8.2 Свойства стекла

К важнейшим свойствам стекла можно отнести плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства.

Плотность — это отношение массы тела к его объему. Она зависит от химического состава стекла и бывает от 2,2 до 7,5 г/см3. В некоторой степени плотность стекла зависит от температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается.

 Прочность — способность материала выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т. д. Предел прочности на сжатие колеблется от 500 до 2000МШ, на растяжение от 35 до 100 МПа.

Твердость — способность стекла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала. Твердость стекла по шкале Мооса равна 7. Некоторые виды стекол бывают твердостью 5—6 по шкале Мооса.

Теплопроводность — это способность материала, в данном случае стекла, проводить тепло без перемещения вещества этого материала. У стекла коэффициент теплопроводности равен 0,0017—0,032 кал/(см-с-град). У оконных стекол эта цифра равна 0,0023. Как видно, коэффициент теплопроводности стекла весьма незначителен.

Тепловое расширение — это увеличение линейных размеров тела при его нагревании. У стекла оно незначительное и равняется 88• 10~7.

Термическая устойчивость — способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термическая устойчивость играет большую роль в строительных работах, так как выстроенные различные сооружения могут иметь весьма большую разницу в температуре внутри и снаружи. Термостойкость оконных стекол равняется 80—90°С. Термостойкость стекла во многом зависит от его химического состава. Следует указать, что кварцевое стекло выдерживает резкий перепад температур, который достигает до 1000°С.

Оптические свойства подразумевают светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света. Светопоглощение стеклом света невелико. В оконном стекле оно равняется примерно 88%. Для получения стекол с высокой степенью прозрачности необходимо сырьевые материалы до минимума очищать от нежелательных примесей, окрашивающих стекло.

8.3 Технология изготовления стекла

Технология изготовления стекла по методу Фурко предполагает прокатывание горячей смеси стекла через валики и дальнейшее ее перемещение в охлаждающую камеру, где происходит разделение на листы. Согласно методу Флоат, расплавленная стеклянная смесь в форме ленты поступает в охлаждающую емкость с оловом. В основе современной технологий изготовления стекла лежит метод Флоат, поскольку он обладает некоторыми преимуществами: высокая производительность, образование совсем незначительных оптических дефектов стекольной продукции, а значит, не возникает необходимость проведения дополнительной обработки стекла, и, наконец, возможность декоративного оформления.

В промышленных масштабах изготовление стекла насчитывает уже более 300 лет. Технология производства смеси для стекла предполагает использование ингредиентов в следующей пропорции песок – 70%, сода и известь – 30%. В состав могут входить также поташ, оксид свинца, различные красители и прочие вещества. Все компоненты с особой тщательностью перемешиваются, под действием высоких температур расплавляются, полученная смесь подлежит скорому охлаждению во избежание кристаллизации и нарезке на листы нужного размера. 

Толщина готового стекла может составлять 2 - 50мм, габариты листа достигают 5м х 3м.

На основании базовых ингредиентов шихты, стекло может быть нескольких типов: • кварцевое, • известковое, • натриево-силикатное, • свинцовое и прочее. Наиболее распространенным и простым видом считается кварцевое стекло на базе использования особого кварцевого песка (кремнезема). Готовые изделия из кварцевого песка отличаются термостойкостью и прозрачностью, вместе с тем они достаточно хрупки. Успешно используется такое стекло для производства химической лабораторной посуды.  Для изготовления известкового стекла применяется весьма недорогое сырье. Такое стекло успешно используется для изготовления листового стекла, различной стеклотары и колб электроламп. Чтобы получить свинцовое стекло, производители смешивают кремнезем с оксидом свинца. Полученная смесь плавится и охлаждается. Из свинцового стекла можно получить хрусталь, всевозможные элементы изолирующего типа в радиодеталях.

Производство энергосберегающего стекла.

Достаточно популярно и распространено энергосберегающее стекло (так называемое, К-стекло, И-стекло, Е-стекло, I-стекло), изготовленное посредством нанесения на поверхность стекла тончайшего прозрачного покрытия с повышенной теплопроводностью. Энергосберегающее стекло обладает отличной излучательной способностью, благодаря которой в отопительный сезон в помещение возвращается более 70% тепла от обогревательных приборов. 

Главное предназначение армированного стекла заключается в остеклении оконных конструкций и производственных перегородок. Такие стекла, благодаря наличию металлической сетки, отличаются повышенной безопасностью и пожаростойкостью. Подобное армирование не влияет на прочность стекла, однако в случае возникновения пожара или падения изделие не разлетается в разные стороны, а лишь отламывается по линии надреза.

Современные технологии позволяют получить высококачественное стекло с солнцезащитным покрытием в виде специального напыления, которое наносится в процессе изготовления. Для этого оксид металла распыляют в печи на стекольную ленту при температуре не менее 600 С. Проникая в структуру стекла, напыление наделяет изделия повышенной прочностью и устойчивостью к воздействиям из вне. 

Современное строительство сложно представить без использования моллированного стекла. Термин «моллирование» подразумевает изгиб поверхности. Технология гнутого стекла заключается в равномерном нагреве обычного плоского стекла. При достижении температуры размягчения, стекло принимает нужную форму и размеры, согласно данным, заложенным в программе.

8.4 Области применения стекла

Многослойное стекло целесообразно использовать в качестве стекол, защищающих от взлома, от пуль, от огня и шума, для защиты человека от различных травм, а также для изготовления изолирующих стеклопакетов.

Ламинированные стекла продают как в виде больших пластин, из которых нарезают полотна требуемого размера, так и в виде готовых изделий определенных форм и размеров