Лекции / Лекция 6

духом или инертным газом, например, аргоном, криптоном, ксеноном и др. (рис. 6.16). Инертный газ вместо воздуха позволяет увеличить теплоизоляцию стеклопакета до 20%.

Рис. 6.16. Структура и фрагмент двухкамерного стеклопакета

Номинальная толщина стеклопакетов составляет 14…60 мм, расстояние между стёклами – от 8 до 36 мм. Оптимальным расстоянием между стеклами, исключающим конвекцию воздуха, является прослойка в 16 мм. Размеры стеклопакетов по высоте и ширине, как правило, не превышают 3,2х3,0 м. Стеклопакеты могут иметь также и сложную конфигурацию (круглые, овальные, треугольные). В качестве стёкол используются листовое, узорчатое, армированное, многослойное, окрашенное в массе, упрочнённое, солнцезащитное, энергосберегающее и др. Толщина стёкол принимается в соответствии с расчётом на прочность, но не менее 3 мм в стеклопакетах, предназначенных для окон, и не менее 5 мм – для зенитных фонарей.

Стеклопакеты не замерзают при температуре до −25°С (однокамерные) и до −40°С (двухкамерные), не запотевают, выдерживают большую ветровую нагрузку и обладают достаточной звукоизолирующей способностью. Наиболее распространён-

31

ное сочетание видов стёкол в стеклопакетах – с внутренней стороны – триплекс, с наружной – закалённое стекло. Поверхность стёкол в стеклопакетах обычно нумеруется снаружи внутрь от 1 до 4 и далее.

Стеклопакеты в зависимости от назначения подразделяются на общестроительного назначения, строительные со специальными свойствами, ударостойкие, взломостойкие, энергосберегающие, солнцезащитные, морозостойкие, шумозащитные и др.

Моллированное (гнутое) стекло представляет собой листы стекла, которым под воздействием температуры (порядка 600…650 °С) по матрице-шаблону придают фигурную форму (рис. 6.17). Процесс термической обработки листового стекла в специальной печи для изменения его формы называется моллированием. Минимальный радиус сгиба 200 мм и максимальная толщина листа 80 мм позволяют собирать конструкции достаточно разнообразных и сложных форм. Выпускается волнообразной и сферической формы, ламинированным, декоративным (цветным, матовым, рельефным), закалённым, ударостойким, устойчивым к пробиванию, пулестойким и др. В строительстве моллированное стекло используется для оформления фасадов зданий и интерьеров внутренних помещений.

Рис. 6.17. Образцы моллированного стекла и фрагмент сооружения

Дверные полотна – это изделия из листов утолщённого закалённого стекла с обработанными кромками и необходимыми для крепления металлической фурнитуры вырезами и отверстиями. Они имеют повышенную прочность и безопасны при раз-

32

рушении (образуют мелкие осколки.) В качестве стекла используется закалённое полированное, неполированное, прозрачное, светорассеивающее, бесцветное, окрашенное и др. Размеры полотен 240х104 см и более при толщине до 20 мм. Масса 1 м2 стекла составляет 25…38 кг, предел прочности при сжатии до 900 МПа, при изгибе до 250 МПа. Такие полотна выдерживают удар свободно падающего стального шара массой 800 г с высоты 1,5 м.

П р и м е ч а н и е – Зеркала представляют собой изделия из листового стекла, изготовленные путем нанесения на их поверхность отражающего серебряного и (одного или нескольких слоев) защитного лакокрасочного покрытия и характеризующиеся высоким коэффициентом отражения света (СТБ ЕН 1036-1, СТБ ISO 25537 и ГОСТ Р 54161). Изготовляют из бесцветного полированного листового стекла марки М0 (бесцветное зеркало) и окрашенного в массе Т0 (цветное зеркало) толщиной 4…10 мм. В зависимости от формата их подразделяют на прямоугольные и фигурные. Качественными характеристиками зеркал являются отклонения в размерах и форме, наличие пороков (листового стекла, отражающего и защитного слоев), оптические искажения, коэффициент направленного отражения света, значение цветовых координат, влагостойкость, адгезия защитного покрытия и др. Минимальный коэффициент отражения зеркал с серебряным покрытием изготовленных из бесцветного стекла составляет 83%, из цветного может быть меньше 83%.

Зеркала предназначаются для применения внутри помещений, а также изготовления изделий строительного, технического и бытового назначения, в том числе изделий мебели и интерьера.

6. Стекло в архитектурно-художественном оформлении

Декоративное стекло – изделие, обладающее декоративными свойствами и художественной выразительностью, приданными ему путем обработки. Может быть объёмно- и поверхностно окрашенным, накладным, а также полученное с помощью различных технологических приёмов – пескоструйной обработкой, химическим травлением, нанесением красок, тонированием и нанесением изображений с помощью самоклеющихся плёнок, фьюзинга, фотопечати и др.

Традиционное объёмное окрашивание (в массе) осуществляется при производстве стекла (строительного, технического и бытового назначения, в т. ч. закаленного

имногослойного, с покрытиями и др.) толщиной 1…25 мм путём добавления в стекломассу красителей, которые равномерно распределяются по толщине изделия (ГОСТ Р 54169). В качестве красителей используются оксиды таких металлов, как железо, кобальт, хром, ванадий, никель, медь, марганец, титан, церий; элементы селен

исера, а также сернистые соединения свинца, меди, кадмия, железа. Использование этих соединений и их сочетание позволяет получать самые разные оттенки и цвета: зеленый, фиолетовый, молочный, красный (рис. 6.18).

Интенсивность окраски зависит от концентрации красителя. Чаще среди окрашенных стёкол используют серое, бронзовое, зелёное, реже чёрное. Оксиды железа добавляются для придания стеклу зелёного цвета, сочетание железа с никелем и кобальтом обеспечивает получение серого стекла, а при добавлении железа в смеси с селеном получается бронзовое стекло. Однако окрашивание в массе стекла требует большого расхода дорогостоящих красителей. По характеру поверхности и окраски

33

стекло может быть глушеное (рассеивающее свет за счет оптической неоднородности массы) и прозрачное, гладкое и узорчатое, мраморовидное и др. В соответствии с оптическими искажениями и допускаемыми пороками окрашенное в массе стекло подразделяют на марки Т0, Т1, Т4, Т7.

Рис. 6.18. Цветное стекло

Поверхностное окрашивание может осуществляться электрохимическим способом, предназначенным в основном для флоат-стекла, и за счёт нанесения тонких плёнок (покрытий) толщиной ≤12 мкм из металлов, их оксидов или нитридов на поверхность листа. Такие покрытия способны придавать стеклу высокие декоративные свойства и совершенно новые функции. Цвет стекла может быть самым разнообразным – серо-стальной, золотистый, жёлтый, бронзовый, фиолетовый, синий, голубой и др. При этом каждый из цветов имеет ряд оттенков. Коэффициент пропускания видимого света для таких стёкол колеблется от 7 до 80%.

Декоративное стекло с фотопечатью – рисунки наносятся на тыльную сторо-

ну стекла толщиной 4…10 мм специальными чернилами, которые затем с помощью ультрафиолетового излучения затвердевают, что и обеспечивает стойкость изображению. Применяется декоративное стекло во внутренней отделке интерьеров кухонь,

34

кухонных столов, мебельных фасадов, межкомнатных дверей, шкафов, а также для изготовления витражей, стеклопакетов, зеркал, декоративного остекления зданий, декорирования мебели и интерьеров.

Тонированные стекла можно получать за счет напыления на внутреннюю сторону стекла тонкого слоя металла (стекло с покрытием), полимера либо оклеивание стекла изнутри цветными пленками (стекло с полимерной пленкой). В случае нанесения металла обычное стекло нагревают до температуры 600…700оС, затем пульверизатором наносят раствор специальной плёнкообразующей соли. В результате химических реакций на поверхности стекла образуется тонкая, толщиной до 1 мкм прозрачная плёнка из оксидов металлов.

Основные функции тонированных стёкол – декоративность, эстетическая выразительность, защита от солнечного излучения и конфиденциальность помещений. Кроме того, такая плёнка может быть функционального назначения: токопроводящей, радиозащитной, теплопоглощающей (голубая), теплоотражающей (синяя), поглощающей ультрафиолетовые лучи (жёлтая), декоративной (зелёная), зеркальной, защитной, противоударной и др.

Матированное стекло – одна или обе поверхности, которого подвергнуты механической (стекло с пескоструйной обработкой) или химической обработке (травленое стекло), в результате чего обработанная часть поверхности становится матовой, шероховатой (ГОСТ 32360). Оно может иметь сплошную матовую поверхность, либо сочетать матовые и блестящие участки в виде различных узоров и рисунков. Применяется для изготовления изделий строительного назначения – закаленного, многослойного и с покрытием стекол, стеклопакетов, элементов горизонтального остекления (пола, ступеней) и др.

Стекло узорчатое (СТБ 2419 и 2420, ГОСТ 5533) имеет по всей поверхности на одной или обеих сторонах чёткий рельефный повторяющийся рисунок (рис. 6.19). Получают способом непрерывного проката между двумя валками, из которых один или оба имеют рифления. Может быть как бесцветным, так и цветным. Его можно закалять и ламинировать. Светопропускаемость такого стекла от 30 до 80%. Предназначается для декоративного заполнения световых проёмов и устройства внутренних ограждений в зданиях и сооружениях различного назначения, изготовления закаленных, многослойных, с покрытием стекол, стеклопакетов и изделий для интерьеров.

Марблит имеет вид плиток и плит из цветного стекла различных размеров при толщине 5…10 мм. Получают преимущественно способом проката. Цвет марблита от чёрного до зелёного с блестящими переливающимися вкраплениями. С лицевой стороны поверхность гладко-полированная или узорчато-кованая, с тыльной – рифлёная для лучшего сцепления с раствором. Применяют для облицовки наружных и внутренних стен различных зданий и мемориальных комплексов. Из марблита изготовляют также уголки, желоба, профилированные элементы, плинтусы и другие строительные детали.

35

неупорностью и др. Выпускается в различных цветах и с различным художественным оформлением. Это позволяет использовать её при отделке фасадов и каминов, бассейнов и напольных покрытий, создавать живописные мозаичные панно и картины (рис. 6.20). Современные технологии позволяют получать до 10 тысяч оттенков смальты.

Рис. 6.20. Смальта в отделке интерьера и ванной комнаты

П р и м е ч а н и е – Известно и устаревшее название такого материала как «шмальта».

37

украшения межкомнатных дверей и перегородок, при изготовлении зеркал и мебели. Неоспоримыми преимуществами витражного остекления перед обычными стёклами является индивидуальность и художественная ценность.

К архитектурно-художественным изделиям из стекла относят также розетки, профилированные плиты, тяги обрамления проёмов, стеклянную скульптуру и др. Их получают в основном путём литья или прессования с последующим отжигом.

7. Стеклокристаллические материалы и изделия

Если при производстве прозрачного стекла всячески стараются избежать его кристаллизации, то при производстве стеклокристаллических материалов и изделий кристаллизация является обязательной составляющей технологического процесса. Получают такие материалы из природного и других видов сырья, применяемого на стекольных заводах, а также из шлаков металлургической промышленности соответствующего химического состава с добавкой катализаторов, в результате чего происходит полная или частичная кристаллизация. В зависимости от состава, типа катализатора и режима термической обработки стеклокристаллические материалы получают с заранее заданными свойствами и различным содержанием кристаллической фазы. По своим свойствам они сопоставимы, а зачастую и превосходят природные каменные материалы. Цветовая гамма и текстура их тоже варьируются в довольно широком диапазоне, значительно перекрывающем спектр природных декоративных минералов. В зависимости от преобладания стекловидной или кристаллической фазы их условно подразделяют на две группы:

I – преобладает стекловидная фаза (как правило, более 70%), а кристаллические образования являются мелкими (не более 2…8 мкм) и равномерно в ней распределёнными (авантюриновые стекла, стекломрамор, стеклокремнезит, стеклокристаллит и др.);

II – количество кристаллической фазы составляет более 50…60% (ситаллы, шлакоситаллы, сигран, неопариэс и др.).

Авантюриновые стекла являются цветными с мелкими кристаллическими включениями соединений хрома, железа, меди и др., обеспечивающих эффект мерцания и блеска за счет высокого показателя преломления этих кристалликов по сравнению с основной массой стекла (подобно натуральному авантюрину – мелкозернистому кварциту). Наиболее распространено авантюриновое стекло с зеленоватым оттенком, содержащее хром. Применяются такие стекла в качестве декоративного облицовочного материала (мозаики).

Стекломрамор представляет собой непрозрачное (глушеное) белое или цветное стекло с мраморовидным рисунком и гладкой лицевой поверхностью. Для приготовления стекломассы используют песок, кальцинированную соду, обогащённый каолин, кремнефтористый и азотно-кислый натрий и другие материалы. Глушение возникает благодаря присутствию в массе стекла небольшого количества мелкодисперс-

39

ной кристаллической фазы. Введение красителей и использование некоторых технологических и конструктивных приёмов при стекловарении и формовании позволяет получать мраморовидный рисунок голубого, зелёного, синего и бежевого цветов. Производится в виде плит различных размеров (25х14…60х60 см при толщине 8…10 мм) методом проката с последующей термообработкой. Тыльная сторона плит имеет рифления для лучшего сцепления с раствором. Применяется для декоративнозащитной облицовки стен зданий, покрытия полов, антикоррозионной защиты строительных конструкций и футеровки резервуаров.

Стеклокремнезит – многослойный стеклокристаллический декоративноотделочный материал, получаемый практически из всех видов стеклобоя и кремнезёмистых отходов промышленности по комбинированной порошковой технологии. Для этого в огнеупорную форму засыпают тонкий слой песка, затем – смесь цветного стеклогранулята с песком, а сверху – тонкий слой цветного стеклогранулята. Смесь подвергают термообработке в туннельной печи, где происходит спекание гранул, кристаллизация и обжиг изделий. Наружную поверхность изделий подвергают огневой полировке, в результате чего она приобретает высокие декоративно-эстетические свойства – имитирует природный камень либо имеет произвольный цветной рисунок. Применяют для оформления интерьеров, внешней и внутренней облицовки вертикальных и горизонтальных поверхностей культурно-бытовых, торговых и других зданий.

Стеклокристаллит по свойствам аналогичен стеклокремнезиту, но отличается составом и технологией изготовления. Термообработанные изделия нарезают на плиты заданных размеров (в основном 300х300 и 300х150 мм при толщине 15 мм) и используют для наружной и внутренней облицовки стен, колонн, настила полов, оформления панно на фасадах и в интерьерах зданий.

Ситаллы и шлакоситаллы. Ситаллы представляют собой стеклокристаллические материалы, полученные объемной кристаллизацией стекол и состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе. Они сохраняют в себе многие положительные свойства стекла, но лишены многих его недостатков – хрупкости, низкой термостойкости и др. Производство их отличается от производства стекла лишь дополнительной операцией (термической обработкой), при которой обычные стеклянные изделия превращаются в стеклокристаллические. С этой целью в обычную шихту для производства стекла вводят добавки – катализаторы кристаллизации (соединения фторидов и фосфатов щелочных и щелочноземельных металлов, способных легко кристаллизоваться из расплавов). Завершается процесс отжигом, чтобы обеспечить необходимую степень закристаллизованности. Кристаллизация приводит к получению весьма мелкозернистой и равномерной структуры, обеспечивающей высокие термомеханические свойства изделий

(табл. 6.1).

40