Закаленное стекло

vidrio templado roto               steklo10

 
Закаленное стекло — это стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры, по сравнению с обычным стеклом. При разрушении такое стекло распадается на мелкие безопасные осколки.
В строительстве безопасное закаленное стекло стали применять относительно недавно. Еще в начале 70-х гг. прошлого века оно было сравнительно новым материалом в строительной промышленности и применялось для изготовления дверей, ограждений, то есть в тех местах, где отмечалась повышенная степень риска разбивания при аварии. Рис. 2
Область применения безопасного закаленного стекла непрерывно расширяется и охватывает не только строительную индустрию, но и производство бытовой техники, мебели и т. д. Закаленное стекло изготавливают из прозрачного, цветного, солнцеотражающего или узорчатого стекла. Существует два способа упрочнения стекла: химическая и термическая закалка.
При химической закалке поверхность стекла упрочняется в результате замещения ионов на поверхности стекла при помощи различных солей. Стекло предварительно нагревают и опускают в соляную ванну на определенное время для достижения требуемой механической прочности. Этим методом можно закаливать и очень тонкие стекла. Данный метод технологически сложен, к тому же он является вредным производством и поэтому не нашел широкого применения. Рис. 3
Наиболее распространенным является термический метод закаливания стекла. Вначале следует обработать кромку стекла, иначе оно может разбиться при закалке. На первом этапе закаливания стекло нагревают до температуры 600-7200С в зависимости от его толщины и структурных особенностей. Оставаясь в твердом состоянии, стекло абсорбирует тепловую энергию нагревателей посредством теплоизлучения и теплопередачи. Тепло распространяется линейно, результатом является только изменение в расстоянии между молекулами. Это линейное расширение обратимо и не генерирует постоянные напряжения в стекле. Последующее нагревание приводит стекло в «переходное» состояние, за которым наступает жидкое. Секунды, в течение которых стекло находится в переходной стадии, особенно сильно влияют на качество конечного продукта.
На второй стадии закаливания стекло подвергают резкому охлаждению. Когда материал переходит из пластичного состояния в твердое, возникает изменение плотности между поверхностным и средним слоем. Быстро охлаждаемая поверхность стекла становится твердой, между молекулами возникает жесткая структура. В разогретом пластичном состоянии структурные изменения происходят до тех пор, пока стекло полностью не перейдет в твердое состояние. Напряжения сжатия возникают, когда температура падает с 640 до 4700С. Образующиеся напряжения сжатия увеличивают механическую прочность и стойкость стекла к изменению температуры. В результате закаленное стекло становится значительно прочнее, увеличивается его стойкость к перепаду температур, а при принудительном разрушении закаленное стекло распадается на множество мельчайших частиц. Рис. 4
Описанное двухэтапное термическое воздействие приводит к тому, что для закаленного стекла: значительно (в 5-10 раз) возрастает прочность на удар, в 2-3 раза прочность на изгиб, в 3-4 раза термостойкость стекла (с 40 до 1800С).
Испытания на удар мягким телом выдерживает закаленное стекло толщиной 4 мм. При превышении предела прочности все стекло распадается на мелкие осколки (размеры осколков от 1 до 10 мм), которые выпадают из рамы. Образовавшиеся осколки обладают неострыми краями. Поэтому закаленное стекло в случае принудительного разрушения безопасно для человека. Рис. 5
Закаленное стекло обладает самым высоким коэффициентом пропускания света среди вариантов остекления, безопасного при эксплуатации, и высоким уровнем устойчивости к вибрационным воздействиям.
Помимо закаленного стекла существует понятие — термически упрочненное стекло. Оно применяется в основном в строительстве, отличается от закаленного технологическим процессом изготовления и своими свойствами. Термически упрочненное стекло охлаждается меньшим потоком воздуха и медленнее, чем закаленное, к тому же оно менее прочно. Такое стекло часто применяют в остеклении фасадов, так как при правильной конструкции закрепления оно не может выпасть из рамы. Рис. 6
При выборе стекла для наружного остекления зданий очень часто используют следующие виды стекол: тонированное стекло, стекло, окрашенное с одной стороны специальными красками, которые адсорбируют солнечную энергию. Такое стекло может нагреваться до температуры более 1000С. Это особенно важно при использовании тонированных или окрашенных стекол в остеклении простенков, заполнении перекрытий, при использовании панелей позади одиночного декоративного остекления, а также в стеклопакетах, в составе которых есть низко эмиссионные стекла. В указанных случаях незакаленное стекло может треснуть из-за так называемого температурного «шока». Рис. 7
При использовании тонированных отражающих стекол типа Stopsol supersilver и Stopsol Classik необходимо учитывать следующее: если стекло устанавливают отражающим покрытием внутрь стеклопакета (помещения), то это стекло необходимо закаливать или термически упрочнять. Иначе может произойти разрушение стекла вследствие того, что солнечное тепло, пройдя через стекло и обратно, адсорбируется в массе и нагреет его до высоких температур.
В декоративных целях можно закаливать окрашенные специальными красками стекла, а также стекла, подвергнутые пескоструйной обработке. В качестве красок используются особые запекаемые краски.
Закаленное стекло производят и обрабатывают на заводе, а на стройке в готовом виде только устанавливают.
В заключение следует отметить, что закаленное стекло в строительстве в настоящее время является наиболее безопасным материалом, отвечающим самым высоким международным стандартам.