое постукивание по поверхности, то звук будет отличаться (от каленного стекла исходит более глухой звук);
Наличие сетчатых контуров на стекле каленного типа, которые можно распознать при помощи поляризованных линз;
В оформлении интерьера помещений и фасадов зданий стекло нашло самое широкое применение. Без него невозможно представить ни одну оконную конструкцию, а изготовление прозрачной мебели давно стало перспективным видом бизнеса. Однако наряду с положительными качествами есть недостатки: при разбитии образуются осколки с острыми краями, которые могут стать причиной несчастного случая. Для предотвращения подобных ситуаций используют каленое стекло (сталинит), которое при повреждении распадается на множество мелких частиц.
Производство
Процесс изготовления практически полностью идентичен стандартной технологии. Путем смеси песка и кварца до вязкого состояния образуется прозрачная масса, которой методом прокатки придают форму листов.
После этого для изменения физических свойств продукции необходима процедура многократного закаливания. Профессиональное изготовление каленого стекла делается путем нагрева поверхности до 700 °С, а затем обдувается потоками холодного воздуха, для того чтобы быстрее остыло. В результате такого воздействия на поверхности стекла возникает напряжение сжатия, которое является причиной повышения стойкости к механическим воздействиям. Однако при повышении нагрузки происходит быстрое разрушение всей поверхности изделия - оно рассыпается на множество мелких осколков с неострыми краями.
Перед установкой стекла следует внимательно ознакомиться с его физическими параметрами.
Свойства
При соблюдении технологии изготовления приобретает уникальные эксплуатационные характеристики. Они выражаются в повышенной безопасности применения и практически полном исключении - порезов и травм.
Кроме того, стоит отметить повышение прочности по сравнению с обычным стеклом. Максимальная нагрузка на поверхность может составлять порядка 300 кг на 1 м². Существенные перепады температур также не сказываются на изменении свойств изделия. Но каленое стекло обладает некоторыми недостатками:
- После изготовления обработка поверхности практически невозможна. Резка каленого стекла может осуществляться только с помощью специального оборудования - алмазного диска с постоянным водяным охлаждением.
- Высокая стоимость по сравнению со стандартными изделиями.
- Увеличение удельного веса.
Уникальные свойства каленого стекла дают возможность применения его во многих сферах жизнедеятельности.
Обработка и порезка
Изменение структуры каленого стекла напрямую влияет на процедуры его обработки. Это относится к изменению конфигурации изделия, сверлению отверстий и т. д. Для придания стеклу нужной формы лучше всего выполнить все работы до процедуры закалки.
Но это не всегда удается - в некоторых случаях необходимо урезать уже готовое изделие. При наличии специального обрабатывающего станка процедура изменения конфигурации не будет сложна. Достаточно задать определенную программу порезки. вручную очень проблематично. Но в некоторых случаях это удается. Стоит сразу отметить, что с помощью обычного стеклореза обрабатываются изделия с максимальной толщиной 5 мм. Для частичного снятия натяжения поверхность каленого стекла протирается растворителем "Уайт-спирит". Затем одним движением необходимо сделать надрез, по которому произойдет излом. Усилия для отделения прилагаются небольшие, и ни в коем случае нельзя постукивать по стеклу.
Остекление
Благодаря уникальным свойствам каленое стекло можно применять во многих сферах: начиная с установки в оконные конструкции и заканчивая изготовлением элитной мебели. Его прочность и безопасность стали основополагающими факторами такой популярности.
Но основным предназначением каленого стекла все равно остается изготовление прозрачных конструкций для фасадов зданий. Для создания панорамного вида используют большие размеры конструкций. Так как самым слабым местом каленого стекла является его торец, то следует соблюдать меры предосторожности до момента установки его в раму окна. В дальнейшем конструкция успешно выдерживает большие ветровые нагрузки и механическое воздействие.
Отличия
По внешнему виду отличить каленое изделие от обычного практически невозможно. Результат выявляется только при разбитии, или же когда возникает вопрос, как резать каленое стекло? Это необходимо для подбора оптимальной технологии изменения конфигурации. Если обычное стекло попытаться порезать на станке с алмазным диском, то в результате может произойти его повреждение, разбитие.
Существует несколько способов выявить разницу:
- Специальный прибор для определения марки стекла. Применяется на производствах.
- Различный звук при несильном постукивании. Каленая поверхность резонирует волны в низкой тональности. Звук получается глухой.
- Если смотреть через поляризованные линзы, то на поверхности каленого стекла можно увидеть небольшие контуры сетки.
Но самым оптимальным способом остается применение точечного прибора. Его стоимость относительно высока, но она быстро покроет возможный ущерб на производстве, возникший в результате обработки не того изделия.
