Закаленное стекло

Закаленное стекло - это стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры, по сравнению с обычным стеклом.

Закаленное стекло может быть выполнено различной формы: с притупленными, шлифованными и полированными краями; цветное, узорчатое, зеркальное, с нанесенным рисунком и т.д.

Также в стекле могут быть выполнены отверстия диаметром от 4 до 130 мм.

Изделия из закаленного стекла эксплуатируются во всех климатических условиях и соответствуют стандарту ANSI Z97.1-1984.

Закаленное стекло используется в строительстве при остеклении конструкций любой сложности, а именно:

  • остекление зданий и лестничных ограждений;
  • светопрозрачные кровли и полы;
  • остекление балконов и лоджий;
  • остекление душевых, телефонных кабин;
  • остекление автобусных и троллейбусных остановок;
  • витрины и витражи из стекла.

Также из закаленного стекла изготавливают различные предметы интерьера, такие как - двери, мебель, различные декорации:

Аспекты безопасности. Наиболее объективной причиной применения закаленного стекла является именно его безопасные свойства. А именно то, что стекло является безопасным по отношению к человеку в момент своего разрушения. Обычное стекло при разрушении образует множество длинных и прочных осколков с острыми клиновидными кромками, что не может не представлять серьезную потенциальную угрозу здоровью человека. Закаленное стекло прочнее обычного в 5-7 раз и при превышении значения предела стойкости к внешним нагрузкам образует множество мелких осколков с притупленными краями. Такие осколки изначально являются менее опасными в сравнении с фрагментами, образующимися при разрушении обычного стекла.

 

Проверка на прочность закаленного стекла (створка безрамного остекления Lumon)

Сегодня прослеживается явная тенденция увеличения форматов стекла при остеклении современных зданий, что заставляет нас задумываться об определенных функциональных свойствах применяемого стекла. Благодаря тому, что стекла больших форматов подвергаются большему температурному воздействию от прямого солнечного излучения, всегда существует повышенный риск самопроизвольного разрушения стекла из-за образования критической разницы значений растягивающих и сжимающих напряжений. Такая опасность, как правило, возникает в межсезонный период, при больших колебаниях дневной и ночной температур. Вероятность самопроизвольного разрушения стекла увеличивается в несколько раз также и при использовании специальных энергоэффективных стекол в составе однокамерных и двухкамерных стеклопакетов. Учитывая вышеизложенные аспекты, на практике рекомендуется применять только конструкции, в которых используется безопасное закаленное стекло, прекрасно выдерживающее большие температурные перепады.

Термические шоки стекла



Вывод: основное отличие и преимущество закаленного стекла в его безопасности.

А именно в следующем:

  • повышении прочности на изгиб и удар в 5-7 раз;
  • увеличении термостойкости и стойкости к перепадам температур в 2,5-3 раза;
  • устойчивость к вибрационным нагрузкам;
  • распаде на мелкие осколки с тупыми гранями в случае разрушения, что исключает травматическую опасность (в сравнении с обычным стеклом).

Несколько доводов почему нужно использовать безопасное стекло:

Стандарты и строительные нормы.

Национальные и международные стандарты и строительные нормы суммируют положения по трем аспектам применения безопасного стекла. Принимается во внимание безопасность, сохранность (противовзломность) и функциональность. Наиболее популярным документом по обязательному и рекомендуемому применению безопасного стекла сегодня является Британский стандарт BS 6206, рекомендации которого взяты за основу для разработки первого общеевропейского стандарта по безопасному стеклу, работы по которому идут на протяжении последних 2х лет. Архитекторы и заказчики во многих странах мира закладывают обязательное применение безопасного стекла, подчас не дожидаясь появления официальных циркуляров. Ведь отсутствие надлежащих стандартов и нормативов никогда не освободит проектировщиков от ответственности перед пострадавшими от осколков стекла, пусть даже моральной. Да и страховые компании вряд ли будут страховать здание, в котором существует потенциальная угроза здоровью людей.

Диаграммы напряжений в стекле



Закаленное стекло обладает 2-мя основными преимуществами, которые делают его более пригодным для широкого использования в архитектурных и строительных проектах. В то время, когда 100% обычного стекла разрушается при перепаде температур со значением в 70°С, закаленное стекло прекрасно выдерживает перепад в 160°С между кромкой и серединой стекла. По своей природе обычное - стекло очень чувствительно к изгибающим нагрузкам. Это обусловлено, в основном, наличием большого числа микротрещин по краевым поверхностям стекла. Процесс закалки создает высокие сжимающие напряжения на поверхности стекла, в то время как середина испытывает растягивающие напряжения. Вот почему, закаленное стекло способно выдерживать большие изгибающие нагрузки, чем обычное - стекло.

Разрушающие напряжения в стекле



Этапы обработки стекла от простого - до безопасного:

Предварительная подготовка стекла:

  1. Резка стекла.
  2. Обработка кромки стекла.
  3. Сверление.
  4. Нанесение шелкотрафаретного рисунка или окраска стекла.

Закаленное стекло не может быть подвергнуто последующей механической обработке - оно разрушается. Поэтому, перед закалкой листы стекла должны быть подвергнуты предварительной обработке. Притупление кромок стекла является обязательным условием по подготовке стекла к закалке. Самый простой способ - это ручная обработка кромок стекла на станках с использованием абразивных лент. С другой стороны - качественная обработка кромки стекла придает более привлекательный вид изделию с эстетической точки зрения. Это, несомненно, важно в случаях, когда кромки готового изделия остаются открытыми после монтажа. Качество шлифовки играет важную роль в процессе закалки. Вот почему необходимо более подробно остановиться на некоторых деталях:

Шлифованная кромка (притупление) - данный вид обработки кромки стекла является минимальным требованием к стеклу, которое будет подвергнуто закалке. Притупление кромки шлифовальной лентой также подходит для случаев, когда качеством обработки кромки стеклоизделия можно пренебречь. Как правило, такая кромка закрывается рамой и становится невидимой для глаза. Подобный метод обработки кромки может применяться лишь для стекол, толщиной до 10 мм. В стеклах, толщиной более 10 мм, внутренние напряжения, в сочетании с т.н. "термическим ударом" в момент поступления стекла в печь разогрева, могут привести к самопроизвольному разрушению стекла, что является неприемлемым условием для всего производственного процесса. Вот почему для толстых стекол требуется более качественная обработка поверхности кромки.

Шлифование кромки стекла по плоскости применяется в случаях, когда кромки изделия остаются открытыми или качество обработки методом шлифования абразивной шкуркой является недостаточным.

Плоскополированная кромка имеет самое широкое применение и выполняется при всех толщинах стекла. Процесс изготовления плоскошлифованной кромки выполняется на автоматизированном оборудовании.

Процесс закалки (на линии горизонтальной закалки).

Сначала, стекла укладываются на стол загрузки. В одной загрузке должно быть стекло одного типа. Со стола загрузки стекла подаются в печь, где они начинают разогреваться перемещаясь на керамических валах. Как только стекла разогрелись до нужной температуры, например, до 630 0С они сразу же передаются в секцию закалки и охлаждения. Закалка стекла происходит в т.н. чиллере, где обе поверхности стекла, разогретые до нужной температуры, быстро обдуваются мощным потоком воздуха. Благодаря тому, что поверхность стекла охлаждается и затвердевает моментально, а внутренний слой остается какое-то время еще мягким создается определенная картина распределения напряжений: на поверхности сжимающие напряжения, а внутри - растягивающие напряжения.