Как разбивается стекло?

Часто при выборе материала для той или иной конструкции из стекла способ его деформации играет решающую роль. Весь, согласитесь, очень важно (можно сказать – жизненно важно) знать, что, например, стеклянный козырек не упадет на голову прохожим после падения небольшой сосульки.

По способу деформации в общем можно выделить три основных вида стекла: сырое стекло, закаленное стекло и триплекс.

Как разбивается сырое стекло?

В итоге образуются острые режущие осколки, которые могут серьезно травмировать человека. Сырое стекло разбивается сравнительно несложно. Наша компания никогда не устанавливает конструкции из сырого стекла и никому не советует это делать, поскольку это может быть опасно для жизни.

Как разбивается каленое (закаленное) стекло?

Закаленное стекло разбивается на небольшие фрагменты с тупыми углами, которые просто «высыпаются» из плоскости стекла. Они не настолько опасны, как острые осколки от сырого стекла.

Быстрее всего закаленное стекло разбивается от удара в торец – так что будь осторожнее со своими стеклянными столами и

душевыми кабинами: Вы не получите травму, но душевую или столешницу придется переделывать.

Никогда не сверлите закаленное стекло (как это часто случается с душевыми кабинами) – отверстие появится, но стекло обязательно деформируется и рассыплется на мелкие кусочки.

Как разбивается триплекс?

Похожую картину, когда образуются вмятины на стекле, мы могли наблюдать в случае разбивания лобового стекла автомобиля. Это неудивительно: ведь  лобовое стекло выполнено из триплекса.

Опасности для жизни последствия такой деформации не несут.

Одной из конфигураций триплекса является бронированное, или армированное, стекло, которое, деформируясь, не пропускает даже пули.

Другие интересные для Вас вопросы.

Вернуться на главную страницу.

Выбрать стеклянную конструкцию для себя.

Можно ли разбить закаленное стекло?

 

Закаленное стекло: безопасность, изящество и красота

На протяжении вот уже нескольких веков дизайнеры привыкли использовать стекло для создания утонченного интерьера. Что может быть изящнее, светлее и лаконичнее, чем элементы мебели, выполненные из данного материала?

Век современности шагнул далеко вперед, и теперь используемое в строительстве и декорировании помещений стекло стало намного более безопасным и долговечным. Как удалось этого достичь?

Ответ кроется в специальной технологии закалки материала путем его нагревания до температуры, близкой к температуре плавления, и резкого остужения. Каленое стекло отличается неповторимой прочностью: чтобы его разбить, придется приложить немало усилий. Оно может выдержать даже удар молотком! В случае если стеклянное изделие все же разбилось, осколки не будут острыми и не принесут вреда человеку.

Для создания особого шарма и уюта в помещении, достаточно поставить в нем мебель из стекла: стеллажи, словно парящие в воздухе, невесомые прозрачные полки, изящные подставки для цветов и под технику всевозможных форм и расцветок. Приятным дополнением к кухонной утвари, дизайну офиса или гостиной может стать стильная столешница из стекла, легкая и красивая по внешнему виду и практичная по свойствам.

В производстве элементов лестниц и перегородок, дверей и различной мебели также используется гнутое стекло, сумевшее совместить в себе изящество и прочность. Для создания играющих на свете разнообразных витражей, светящихся пестрыми красками прозрачных и матовых изделий, применяется цветное стекло.

Следует упомянуть, что для обеспечения безопасности эксплуатации и долговечности изделий, стекло для мебели должно быть закаленным.

Купить каленое или закалить стекло в Екатеринбурге можно в стекольной мастерской «АКТУАЛЬНОЕ СТЕКЛО». Важно помнить, что резка стекла осуществляется перед закалкой, поэтому размеры следует упомянуть заранее. В мастерской представлен широкий ассортимент стеклянных изделий, можно также осуществить покраску материала или вставить картинку – все это по самым доступным для желающих ценам! При большом объеме заказа возможны скидки.

Отправьте заявку — воспользуйтесь ВЫГОДНЫМ предложением от нашей компании! (спрашивайте о действующих АКЦИЯХ у продавца).
При отправке заявки с сайта, возможен ТОРГ !

1. Ваше имя:

   Пожалуйста, введите ваше имя

2. Ваш телефон:(*)

   Введите номер телефона

   только для Екатеринбурга

3. Ваш Email:(*)

   Пожалуйста, введите ваш e-mail.

4. Задайте вопрос или подайте заявку:

   Пожалуйста, введите ваше сообщение

5. Неверный ввод

6. Отправить Сброс

7. Для ускорения обработки вашей заявки, вы можете написать нам на электронную почту Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или позвонить по телефону +7(912) 665-85-96 (г.Екатеринбург)

   Напишите нам в ватсап, что вам нужно и мы постараемся красиво решить ваш вопрос. С мобильного -Жмите на ссылку и будет переход на ватсап.>>> НАПИСАТЬ В ВАТСАП = ПОДАТЬ ЗАЯВКУ

 

Как разбивается стекло в замедленной съемке (видео)

Замедленное видео: как появляются трещины в стекле

Когда камень попадает в лобовое стекло на дороге, у любого автовладельца екает сердце. Никому не хочется получить скол на гладкой стеклянной поверхности, ведь он через какое-то время может стать трещиной. В эти явно негативные моменты мы думаем об одном: почему автопроизводители не могут сделать более прочное стекло? Почему мы должны мучиться с ремонтом и заменой стекол даже после встречи с небольшим камушком на дороге?

 

Смотрите также: Лобовое стекло автомобиля: ремонт или замена

 

На самом деле, если копнуть немного глубже в суть вопроса, конечно же, окажется, что современные композитные (двойные – дуплекс и тройные – триплекс) и закаленные автомобильные стекла практически являются своего рода прозрачной броней. Разбить подобные современные лобовые стекла крайне непросто, а энергия соударения должна быть настолько высокой, что, влети на такой скорости этот кажущийся небольшим камушек в незащищенную голову водителя, травм точно было бы сложно избежать.

 

Особенно наглядно сравнение разбития двух типов стекол, обычного и закаленного, на видео. Обычно оконное стекло несильно ударь – оно разлетится на большие опасные куски в мгновение ока, в то время как термообработанное стекло перенесет гораздо более жесткий удар (его прочность в 5-6 раз выше, чем у обычного стекла) и при этом даже когда треснет, его осколки будут безопасными (при разрушении оно распадается на мелкие осколки с тупыми гранями).

 

Смотрите также: Как убрать царапины с лобового стекла

 

Дело в том, что у термически обработанного стекла (даже если оно однослойное) на поверхностных слоях образуются остаточные напряжения сжатия, что обеспечивает стеклу повышенную механическую прочность и очень красивый вид при разрушении на скоростную видеокамеру.

 

Вы как раз можете увидеть это в видеоролике, где на 3.30 минуте в замедленной съемке бьют обычное стекло, и сравнить с результатом соударения шара с закаленным стеклом, которое снято на скорости 10 млн кадров в секунду (5.48 минута видео). Вот как зарождаются, распространяются и увеличиваются трещины в стекле – завораживающее зрелище, будто сотни молний ударили разом. Смотрим:

 

Закаленное стекло: почему он разбивается на такие маленькие кусочки? — Глазные открыватели

От кофейных столиков и небоскребов до окон домов и ветровых стекол автомобиля мы окружены стеклом. Это потрясающий и очень полезный материал — прозрачный, отражающий и достаточно прочный (в зависимости от типа стекла).

Однако сила — это не единственное, что меняется в зависимости от того, как производится стекло; есть еще одна довольно необычная черта, которая отделяет некоторые типы стекла от других — то, как стекло ломается.

Вы наверняка видели сцены кино, в которых автомобили (например, автомобили или грузовики) взрываются или разрываются на что-то. Вы заметили, что во время любой такой сцены стекло в автомобильных окнах не ломается, как обычный стакан (который мы используем в нашей повседневной жизни)? Вместо этого он разбивается на очень мелкие, зернистые части.

Вопрос в том, почему это происходит?

Обратите внимание, как стекло разбивается на гранулированные кусочки (Фото: 1989studio / Shutterstock)

Закаленное стекло

Закаленное стекло используется в пуленепробиваемых стеклах

Помимо своей прочности, закаленное стекло также известно характерным способом его разрыва. В отличие от обычного стекла, которое разбивается на острые осколки, которые могут вызвать травмы, закаленное стекло разбивается на более мелкие кусочки, которые блокируются соседними частями и, следовательно, не падают легко.

Почему закаленное стекло разбивается на такие крошечные кусочки?

Стекло не разрушается из рамы; вместо этого он превращается в крошечные зернистые части и остается неповрежденным

Как упоминалось ранее, характеристики любого типа стекла зависят от материалов, из которых он изготовлен, и от химических и механических процессов, которые он испытывает во время его изготовления. Способ, которым закаленное стекло разбивается на гораздо более мелкие кусочки, конкретно объясняется производственными процессами. Стекло (с включениями сульфида никеля) отжигается нагреванием, а затем быстро охлаждается до комнатной температуры.

Охлаждение происходит намного быстрее в центре стекла, чем на поверхности, что вызывает сжимающие напряжения на поверхности, тогда как в центре возникают напряжения сжатия и растяжения. Сжимающее напряжение придает закаленное стекло повышенную прочность; чем выше напряжение, тем меньше кусков, из которых разбивается с

Прочное и безопасное стекло | Наука и жизнь

Фрагмент из книги: Леенсон И. А. Химия в технологиях индустриального общества. — Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011.

Фото Натальи Домриной.

Распределение напряжений в стекле при изгибающей нагрузке: а — напряжение в листе закалённого стекла без нагрузки; б — напряжение в отожжённом стекле; в — напряжение в закалённом стекле под нагрузкой.

‹

›

Стекло — один из самых распространённых материалов, окружающих человека. И в то же время мы его чаще всего не замечаем — и когда смотрим в окно, и когда разглядываем витрины магазинов, и когда смотримся в зеркало. А всё потому, что чистое стекло прозрачно.

Стекло появилось много тысяч лет назад, и никто не знает, кто и как его изобрёл. Римский писатель и учёный Плиний Старший, живший в I веке, рассказывает, что как-то финикийские купцы развели огонь под сосудом, чтобы в пути сварить еду. Очаг они устроили, за неимением камней, из кусков соды, которая на жару расплавилась и образовала с песком и другими составными частями почвы первое рукотворное стекло. Вероятно, этот рассказ — выдумка. Хотя бы потому, что для расплавления соды нужна очень высокая температура, которую обычный костёр не даёт. Скорее всего, стекло изобрели представители одной из древнейших профессий — гончары. При обжиге глиняные сосуды, кирпичи нередко трескались. Поэтому их пытались предварительно обмазывать разными составами. Одна из смесей оказалась удачной: готовое изделие покрылось тонкой блестящей эмалью. Это и было первое стекло — непрозрачное и мутное. Но для гончарных изделий это не было недостатком. Со временем из смеси соды, песка и известняка (или мела) стали варить стекло, из которого делали украшения, флакончики для благовоний. Вводя в стекло различные добавки, научились окрашивать его в разные цвета.

Труднее всего было получить бесцветное прозрачное оконное стекло. Его не было даже у королей и императоров средневековой Европы. Окна построек представляли собой узкие щели или небольшие отверстия, которые в непогоду закрывали ставнями или завешивали кожами, холстами, или натягивали бычий пузырь. Самые богатые люди могли позволить себе вставить в окна прозрачные пластинки слюды. В Европе слюду добывали в Карелии. Большие пластинки слюды попадались редко и потому стоили очень дорого. Лишь в XIV веке в домах самых богатых людей появилось оконное стекло (в зданиях церквей его стали использовать раньше — примерно в X веке). Для выработки хорошего стекла прежде всего нужен был очень чистый белый песок, а он встречается нечасто. Обычный песок, содержащий примеси железа, окрашивает стекло в зелёный цвет. Поэтому когда-то все оконные стёкла были зеленоватыми. И чем больше в песке железа, чем песок темнее, тем менее прозрачным будет стекло. Сейчас из такого стекла делают бутылки.

Промышленность выпускает множество самых разнообразных сортов стекла: электровакуумное, светотехническое, оптическое, химико-лабораторное, термометрическое, медицинское, тарное, хрустальное… В их состав могут, помимо обязательного оксида кремния, входить оксиды разных элементов – алюминия, кальция, магния, бария, натрия, калия, железа, бора, цинка и даже мышьяка (например, в молочном светотехническом стекле).

Все знают, что основной недостаток многих стёкол — их хрупкость. Огромная масса стеклянных изделий ежедневно превращается в стеклянный бой. Помимо экономических убытков, разбитое стекло представляет опасность, так как свежий скол стекла очень острый. Недаром только что надломленную пластинку стекла можно использовать в качестве режущего инструмента в микротоме — приборе, делающем тончайшие срезы биопрепаратов для биологических исследований. Но оказывается, стекло можно сделать не только очень прочным, но и не дающим острых осколков.

Эта история началась давно — в XVII веке. Английский принц Руперт (полный титул — пфальцграф Рейнский, герцог Баварский) имел все шансы сделать блестящую военную карьеру. Но, оставив военную службу, он посвятил последние годы своей жизни искусству и науке. Одно из его открытий — закалённое стекло. Что же это такое?

Все знают, что бывает, когда в графин или гранёный стакан из толстого стекла наливают крутой кипяток: стекло лопается. Это происходит потому, что стекло — очень плохой проводник тепла; оно прогревается в сотни раз медленнее, чем, например, медь. Поэтому когда внутренняя часть стакана уже горячая, внешние его слои ещё холодные. В результате теплового расширения наружная часть изделия испытывает огромные нагрузки, которые оно часто не выдерживает. Чтобы толстостенные стеклянные изделия не разрушались, их следует нагревать (и охлаждать) медленно. Тем более это относится к изготовлению различных стеклянных изделий: после формования из полужидкой стеклянной массы их охлаждают до комнатной температуры очень медленно. Делается это в специальных печах, в которых температура понижается в течение многих часов. Эта процедура называется отжигом, а полученное таким образом изделие — отожжённым.

В плохо отожжённом стекле остаются внутренние напряжения, которые никак не изменяют его внешний вид (они видны только в поляризованном свете), но сильно ухудшают механические свойства. Эти напряжения часто концентрируются на краях, утолщённых частях изделий. В листовом стекле они могут следовать одно за другим, образуя как бы цепочку. Такое стекло очень трудно отрезать по прямой линии: неравномерно распределённые напряжения уводят трещину в сторону от нанесённой алмазом царапины.

Но отжечь стекло — только полдела. Поверхность даже хорошо отожжённого стекла, как правило, ослаблена множеством мельчайших трещинок, царапин, которые могут быть не видны невооружённым глазом. Особенно опасны микротрещины на краях стеклянных изделий. Именно с них и начинается разрушение. Под нагрузкой на концах трещинок концентрируются очень большие напряжения; трещина увеличивается и, в конечном счёте, прорезает всё изделие — оно раскалывается на части. Если каким-либо способом «залечить» поверхность стекла, сделать её очень ровной и гладкой, то такое стекло станет намного прочнее. Сделать это можно, например, химическим травлением поверхности. Если обычное оконное стекло опустить на несколько минут в смесь фтороводородной (плавиковой) и серной кислот, то с его поверхности будет стравлен слой толщиной до 0,1 мм. Оксид кремния из состава стекла при этом переходит в растворимый фторосиликат:

SiO₂•xH₂O+6HF→SiF₆^2-+(2+x)H₂O+2H⁺.

Чтобы обработанное таким образом стекло вновь не покрылось трещинками и царапинками из-за попадания на него пыли, а также для защиты от атмосферной влаги (она тоже понижает прочность стекла), его поверхность после сушки покрывают защитной плёнкой из кремнийорганических соединений. Частично «залечить» трещинки в только что купленном стакане можно и в домашних условиях. Для этого его надо осторожно нагреть в воде до её кипения и продолжать кипячение ещё минут десять. Такой стакан будет жить дольше.

В промышленности для упрочнения стекла его закаляют. Закалку осуществляют путём резкого охлаждения горячего стекла. Посмотрим, что будет, если расплавленное стекло вылить в холодную воду. Если лить его понемногу, отдельными каплями, то они не растрескиваются и после охлаждения остаются целыми. Если стекло нагрето до очень высокой температуры (когда оно совсем жидкое), то при падении в воду капельки стекла с достаточно большой высоты она превращается почти в идеальный шарик. Если же кончик стеклянной палочки расплавить на обычной горелке, которой пользуются стеклодувы, то образуется довольно вязкая капля, которая как бы нехотя отрывается от палочки и при этом тянет за собой стеклянную нить. При попадании в холодную воду такая капля принимает форму слезинки с длинным хвостиком. При вхождении в воду скорость падения капли резко замедляется, тогда как её полужидкий хвост продолжает двигаться с прежней скоростью. В результате хвостик у застывшей капли получается в виде змейки. Именно такие капли получил впервые принц Руперт, поэтому они названы его именем (другое название — батавские слёзки).

То, что слёзки остаются целыми, — далеко не самое удивительное их свойство. Они исключительно прочные: выдерживают сильные удары молотком по толстой грушевидной части. Но есть у слёзки ахиллесова пята: стоит надломить её тонкий хвостик поближе к основанию, как вся капля с треском рассыпается на мельчайшие кусочки. Если проводить этот эксперимент в темноте, то иногда видно свечение. Рассыпание слёзок может происходить с такой силой, что, если проводить опыт в стакане с водой, он разбивается, как при взрыве!

Чтобы объяснить необычные свойства слёзок, рассмотрим более подробно процесс их образования. При охлаждении капли возникают силы, которые тянут наружный слой внутрь, создавая в нём напряжения сжатия, а внутреннее ядро — наружу, создавая в нём напряжения растяжения. Отжиг (длительный нагрев при 100^оС) приводит к снятию напряжений, так как при повышенных температурах частицы стекла приобретают подвижность и переходят на свои «удобные» места.

Описанные свойства «рупертовых слёз» присущи в большей или меньшей степени всем стеклянным изделиям, которые не прошли отжиг. Такое стекло называется закалённым. Болонские стеклодувы, например, изготовляли круглые сосуды с толстым дном, которые быстро охлаждали на воздухе. Эти сосуды (их называли болонскими склянками) выдерживали сильные удары без разрушения. Но уже незначительные повреждения внутренней их части, например царапины, приводили к разрыву сосуда на части.

Высокая прочность закалённого стекла широко используется на практике. Если напряжения создаются в стекле направленно и равномерно, то они в значительной степени упрочняют его. Чтобы понять, почему это возможно, рассмотрим лист быстро охлаждённого с обеих сторон стекла.

Как и в случае шарика, наружные слои такого стекла будут испытывать сильное сжатие, которое по мере продвижения внутрь листа сначала уменьшается, а потом переходит в напряжение растяжения — оно максимально в центре, как это показано на рисунке. Распределение напряжений в нижней половине листа зеркально повторяет картину в верхней части.

Рассмотрим теперь, как будет вести себя под нагрузкой обычное стекло. Положим лист стекла на две опоры и надавим сверху. Верхняя изогнутая часть стекла будет испытывать сжатие, а нижняя часть — растяжение. Очевидно, что максимальные нагрузки приходятся на самые внешние слои — а они как раз и самые слабые — по причинам, о которых говорилось выше. При этом стекло начнёт разрушаться снизу, так как сжатие оно выдерживает в десять раз лучше, чем растяжение, как, впрочем, и другие материалы.

Проделаем ту же операцию с закалённым стеклом. Здесь прилагаемая механическая нагрузка приведёт к напряжениям, которые будут налагаться на уже имеющиеся в стекле. Казалось бы, это должно только ухудшить дело. Действительно, в верхней части стекла суммарное напряжение сжатия ещё более вырастет. Но дальше сложение напряжений приведёт к тому, что наиболее опасные напряжения растяжения будут максимальными где-то внутри листа, тогда как вблизи нижней поверхности напряжения могут оказаться очень малыми. Итак, под влиянием изгибающего усилия закалённое стекло испытывает по сравнению с отожжённым стеклом большее сжатие в верхнем слое и меньшее растяжение в нижнем слое. В результате на лист закалённого стекла, лежащего на двух опорах, могут встать несколько человек — лист прогнётся в 4—5 раз сильнее, чем обычное стекло, но не сломается! Закалённое стекло значительно превосходит обычное и по термическим нагрузкам — оно выдерживает перепады температур до 270^оС, тогда как обычное растрескивается уже при быстром изменении температуры на 70^оС.

Опыты по получению промышленного закалённого стекла начали проводить в последней четверти XIX века. Изобретателем особого «твёрдого стекла» считается итальянец де ла Басти. Стеклянные изделия, нагретые до красного каления, но не потерявшие своей формы, он погружал в ванну со смесью расплавленного жира и растительного масла, смешанных в определённой пропорции. Такую смесь можно было нагреть до нужной температуры (обычно от 150 до 300^оС) и таким образом регулировать скорость охлаждения в зависимости от состава стекла, формы изделия и его размеров. Испытывались и другие способы закалки — в расплавленном парафине при 200^оС, перегретым водяным паром, охлаждение листового стекла сдавливанием между холодными металлическими (или металлической и глиняной) пластинами. Такие опыты, в частности, проводил немец Ф. О. Шотт, который в 1886 году основал знаменитый стекольный завод (шоттовское стекло и поныне известно во всём мире; из него делают и лабораторную посуду высокого качества). Отличить закалённое стекло от простого можно по его оптическим свойствам: закалённое стекло обладает двойным лучепреломлением и в поляризованном свете будет казаться окрашенным.

В настоящее время закалённое стекло производят в большом количестве. Для закалки листового стекла его нагревают до 600—650^оС и затем быстро охлаждают путём равномерного обдувания воздухом на специальной обдувочной решётке. Такое стекло по своим термическим и механическим свойствам значительно превосходит обычное. Например, листовое отожжённое стекло толщиной 5—6 мм выдерживает без разрушения удар стального шара массой 800 г при его падении с высоты не более 15 см. Если же это стекло закалить, то оно уже сможет выдержать без разрушения удар аналогичного шара при его падении с высоты 120 см! Прочность на изгиб у закалённого стекла тоже в 4—5 раз выше, чем у обычного. Такое «небьющееся» стекло применяют для остекления вагонов, автомобилей, самолётов и т. д. Главная его особенность в том, что при аварии оно не даёт больших кусков с очень острыми краями, которые исключительно опасны, а рассыпается на небольшие (примерно 3—5 мм) кусочки округлой формы без острых краёв. Для ещё большей безопасности передние стёкла автомобилей делают из так называемого триплекса: комбинации из двух листов обычного или закалённого стекла, склеенных прозрачным и упругим слоем синтетического полимера. При ударе осколки такого стекла остаются на месте, так как удерживаются полимером.

Информация о книгах Издательского дома «Интеллект» — на сайте www.id-intellect.ru

Статья: Безопасно ли безопасное стекло?

Основным недостатком стекла, как строительного материала, является относительно высокая хрупкость. При этом поврежденное стекло (сколы, трещины, глубокие царапины) практически не поддаются восстановлению. Кроме того, сырое стекло при разрушении становится весьма опасным своими острыми осколками.

На этом фото мы видим пример грубого нарушения строительных норм при устройстве стеклянной входной группы в бизнес центре. Организация-подрядчик, сэкономив на закалке и на защитной пленке, допустила преступную халатность, установив сырое стекло, которое треснуло в ходе эксплуатации. Такой осколок, упав, мог причинить серьезные травмы. Известно много случаев, когда подобные «гильотины» уносили человеческие жизни.

С закаленным (теромобработанным) стеклом ситуация несколько иная: такое стекло в 3-5 раз прочнее обычного стекла, а если оно все таки бьется, то сразу растрескивается по всей площади на мелкие, сравнительно безопасные, четырехугольные осколки.

(Кстати, по форме и размеру осколков можно судить о качестве закаленного стекла). При этом разбитое закаленное стекло не рассыпается сразу, а сохраняет большие фрагменты за счет зацеплений между осколками. Разбить закаленное стекло действительно достаточно сложно. Наиболее опасны для такого стекла удары острым предметом, особенно в кромку (торец) стекла. Не зря ведь в общественном транспорте молоточки, которыми следует «разбить стекло в случае аварии» имеют заостренный наконечник.

На фотографии хорошо видно, в какое место пришелся удар по кромке стекла. Из этой точки трещины «паутинкой» разбегаются по всей плоскости стеклянного полотна. Этот эффект иногда используют в декоративных целях – разрушая средний слой стекла в триплексе (точнее в пентаплексе).

Как же обезопасить себя и окружающих от неприятных сюрпризов в том случае, если стекло, будь то сырое или закаленное все же бьется? Ведь мало кому понравится, если на него вдруг посыплется град из мелких стекляшек, скажем разбитого козырька или стеклянного ограждения второго света (атриума) или просто витрины бутика. Есть два варианта решения проблемы. Оба они связаны с применением полимерных пленок. В одном случае тонкая защитная пленка клеится на поверхность стекла, упрочняя его и не давая рассыпаться на осколки в случае разрушения. Другой способ сложнее и связан с изготовлением многослойного стекла, когда несколько слоев листового стекла склеиваются между собой с помощью полимера. Самыми распространенными многослойными стеклами являются триплекс (два стекла, между ними пленка), и пентаплекс (три стекла склеенные между собой полимером). Триплекс используют в ограждающих конструкциях, пентаплекс в таких как стеклянные полы и лестничные ступени из стекла. Иногда необходимо склеить и больше слоев стекла (полиплекс или мультиплекс) – все зависит от расчета нагрузок, которым будет подвергаться изделие. Состав многослойного стекла подбирается с таким расчетом, чтобы даже в случае разрушения одного из стекол, изделие (ступень, пол, козырек) сохраняло свои несущие свойства до его замены.

Полимерные пленки могут быть как абсолютно прозрачными, так и цветными, тонирующими, зеркальными, а также с любым рисунком. Преимущество поверхностной наклейки пленки – относительная простота в изготовлении (пленка может быть наклеена на уже смонтированное изделие) и дешевизна, минус – пленка на поверхности стекла легко царапается. Недостатком многослойного стекла, соответственно, является более высокая стоимость, кроме того, кромка многослойного стекла имеет не такой привлекательный внешний вид, как отполированная кромка толстого листового стекла, хотя это имеет значение только для интерьерных изделий – полки, двери, мебель из стекла.

Как видим у обоих способов защиты стекла есть минусы, но это плата за безопасность. Особенно актуальна дополнительная защита стекла в свете террористических угроз, ведь осколки стекла, например при взрыве, превращаются в дополнительный поражающий фактор.

Несмотря на то, что закаленное стеклянное полотно разрушилось, изделие продолжает сохранять свою форму и функцию за счет полимерной пленки. В первом случае триплекс и изготовленный из него стеклянный козырек, во втором – защитная пленка, наклеенная на поверхность стеклянного элемента лестничного ограждения.

 

Вот на такие, сравнительно безопасные осколки рассыпается битое закаленное стекло.

© МН 21 июля 2009г.

Закаленное стекло

Главная причина, по которой большинство производителей стеклянных конструкций выбирают закаленное стекло, – это такие его свойства, как прочность и безопасность. Именно эти функции сделали закаленное стекло популярным среди архитекторов и обычных потребителей. Главное свойство закаленного стекла – это то, что разбиваясь, оно не разлетается на режущие осколки.

Читайте, как разбивается стекло.

Наша компания устанавливает стеклянные конструкции исключительно из каленого стекла высокого качества.

Закаленное стекло в 4-5 раз прочнее, чем обычное отожженное стекло такой же толщины, оно более устойчиво к тепловому воздействию и при ударе распадается на мелкие шарики, чем обеспечивает большую безопасность. Именно по причине своей практичности и прочности такой тип стекла становится материалом для изготовления стеклянных ограждений и дверей.

Закаливание стекла – это довольно простой процесс, который требует внимательного и строгого контроля. Стекло нагревается при температуре от 630° до 650°С в печи, а потом охлаждается до комнатной температуры с помощью воздушных компрессоров.

Вырезанные нужного размера стекла заправляются в печь, где они двигаются назад и вперед, пока не достигнут нужной температуры (?620°-650°С). Затем они охлаждаются в секции быстрого охлаждения.

Закаленное стекло настолько прочное благодаря растягиванию и сжатию внутри во время охлаждения. Когда горячее стекло резко охлаждается, его поверхности охлаждаются быстрее, чем внутренняя часть, и при этом возникают зоны напряжения. Они распределяются в материале неравномерно.

На внешней поверхности стекла возникает  сжимающееся напряжение, в то время как на внутренней его части – растягивающее напряжение. Для устранения такого эффекта производится дополнительная тепловая обработка. Такой процесс называется отжигом и он обязателен в процессе производства закаленного стекла. В результате перераспределения напряжений внутри стекла у термически закаленного стекла появляются новые качества.

Хотя процесс изготовления закаленного стекла на первый взгляд кажется простым, он достаточно трудоемкий, и требует надлежащего надзора и контроля, чтобы предотвратить нежелательную деформацию стекла, такую как: оптические искажения, следы от роллеров, волны и изгибы, фрагментация или даже спонтанная поломка.

Оптические искажения – это дефект качества стекла. Такое изменение может произойти во время нагревания стекла при использовании не той температуры, неравномерного распределения температур по поверхности листа стекла. Чуть заметные следы от роликов могут появиться вследствие закаливания стекла при температуре, близкой к его точке размягчения.

И хотя почти всегда закаленное стекло сопровождается оптическими искажениями, стоит заметить, что такое их количество в современной архитектуре неоправданно и  непростительно. Конечно, незначительные искажения могут присутствовать, но они должны быть незаметными для человеческого зрения и уж точно не бросающимися в глаза.

Избежать нежелательных оптических искажений возможно еще в процессе изготовлении стекла. Для этого  нужно поправить роллеры, выставить правильную температуру,  распределить температуру в печи равномерно вдоль всего стекла, следить за процессом изготовления и, если замечаются оптические изменения, предпринять соответствующие меры. Бывает так, что сразу подобный дефект незаметен, но он становится явным только при попадании солнечного света и бликовании.

Новые технологии в изготовлении закаленного стекла состоят в применении более мощных, по сравнению с традиционно используемыми печами с радиационным нагревом, конвекционных печах. Нагревание в печах с радиационным нагревом, скорее всего, будет неравномерным, если нагрев будет осуществляться непосредственно на нагревательных элементах. Иногда из-за неправильной эксплуатации, температура в печах с радиационным нагревом распределяется неправильно, что вызывает изменения в качестве изделия и оптические искажения в частности.

Сравнивая эти два типа печей, можно назвать основные их характеристики:

– печь с радиационным нагревом:

• прямой нагрев проводится непосредственно через нагревающие  элементы;
• неравномерный нагрев, поскольку теплообмен нестабильный, температура может подниматься до 700°С;
• нагревание медленное, стекло находиться больше в размягченном состоянии;
• небольшой расход энергии.

– конвекционная печь:

• непрямой нагрев проводится посредством горячего воздуха и высокого давления;
• нагрев более равномерный;
• теплообмен улучшен, температура может подниматься до 660°С;
• нагревание происходит на 25% быстрее, и стекло меньше находится в размягченном состоянии;
• расходуется на 10% больше энергии по сравнению с печами с радиационным нагревом.

Что же касается еще одного возможного дефекта закаленного стекла, а именно пометок от роллеров, стоит в первую очередь заметить, что это довольно редкое явление для качественного продукта.

Он может быть вызван неправильным процессом изготовления – в частности неверной эксплуатацией роллеров. Фрагменты стекла могут оставаться на роллерах и царапать листы стекла следующей партии. Редкая чистка роллеров и их усиленная эксплуатация, когда с них стараются «выжать» больше, чем предусматривает их ресурс, тоже иногда становятся причиной возникновения царапин.

Волны и изгибы также считаются редким дефектом. Он возникает из-за того, что либо стекло изначально неровное, либо из-за неравномерного распределения температуры в печи, которое может быть волнообразным с температурной разницей в 20°С-40°С. Вследствие этого отдельные части стекла могут незначительно прогибаться.

Решением этой проблемы могут стать следующий шаг:

– увериться, что температура выставлена соответственно требований, а жар распределен равномерно по всему стеклу.

Также большую роль в качестве закаленного стекла играют края остекления. Как и на поверхностях стекла, на его краях тоже возникают напряжения, которые делают эти края прочнее. Но их прочность ослабевает при резком охлаждении, так как и нагрев на краях листа стекла значительно больше. Потому края закаленного стекла считаются самым слабым местом в таком остеклении и их сохранность играет большую роль. На качество граней остекления влияют уровень шлифовки и распределение температур в печи во время нагрева. Углы граней тоже обязательно должны быть хорошо отшлифованы.
Узнать о качестве закаленного стекла можно судить по его осколкам.
Разбивание  закаленного стекла и есть главным его тестом на качество. Если осколки тупые, маленького и одинакового размера, значит, что качество стекла высокое. Так как тупые осколки – показатель защиты от порезов, равномерность и большое количество маленьких осколков свидетельствует о высоком уровне прочности. Поэтому для нашей компании закаленное стекло более приоритетное в использовании не только стеклянных дверей и различного рода ограждений, но и других стеклянных конструкций таких как: перегородки, козырьки, полы, потолки, душевые кабины, кухонные панели.

Еще одна часто возникающая проблема, влияющая на качество стекла, –  явные ожоги на поверхности стекла. Чаще всего такой дефект характерен для стекол с отражающей пленкой. Именно поэтому стекло разрезают после процедуры закаливания, чтобы избежать ожогов на пленке по краям остекления.

Закаленное стекло иногда ломается без какой-либо видимой причины. Виной тому могут быть микроскопические внутренние никель-сульфидные камешки.

Никель – сульфидные включения попадают в стекловарную шихту в процессе изготовления стекла вместе с сырьем, а в закаленном стекле являются причиной разрушения, вследствие созданных напряжений в процессе закалки. Таким образом, при нагревании эти шарики находятся в активном состоянии, а при охлаждении не успевают вернуться в свое обычное состояние. Поэтому после установки стекло может поломаться благодаря разным окружающим причинам таким, как колебание температур.
Но саморазрушение стекла – очень редкий случай, который соответствует лишь 2% из 100%. Так же предпринимаются меры, чтобы в будущем избежать такой проблемы: стекло охлаждают немного медленнее, таким образом позволяя никель-сульфидным камешкам вернуться в свое обычное неактивное состояние.

Вдобавок, чтобы предотвратить саморазрушение стекла после установки, производителями проводятся испытания на саморазрушение (Heat Soak Test),  которое имеет достаточно высокую стоимость.

В процессе этого теста, стекло загружают в печь термовыдержки, где его подвергают температуре до 280°С. 95% никель-сульфидных камешков становятся активными, разрушая стекло. То есть после проведения такого теста риск раскалывания закаленного стекла снижается на 95%.

Наша компания с радостью ответит на все ваши вопросы, возникшие при прочтении этой статьи и касающиеся использования закаленного стекла!

Вернуться на главную страницу.