Архитектурно-строительные стекла

Архитектурно-строительные стекла

История стекла уходит в глубокую древность (6 век до н.э. Египет и Месопотамия). Первый стекольный завод вРоссии построен в 1638 г. (г.Воскресенск).

Развитие стекольного производства изучено М.В. Ломоносовым, Д.И.Менделеевым, К.Г. Лаксман, А.А. Лебедевым, В.Е. Тищенко…

Стекло получают путем переохлаждения минеральных силикатных расплавов.,

Минеральные расплавы в зависимости от исходного сырья разделяются на следующие группы: стеклянные, каменные, шлаковые,

Это широкий ассортимент изделий:

Конструктивно-строительные элементы (блоки; профильное стекло; панели)

Листовое строительное и декоративное стекло. В 1911 году в США произвели первую ленту стекла, в 1923 в Англии выполнили одностороннюю полировку стекла, в 1935 г. начали выполнять 2-х стороннее полирование, теоретически обоснованная технология флоат метода – метод «плавающего» стекла, была практически реализована в 1950 г

Облицовочное стекло (стемалит; марблит; коврово-мозаичные плитки; стеклогранит; стеклокремнезит; стекло крошка-эрклез)

Тепло- звукоизоляционные материалы, изделия (термозит; пеностекло - формглас; пенодекор; плиты на основе стеклянных волокон)

Стеклопластики – СВАМ, состоят из стекловолокнистого наполнителя и синтетического связующего (стеклопластиковая арматура; волнистые полупрозрачные кровли; трубы)

Нетканые холстовые стекловолокнистые материалы – литанел (материалы для очистки воздуха в системах вентиляции и конденционирования)

Армобитэп – стеклохолст, модифицированный каучуком.

Такой широкий спектр применения материалов на основе стекол обусловлен исключительными свойствами стекол и возможностью их регулирования за счет:

· Выбора сырьевых материалов

· Применения модифицирующих компонентов

· Выбора технологии производства

· Применение приемов закалки и другой обработки

Состав стекла.

Стекла- неорганические аморфные термопластичные материалы, переход из стеклообразного состояния в жидкое является обратимым. По своему составу и строению они представляют системы типа истинного затвердевшего раствора из химических соединений кислотных и основных окислов. Все компоненты стекла по своей структурной роли разделены на 3 группы:

Стеклообразующие; модификаторы; промежуточные.

Стеклообразующие оксиды B Si Ge P As

 Модификаторы Li K Na Mg Ca Ba Cr Cd

Модификаторы- химические соединения, которые изменяют (или нет) цвет стекла и придают ряд уникальных свойств.

Например:

Свинец PbО; (от 19-34%) повышает показатель преломления, понижает ТКЛР.

Хром Cr при введении > 1% стекло приобретает зеленый цвет (авантюриновое стекло);

При использовании редкоземельных элементов стекло отличается особой прозрачностью, чистотой и особыми вариациями цвета (диоксид церия - золотисто-желтый; оксид неодима- пурпурно-фиолетовый).

Олово, хром, железо, кобальт – стекла избирательно пропускают волны длиной 0.1-0.6 мкм, приобретается высокая отражательная способность, обеспечивается защита от солнечной радиации, отсутствует сквозная видимость (ограничивается просмотр объектов внутри здания).

Свойства стекол

Теоретическая прочность при сжатии 10⁴ МПа, фактическая прочность 500-2000 МПа, прочность стеклянных волокон 1000-4000 МПа

Плотность от 150 до 2500 кг/м³

Твердость 6-7 единиц

Модуль упругости Е= 68-69∙10³ МПа

Теплопроводность кварцевого стекла 1,34 Вт/мº К, теплоизоляционного и ячеистого 0.042-0.16.

Тепловое расширение ТКЛР 85∙10^-7 - 95∙10^{-7 1}/ºС

Теплостойкость 0.3-1.05 кДж/ кг ºС

Температуропроводность α/ с∙ρ 2- 6 ∙10^-7

Термостойкость – (характеризуется температурным интервалом, который способно выдержать стекло без разрушения):

Не термостойкое стекло --- 100ºС

 Термостойкое --- 220 ºС

 Высокотермостойкое --- 1000 ºС                                                 

Хрупкий материал Прочность при ударном изгибе около 0.2 МПа. Ударная вязкость 1.2-2 ∙10³ Дж,

  коэффициент Пуассона μ = 0.22

Диэлектрик

Химическая стойкость (кроме плавиковой кислоты Н F). Созданы стекла повышенной химической стойкости, ячеистое и электровакуумное стекло.

Оптические свойства: светопропускание 88-95%

                                     Поглощение ≈ 3%

                                      Отражение, рассеивание 8-9%

Самая важная группа свойств стекол. При рассмотрении учитывают, что Σ светопропускание + поглощение+ отражение =100%. Стекла могут избирательно пропускать определенную группу волн оптического диапазона (УФ, ИК)

Материалы и изделия

1. Листовое стекло (толщина 2-3 мм)
2. Витринное (5.5-6.5 мм)
3. Армированное листовое (5.5-6.6 мм) листовое прокатное с закатанной внутри металлической проволокой диаметром около 0.5 мм. Цвет стекла дымчатый, желтый, синий, зеленый. Проволока – алюминиевая, светлого отжига. Стекло отличается повышенной безопасностью, огнестойкостью.
4. Узорчатое стекло 3.5, 5.6, 7 мм. Стекло имеет на поверхности узор от гравировальных валков. Стекло «метелица»- неповторяющийся узор + зеркальное алюминиевое покрытие. Стекло «мороз» - узор создается с помощью менздрового клея.
5. Полированное стекло
6. Стемалит- листовое стекло толщиной 5-10 мм закаленное или отожженное (в 2-3 раза выше обычного по ударной прочности и термостойкости. С обратной стороны покрыто легкоплавкими силикатными эмалями, выпускают около 30 различных цветов. В зарубежной практике может называться Экзолит. На основе стемалита изготавливают многослойные навесные панели для каркасных зданий. Пакет состоит из 4-5 слоев и включает теплоизоляционный слой.
7. Смальта- плиточки размером 130-150 мм из глухого стекла
8. Марблит – плиты облицовочные толщиной 5, 7, 8, 10 мм, размером 150х150 …500х500 мм. Лицевая сторона огненно-полированная узорчатая или кованнаы. Декоративный марблит темно-зеленый.
9. Коврово-мозаичные плитки 20х20х3, 30х30х5 мм. Облицовочный материал с широкой палитрой цветовых решений.
10. Сигран- стеклокристаллический материал имитирующий гранит, размер плитки от 48х48 до 300х300, толщина от 4 до 20 мм.
11. Стеклокристаллит- плиты, полученные сплавлением окрашенных цветных гранул. Применяется для крупноразмерных изделий полов и стен.
12. Конструкционные изделия:

12.1. Стеклоблоки- цветные пустотелые изделия с герметичной воздушной полостью. Прочность до 1.5 МПа, светопропускание 0.3-0.33, температура эксплуатации не более +40

Ячеистое стекло

Свойство	Теплоизоляционное ячеистое стекло	Звукоизоляционное ячеистое стекло
Плотность, кг/м3	250-320	240-290
Прочность при сжатии, МПа	0.8-1.2	0.6-0.9
Водопоглощение	1.6-2.4	65-68
Термостойкость, град С	330-390	310-360
Линейный коэффициент ослабления	0.205-0.255	0.108-0.195

 

Архитектурно-строительные стекла