Материалы и изделия из стекольных расплавов
Стекло – материал, обладающий комплексом разнообразных, не присущих другим видам строительных материалов свойств, самыми характерными из которых можно считать светопропускание и хрупкость. Свойства стекла зависят от многих факторов: состава, режима теплообработки, состояния поверхности, размеров образца и др. Прочность стеклана сжатие достигает 700—1000 МПа, на растяжение – 30–80 МПа, прочность на растяжение стекловолокна диаметром 10~ 4см составляет 200–500 МПа, т. е. в 10 раз больше. На прочность стекла оказывают влияние внутренние дефекты, инородные включения (непровар, частицы огнеупора от футеровки печи и т. п.) и так называемый свиль (химически неоднородные участки).
Обычное силикатное стекло хорошо пропускает всю видимую часть спектра и практически не пропускает ультрафиолетовые (длина волны менее 300 мкм) и инфракрасные (длина волны более 3000 мкм) лучи. Изменяя химический состав стекла и его окраску, можно регулировать светопропускание стеклав этих областях.
Показатель преломления строительного стекла (1,50—1,52) определяет силу отраженного света и светопропускаемость стекла при разных углах падения света. Так, при изменении угла падения света с 0 (перпендикулярно плоскости стекла) до 75° светопропускание стекла уменьшается с 92 до 50 %. Светопреломление оконного стекла принимают равным 1,5, а светопропускаемость стекла в зависимости от длины волны видимого спектра достигает 97 %. По оптическим свойствам различают прозрачное, окрашенное, бесцветное и рассеивающее свет стекло. Силикатное стекло обладает высокой стойкостью к большинству агентов, за исключением плавиковой и фосфорной кислот.
Оконное листовоестекло является наиболее распространенным видом плоского стекла. Светопропускаемость оконного стекла в зависимости от толщины, которая составляет 2–6 мм, равна 85–90 %. Исходным сырьем для получения строительного листового стекла служат кварцевые пески, сульфат натрия или кальцинированная сода, известняк, доломит, уголь и некоторые другие вещества.
Армированное стекломожет иметь гладкую, кованую или узорчатую поверхность, быть бесцветным или цветным. Оно обладает повышенной огнестойкостью (до 1,3 ч). При его разрушении осколки удерживаются армирующей металлической сеткой. Светопропускаемость составляет не менее 60 %. Армированное стекло выпускают длиной 1200–2000 мм, шириной 400—1500 мм и толщиной 5,5 мм. Предел прочности при сжатии – 600 МПа при изгибе – 30–40 МПа. Армированное стекло применяют для остекления фонарей верхнего света, оконных переплетов, устройства перегородок, ограждения балконов, лестничных маршей и др.
Цветное армированное стеклополучают из стекломассы, окрашенной в процессе варки оксидами металлов. Основные цвета – золотисто-желтый, зеленый, лилово-розовый, голубой. Применяют его для ограждения балконов, лоджий, лестниц, лифтовых шахт, для устройства декоративных светопрозрачных плафонов и перегородки в жилых домах и санаториях, пансионатах, на предприятиях общественного питания и торговли, а также в других общественных и промышленных зданиях. Максимальные размеры цветного армированного стекла 800x1500 мм при толщине 6±1 мм.
Защитное стеклополучают специальной термической обработкой (для повышения прочности и упругости). Солнце-и теплозащитное стеклоприменяют для остекления зданий и средств транспорта с целью уменьшения солнечной и тепловой радиации. Размеры стекла 1600x2000 мм, толщина 3–6 мм. Пропускание видимого света 30–70 %, тепловых лучей 40–60 %. Такое стекло не оказывает слепящего действия и не вызывает утомления у человека. Оно также является хорошим тепло– и звукоизолятором. Теплопоглощающее стекло, окрашенное в массе, содержит в своем составе специальные добавки, обеспечивающие преимущественное поглощение инфракрасных лучей солнечного спектра. Теплопоглощающее листовое стекло имеет легкую голубую или голубовато-зеленую окраску, почти не искажающую просматриваемый через него предмет. Оно предназначено для заполнения оконных проемов с целью уменьшения солнечной радиации в музеях, выставочных залах и др. Пропускная способность видимого света не менее 65 %, инфракрасных лучей – не более 35 %. Размеры стекла до 1600x2000 мм, толщина 3–4 мм.
Облицовочное стеклоприменяют для облицовки панелей стен жилых и общественных зданий. Это стекло устойчиво против атмосферных влияний и гигиенично.
Профильное строительное стеклопредставляет собой элементы швеллерного и коробчатого сечения, формуемые на горизонтальных прокатных установках, в виде бесконечной ленты, разрезаемой затем на отрезки длиной до 6000 мм. Профильное стекло обычно монтируется поштучно. Возможно изготовление укрупненных сборных светопрозрачных конструкций из профильного стекла на домостроительных комбинатах или полигонах. При изготовлении конструкций из стеклодеталей между ними необходимо прокладывать различные герметики – мастики или специально изготовленные профилированные детали из губчатой резины или синтетических материалов.
Конструкции из профильного стекла в виде остекленных поверхностей дают мягкий рассеивающий свет, светопропускание 43–53 %. Стена из коробчатых (в один ряд) или швеллерных (в два ряда) стеклодеталей по своим акустическим свойствам не уступает глухим межкомнатным оштукатуренным перегородкам из кирпича и других материалов. Звукоизоляция таких конструкций составляет 27–18 дБ, коэффициент теплопередачи 2,5–5,2 Вт/мтрад. Предел прочности при изгибе конструкций из профильного стекла швеллерного сечения составляет 17,5 МПа, а коробчатого сечения – 10,5 МПа, огнестойкость конструкции – 15 минут.
Профильное стекло используют для светопрозрачных ограждений и самонесущих стен, для устройства внутренних перегородок и прозрачных плоских кровель в различных типах зданий. Профильное стекло можно применять в виде крупноразмерных панелей. Такое стекло устойчиво против воздействия концентрированных кислот, щелочей и влаги. Профильное стекло часто сочетают с металлическими, бетонными, кирпичными или деревянными элементами зданий. Профильное стекло швеллерного сечения выпускают бесцветным и цветным, неармированным и армированным стальной проволокой. Оно характеризуется повышенной огнестойкостью и безопасностью при разрушении.
Стеклянные блокипредставляют собой полые, пропускающие свет изделия с разнообразной фактурой внутренней или наружной поверхности. В зависимости от профиля и размера стенок блока изменяются интенсивность и направленность световых лучей, а также создается равномерное освещение отдельных участков и больших площадей в зданиях. В зависимости от требований к естественному освещению через светопроемы стеклоблоки подразделяются на светорассеивающие, прозрачныеи светонаправляющие.
Стеклянные блоки используют в фасадах промышленных зданий, для освещения лестничных клеток гражданских зданий и разного рода складских помещений, требующих верхнего света, а также в архитектурно-декоративных целях. Их с успехом применяют в цехах с агрессивной средой, а также в цехах, где характер производства требует создания постоянных климатических условий.
Дверные полотнаизготовляют из листового подвергнутого специальной термической обработке (закалке) стекла. Стеклянные полотна для дверей представляют собой листы утолщенного полированного, неполированного, прокатного узорчатого стекла с обработанными кромками, отверстиями и вырезками для крепления дверных приборов. Стеклянные полотна выпускают бесцветные, прозрачные, с полированной и неполированной поверхностью, а также цветные и бесцветные светорассеивающие с узорчатой или кованой поверхностью. Цветные полотнамогут быть желтыми, голубыми и зелеными. Стеклянные бесцветные полотнаприменяют для наружных и внутренних дверей в жилых, общественных и промышленных зданиях.
Цветные полотна используют только для внутренних дверей. Двери из полированного и неполированного стеклазрительно расширяют объем помещений и связывают их с внешней средой. Цветные и бесцветные полотна из прокатного и узорчатого стекла применяют в помещениях, где необходимо исключить сквозную видимость. Максимальные размеры полотен из полированного стекла 2400x1040 мм и узорчатого 2400x900 мм, толщина стекла 10–15 мм. Масса 1 м 2полотна – 25–28 кг (в зависимости от толщины), термическая стойкость (резкий перепад температур) – 80–90 °C, светопропускание на 10 мм толщины полированного и неполированного стекла не менее 84 %, а прокатного узорчатого – 80–90 %. Предел прочности при сжатии – 800–900 МПа, и при изгибе – 250 МПа. Дверные полотна обладают повышенной прочностью и выдерживают, не разрушаясь, удар свободно падающего с высоты 1500 мм стального шара массой 800 граммов.
Витринное стеклопроизводят из полированного и неполированного стекла толщиной 6—12 мм, площадью полотен 4—12 м 2. Его получают способом горизонтального проката с последующей шлифовкой и полировкой поверхностей. В настоящее время внедряется новый метод получения витринного полированного стекла по методу плавающей ленты. По этому методу исключена необходимость шлифовки и полировки поверхностей; стеклянная лента после расплава приобретает полированную поверхность. Витринное стекло характеризуется высоким пределом прочности на сжатие – до 1200 МПа. Оно может быть плоским и гнутым. Применяют витринное стекло для остекления внутренних и наружных витрин и проемов в магазинах, ресторанах, аэропортах и т. д.
Стеклянную коврово-мозаичную плиткуизготовляют в форме квадратов из непрозрачного прессованного или прокатного стекла различного цвета с глянцевой или матовой поверхностью размерами 18x18x4; 22x22x4; 23x23x4 мм.
Такие плитки характеризуются высокой долговечностью и постоянством цвета. Стеклянную коврово-узорчатую плитку применяют для наружной облицовки стеновых панелей и внутренней отделки помещений. Она позволяет обеспечить индустриальную отделку железобетонных панелей.
Стеклянная ватапредставляет собой материал, состоящий из тонких (5–6 мкм) гибких нитей. Она обладает высокой прочностью на разрыв, химической стойкостью, низкой звуко– и теплопроводностью. Стеклянную вату получают способом механического вытягивания, центробежным и дутьевым (газоструйным) способами.
Стеклянную массуиспользуют в качестве тепло– и звукоизоляционного материала в промышленности и строительстве. Она эластична, устойчива к температурным изменениям, химически стойка, не поддается гниению и горению. Стеклянную массу можно применять в качестве наполнителя(вместо асбеста) при изготовлении асбоцементных изделий, а также в качестве тонкого заполнителядля штукатурных и отделочных растворов. Ее используют для изготовления антикоррозионных стекломатовна фенольной смоле. Стекломаты обладают высокими диэлектрическими свойствами, стойки против коррозии в агрессивных химических средах. Стекломаты выпускают в виде рулонного материала и используют для изоляции газовых и водяных трубопроводов.
Пеностеклои газостеклополучают путем вспучивания расплава размолотого стекла, смешанного с веществом (известняком, углем), которое при температуре 750–850 °C способно выделять газ. Пеностекло является хорошим тепло– и звукоизоляционным материалом, обладает малой плотностью и низким коэффициентом теплопроводности. Водопоглощение пеностекла не более 2 %, предел прочности при сжатии – 4,0–6,5 МПа, а при изгибе – 0,5—
3,5 МПа. Пеностекло применяют для теплоизоляции тепловых и холодильных установок, звукоизоляции общественных и коммунально-бытовых помещений и т. д.
