Стеклянные материалы и изделия

 

Оконное стекло предназначено для остекления световых прое­мов жилых, промышленных и общественных зданий. Оно выпуска­ется трех марок: полированное, неполированное улучшенное, непо­лированное (толщиной 2; 2,5; 3; 4,5; 6 мм). В зависимости от толщины размеры листов от 400x500 мм до 1600x2500 мм. Стекло выпускают бесцветным, хотя возможен слабый зеленоватый или го­лубоватый оттенок, если при этом не снижается допускаемая свето-пропускная способность стекла. Коэффициент светопрозрачности оконных стекол 0,84—0,87.

Витринное стекло имеет высокую прочность (R_сж до 1200 МПа); выпускается двух марок: М-7 — полированное и М-8 — неполиро­ванное. Листы имеют стандартные размеры (до 3000x6000 мм) тол­щиной 6,5—12 мм. Это стекло применяют для остекления витрин, витражей и окон общественных зданий, а также для заполнения све­товых проемов ограждающих конструкций зданий и сооружений раз­личного назначения. Коэффициент светопрозрачности 0,75—0,83.

Стекло листовое узорчатое имеет по всей поверхности на одной или обеих сторонах четкий рельефный узор; изготовляется спосо­бом проката (рис. 18.8). Узорчатое стекло может быть бесцветным и цветным, окрашенным в массе или посредством нанесения на его поверхность пленок оксидов различных металлов. Оно рассеивает падающий на него свет, поэтому его применяют в помещениях, где необходимо равномерное и мягкое освещение: для декоративного остекления оконных и дверных проемов, внутренних перегородок, крытых веранд, мебели и т. д. Толщина 3,5—7 мм, размеры в зависи­мости от толщины: 600x375 — 2500x1600 мм. Коэффициент общего светопропускания бесцветного стекла, имеющего узор на одной сто­роне листа, не менее 0,75; стекла, имеющего узор на обеих сторонах листа, — не менее 0,7.

 

Рис. 18.8. Разновидности листового узорчатого стекла

 

Армированное листовое бесцветное и цветное стекло имеет внут­ри листа параллельно его поверхностям сварную или крученую сет­ку из стальной проволоки со светлой поверхностью или с защитным алюминиевым покрытием. Изготовляется оно способом проката. Применяется для остекления фонарей промышленных и обществен­ных зданий, лестничных клеток, оконных и дверных проемов, устройства перегородок. Армирование увеличивает прочность стек­ла и не позволяет ему рассыпаться при ударах и пожаре. Армиро­ванное стекло может иметь одну или обе поверхности гладкими, рифлеными или узорчатыми. Цветное армированное стекло исполь­зуют для ограждений балконов, лоджий, лифтовых шахт, устройст­ва декоративных плафонов, перегородок в санаториях, пансиона­тах, на предприятиях общественного питания и торговли. Коэффициент светопропускания бесцветного армированного стекла 0,60—0,75. Размеры листов стекла: длина от 800 до 2000 мм, ширина от 400 до 1600 мм, толщина 5,5—6 мм.

Теплопоглощающее стекло применяют для остекления музеев, выставочных залов и транспорта с целью уменьшения солнечной и тепловой радиации. При его изготовлении в стекломассу вводят ок­сиды кобальта, железа или селена. Стекло выпускают обычно голу­бого, серого и бронзового оттенков. При остеклении необходимо предусматривать определенный зазор между рамой и стеклом, так как при изменениях температур в стекле возникают большие темпе­ратурные деформации.

Теплоотражающее стекло изготовляют нанесением на поверх­ность тонких (0,3—1 мкм) пленок металлов или их оксидов, за счет чего отражается большая часть инфракрасных лучей и само стекло нагревается незначительно. Такие стекла пропускают 40—60% теп­лоты и повышают теплозащиту в холодную погоду. Стекла имеют голубой, золотистый, оранжевый и другой цвет, а их светопропускание составляет 30—70%.

Увиолевое стекло изготовляют из стекольной шихты с минималь­ным содержанием оксидов железа, титана и хрома. Оно пропускает 25—75% ультрафиолетовых лучей и используется для остекления в лечебных, детских учреждениях, оранжереях и т. п.

Закаленное стекло выпускают в виде стандартных листов. Оно применяется для устройства дверей, перегородок, потолков. При разрушении такое стекло распадается на мелкие осколки с тупыми нережущими краями.

Многослойное стекло (армированное или неармированное) со­стоит их нескольких листов стекла, прочно склеенных между со­бой прозрачной эластичной прокладкой. Наибольшее распростра­нение получило стекло плоское безопасное трехслойное на поливинилбутиральной пленке (триплекс), получаемое склеивани­ем двух листов стекла с поливинилбутиральной пленкой между ними. При разрушении оно не дает осколков; предназначается для остекления транспорта, тракторов и других сельскохозяйственных машин.

Электропроводящее стекло используется в строительстве для из­готовления стеклопакетов в качестве источников теплоты. Их изго­товляют напылением на поверхность стекла тонкой (0,5 мкм) плен­ки солей металлического серебра, которые образуют электропрово­дящие прозрачные покрытия с целью обогрева стекла и предотвра­щения запотевания.

Стекло устойчивое к радиоактивным излучениям выпускают с высоким содержанием свинца и бора. Например, тяжелое свинцовое стекло, содержащее 80% оксида свинца, эквивалентно стали по за­щитной способности от радиоактивных излучений.

Блоки стеклянные пустотелые представляют собой закрытые по­лые стеклянные коробки с гладкими наружными и ребристыми внутренними поверхностями. Ребра или призмы на внутренней поверхности препятствуют прямой видимости через блок. Их при­меняют для устройства наружных и внутренних свегопрозрачных ограждений в зданиях и сооружениях, где требуется большая осве­щенность и ограниченная видимость (лестничные шахты, санузлы). Ограждения из стеклоблоков обладают высокой огнестойкостью, тепло- и звукоизоляционной способностью, гигиеничны. Они имеют квадратную или прямоугольную форму, бывают неокрашенные и цветные. Коэффициент светопропускания 0,33—0,55, термостой­кость (перепад температур) ≥ 30°С, R_сж > 1,5 МПа, сопротивление удару ≥ 6,8 Дж. Длина блоков 194—244 мм, ширина 194—244 мм, толщина 75—98 мм, масса 2,8—4,3 кг.

Профильное стекло представляет собой длинномерные элементы, имеющие в сечении разнообразный профиль. Наибольшее примене­ние имеет стеклопрофилит швеллерного и коробчатого сечения (все­го 9 марок). При использовании профильного стекла в качестве сте­нового материала создается декоративный эффект, сокращаются стоимость строительства и расходы по текущему ремонту и уходу. Его применяют также при устройстве перегородок и прозрачных плоских кровель. Профильное стекло выпускается неармированным и армированным, бесцветным и цветным, с аэрозольным оксид­но-металлическим покрытием. Коэффициент светопропускания про­фильного стекла ≥0,5—0,65, теплопроводность ≤ 0,76 Вт/(м∙К), R_сж≥1—7 кПа в зависимости от марки, термостойкость ≥ 40°С.

Стена из коробчатых (в один ряд) или швеллерных (в два ряда) стек-лодеталей по акустическим свойствам не уступает межкомнатным оштукатуренным перегородкам из кирпича.

Стеклопакеты клееные представляют собой два (или более) пло­ских стекла (оконного, витринного, армированного, узорчатого и др.), соединенных между собой по периметру так, что между ними образуется замкнутая прослойка, заполненная сухим воздухом или другим газом. Стеклопакеты применяют для остекления окон и две­рей, они предотвращают промерзание и запотевание окон, облада­ют достаточной тепло- и звукоизолирующей способностью. По на­значению они подразделяются на обычные, светорассеивающие, упрочненные, безосколочные, солнцезащитные, звукоизоляционные и электрообогреваемые. Стеклопакеты в зависимости от конструк­ции выпускают следующих типов: СПО — однокамерные без об­рамляющей рамки; СПОР — однокамерные с обрамляющей рам­кой; СПД — двухкамерные без обрамляющей рамки. Толщина стеклопакетов 12—42 мм, ширина и длина (максимальные) от 1000x1400 мм до 2950x2950 мм (в зависимости от типа). Стеклопаке­ты должны быть герметичными. Точка росы внутри стеклопакетов должна быть не выше -40°С, для высшего сорта — не выше -50°С. Для заполнения внутренней полости распорной рамки стеклопакета в качестве влагопоглотителей применяют технический силикагель или синтетический, гранулированный цеолит.

Стекложелезобетонные конструкции в зависимости от несущей способности, свето- и звукоизоляции и других свойств подразделя­ют на стеновые, конструкции покрытий, сводов и куполов. В этих конструкциях несущей частью является железобетонный каркас, а стеклянные детали составляют световое пространство каркаса. Для получения равномерного освещения естественным верхним светом помещений с большой площадью (перроны, выставочные павильо­ны, крытые бассейны) изготовляют стекложелезобетонные конст­рукции с применением стеклоблоков, линз и призм, уложенных на растворе.

Трубы стеклянные и фасонные части к ним предназначаются для сооружения напорных, безнапорных и вакуумных трубопроводов, используемых для транспортирования агрессивных жидкостей и га­зов (за исключением плавиковой кислоты), пищевых продуктов, воды и других материалов при температуре от -50 до +120°С. Стек­лянные трубы выпускают диаметром условного прохода от 40 до 200 мм и длиной 1500—3000 мм. Эти трубы хорошо сопротивляются коррозии, значительно дешевле металлических, прозрачны, гигие­ничны. При монтаже трубопроводов стеклянные трубы соединяют с помощью специальных резиновых, пластмассовых или металличе­ских муфт или склеивают специальными клеями. Их недостатки: хрупкость и невысокая термостойкость (около 40°С).

Стеклянную черепицу применяют для устройства свегопрозрач­ных фонарей в кровлях из керамической или бетонной черепицы. В России стеклянная черепица не получила распространения.

Облицовочные материалы и изделия из стекла по структуре по­дразделяются на три группы: аморфные (цветное листовое стекло, стемалит, марблит, стеклянные плитки, смальта и др.), гетерогенные аморфные на основе стекла и газовоздушной смеси (пенодекор, по-рокремнезит, коврово-мозаичная плитка и др.), гетерогенные стек-локристаллические материалы (стеклокристаллит, стеклокерамит, стеклокремнезит и др.).

Цветное листовое стекло изготовляют путем окраски электрохи­мическим способом поверхности обычного или термоупрочненного стекла, В основном выпускают листы бронзового цвета, коэффици­ент светопропускания которых 0,15—0,2. Их применяют для декора­тивного остекления окон, дверей, перегородок, мебели, для изготов­ления витражей.

Декоративный триплекс представляет собой листы стекла с за­прессованной между ними цветной пленкой или тканью. Его приме­няют для декоративной внутренней облицовки и устройства перего­родок.

Марблит — плоское цветное глушеное стекло толщиной 5—25 мм в виде листов с полированной лицевой поверхностью и рифленой с тыльной стороны. Его применяют для облицовки на­ружных и внутренних стен лечебных помещений, магазинов, обще­ственных зданий, мемориальных комплексов, витражей, вместо при­родных каменных материалов (гранита черного цвета, габбро и др.).

Стемалит — листовое плоское стекло, покрытое с одной сторо­ны керамической эмалевой краской. Для закрепления краски и упрочнения стекла его подвергают термообработке. Покрытие мо­жет быть защищено тонким слоем алюминия. Стемалит применяют для наружной и внутренней отделки стен и перегородок, он имеет высокую термостойкость, устойчивость против атмосферных воз­действий, сохраняет цвет (желтый, синий, красный, серый, черный и др.). Стемалитом облицованы в Москве гостиницы Аэрофлота и «Националь». Он выпускается 27 цветов толщиной 5—7,5 мм. Раз­меры стемалита от 400x900 до 1500x1100 мм.

Стекломрамор — разновидность марблита разных цветов, ими­тирующая мрамор. Его применяют для декоративной облицовки стен, полов, оформления интерьеров, футеровки резервуаров.

Облицовочная плитка из неокрашенного или цветного глушеного стекла имеет размеры от 50x50 до 150x150 мм. Их толщина 4—9 мм. Лицевая поверхность плиток гладкая или рельефная, тыльная сто­рона должна быть рифленой или шероховатой. Термостойкость 40—45°С.

Плитки стеклянные облицовочные коврово-мозаичные и ковры из них применяют для наружной и внутренней облицовки зданий, изго­товления декоративно-художественных панно. Размеры плиток 21x21x5 и 46x46x5 мм. Они выпускаются непрозрачными, разных цветов с матовой или блестящей поверхностью, которая может быть гладкой или рифленой. Коврово-мозаичные плитки выпускают в виде ковров из одного (простой набор) или более цветов (сложный набор). Плитки долговечны, гигиеничны и получили широкое при­менение.

Эмалированную плитку изготовляют из цветного оконного или узорчатого стекла путем его резки, окрашивания с лицевой стороны непрозрачной эмалью и ее сплавления. Эти плитки применяют для внутренней облицовки. Их размеры от 100x100 до 200x200 мм, тол­щина 4—6 мм.

Смальта — мелкие кусочки цветного стекла (от 1 до 2 см²), при­меняемые для создания различных мозаичных картин или панно. Смальту изготовляют литьем из стекломассы или прессованием из стеклянного порошка. Смальты выпускают 200 цветов и оттенков. Мозаичные картины из смальты украшают станции Московского метро и другие здания.

Пенодекор выпускают в виде плит размером 450x450 мм, толщи­ной до 40 мм; лицевая сторона плит покрыта сплошной стекловид­ной пленкой разнообразных цветов.

Ситаллы — стеклокристаллические материалы. Степень крис­таллизации стекла составляет до 90—95%, размер кристалличе­ских зерен ситаллов обычно менее 1 мкм. Именно тонкозерни-стость закристаллизованного стекла придает ему повышенные механические свойства, хотя она зависит и от фазового состава кристаллов и стеклофазы. Ситаллы можно получать как по кера­мической технологии (по порошковому методу), так и по техно­логии стекла, дополненной кристаллизационными устройствами для дополнительной термообработки, чтобы получить мелкие, равномерно выделяющиеся по всему объему стекломассы крис­таллы. В процессе кристаллизации создают условия для распреде­ления в массе стекла множества микроскопических зародышей кристаллизации, которыми служат добавки-катализаторы благо­родных металлов: Ag, Pt, Аu, Pd и др.; оксиды: TiO₂, ZnO₂, ZrO₂ и др.; летучие катализаторы: хлор, фтор, сульфидная сера и др. или мельчайшие капельки других расплавов, не смешивающихся с основным стеклом.

Средняя плотность ситаллов 2,5—2,6 г/см³, R_сж — до 600 МПа, R_и— до 250 МПа, температура размягчения 1000—1350°С, их твер­дость больше,чем у стекла,и приближается к твердости закаленной стали. Ситаллы обладают высокой стойкостью к кислотам (кроме плавиковой) и щелочам. Цвет ситаллов: серый, коричневый, кремовый, белый (глухой и прозрачный) и др. Их применяют в электрони­ке, машиностроении, строительстве, быту, ракетостроении, астро-зеркалах и др. В строительстве из ситалловых плит устраивают полы промышленных цехов, где имеются агрессивные среды, возмо­жен разлив расплава металлов, большие нагрузки от движущегося тяжелого оборудования, а также для футеровки мельниц, лотков сы­пучих материалов, в теплообменниках, для изготовления химиче­ской аппаратуры.

Ситаллопласты изготовляют на основе фторопластов и ситаллов. Они имеют высокую химическую стойкость и износостойкость по сравнению с ситаллами и фторопластами.

Стеклокристаллит — плиты размером 300x300 и 300x150 мм, применяемые для облицовки стен и устройства полов. Их изго­товляют сплавлением гранул из бесцветного или окрашенного стекла.

Стеклокремнезит выпускается в виде облицовочных плит. Его изготовляют спеканием массы из стеклянных гранул с наполнителем (песком, шамотом и др.).

Стеклянное волокно получают из стекломассы разными способа­ми: фильерным, дутьевым, центробежным, штабиковым. Сущность фильерного способа состоит в том, что из расплава стекла через от­верстия (фильеры) в платиновой пластине вытягивают тонкие проч­ные нити, которые, охлаждаясь, затвердевают и наматываются на вращающийся барабан. При этом способе получают длинные нити, которые применяют для выработки стеклотканей, стеклопластиков и гидроизоляционных изделий.

При дутьевом и центробежном способах получают стекловолок­но диаметром 5—15 мкм небольшой длины (5—50 см). Такое стек­ловолокно называют стекловатой. Оно отличается от минеральной большей химической стойкостью; коэффициент теплопроводности у них примерно одинаков. Средняя плотность стекловаты в рыхлом состоянии 130 кг/м³. Температуростойкость зависит от химического состава стекла. Из стекловаты изготовляют теплоизоляционныз из­делия: маты, полосы, плиты, скорлупы.

Пеностекло выпускают в виде блоков и гранул. Сырьем слу­жит размолотое стекло, смешанное с газообразователем (извест­няком, древесным углем и другими материалами, выделяющими газ при размягчении стекла). При нагревании этой смеси проис­ходит вспучивание размягченного стекла выделяющимися газами. Пеностекло хорошо подвергается механической обработке — пи­лится, гвоздится и склеивается. Коэффициент теплопроводности 0,04— 0,15 Вт/(м∙К), R_сж — 0,1—0,15 МПа, средняя плотность — 100—700 кг/м³. Применяют его для тепло- и звукоизоляции в строительных конструкциях, холодильниках, промышленном обо­рудовании.

Гранулированное пеностекло используют в качестве легкого за­полнителя для легких бетонов. Его изготовляют вспениванием во вращающихся печах сырцовых гранул из стеклянного порошка с пенообразователем.