Строительное стекло

Листовое стекло может быть полированным и не полированным. Для остекления окон используются стекла, как правило, толщиной 2,0…6,0 мм. Более толстые стекла (6,5… 12,0 мм) применяются для остекления витрин, витражей, световых фонарей.

Листовое узорчатое стекло имеет на одной или обеих поверхностях рельефный узор. Его получают горизонтальным прокатом. Узорчатое стекло может  быть бесцветным или цветным. Толщина  листов составляет 3,5; 5,0; 6,0 и 7,0 мм.

 

Селективные стекла изменяют спектральный состав проходящего через них излучения, которое в зависимости от длины волны X можно подразделить на три области: одну видимую (X – = 380…770 нм) и две невидимые (УФ — ультрафиолетовую {X =  280…380 нм) и ИК – инфракрасную (X = 770…25 000 нм)). Солнечное излучение с длиной волны X < 280 нм полностью поглощается атмосферой. Селективные стекла, пропуская одни световые волны, поглощают или отражают другие. При изменении видимого спектра излучения возникает та или иная окраска стекол (цветные стекла), а общее светопропускание снижается. Если светопропускание стекла в ИК или УФ области не такое, как у обычного оконного стекла, то его относят к специальным строительным стеклам — солнцезащитным, теплосберегающим, фотохромным, увиолевым, поглощающим УФ лучи.

Стекла с избирательным  пропусканием получают тремя способами:

1) модифицированием (окрашиванием) в массе (в состав стекольной  шихты добавляют оксиды или  соли металлов);

2) нанесением металлического, металлооксидного или солевого покрытия, что фактически является модифицированием тонкого (толщиной несколько микрометров) поверхностного слоя стекла путем химического процесса или диффузионного внедрения химических элементов или соединений;

3) наклеиванием на стекло  специальной полимерной пленки.

 

Цветное стекло бывает прозрачное и глушеное. Для окрашивания стекла в массе в его состав вводят оксиды металлов (марганца, хрома, железа, кобальта, никеля, меди, церия, титана, ванадия), сернистые соединения железа, кадмия, свинца, меди, а также элементарную серу и селен. Например, введением окиси меди получают голубой цвет, а введением окиси хрома — зеленый. Толщина 4 – 12 мм.

 

Солнцезащитные  стекла обладают высоким сопротивлением прохождению коротковолновых инфракрасных (тепловых) лучей (с длиной волны X = 770…2 500 нм), которые, проходя через обычное стекло, нагревают помещение, что в летнее время нежелательно. Как правило, они имеют пониженное пропускание и в видимой области светового спектра. Солнцезащитные стекла можно подразделить на два вида: теплопоглощающие и теплоотражающие (рефлективные). Толщина от 4 до 8 мм.

 

Теплопоглощающие  стекла модифицируют в массе оксидами железа, меди, кобальта, никеля. При этом стекло приобретает ту или иную окраску за счет поглощения не только И К излучения, но и некоторой части видимого спектра. Наиболее сильно поглощает радиацию закись железа FeO, обеспечивая наименьшее поглощение видимых лучей по сравнению с другими оксидами (CuO, СоО, NiO). Поэтому закись железа применяют для получения слабо окрашенных стекол. В отличие от силикатных фосфатные теплопоглощающие стекла являются практически бесцветными.

В результате поглощения энергии  теплопоглощающие стекла в летних условиях могут нагреваться до 60… 80 “С. Поэтому их устанавливают в наружных слоях двойного остекления, обеспечивая естественную вентиляцию воздушной прослойки между стеклами. Этого не требуется при использовании теплоотражающих стекол.

 

Теплоотражающие стекла получают главным образом нанесением зеркального металлизированного слоя (путем испарения металла и оксидов в вакууме, катодного напыления или химического осаждения из растворов). Для получения максимального отражения существенное значение имеет толщина получаемой пленки. Обычно наносят пять слоев: четыре слоя — металло- оксидных, пятый слой — серебряный. Серебро почти полностью отражает излучение с длиной волны X > 760 нм. Зеркальные пленки могут быть бесцветными и цветными.

 

Теплосберегающие стекла позволяют сократить потери тепла из помещения через окна приблизительно на 35…40%, что очень актуально зимой. Такие стекла называют низкоэмиссионными, подчеркивая тем самым их низкую излучательную способность с наружной поверхности. Эти стекла не препятствуют прохождению в помещение коротковолнового И К излучения, но отражают волны длинноволнового инфракрасного диапазона (А. = 2 500…25ООО нм), излучаемые в обратном направлении отопительными приборами и предметами интерьера. Такие свойства им придают два типа покрытий: металлооксидное (называемое твердым в связи с высокой износоустойчивостью) и металлизированное (мягкое), которое не обладает достаточной твердостью. Толщина от 4 до 6 мм.

В соответствии с этим имеется  два вида стекол: К-стекло с твердым  металлооксидным покрытием (например, из окиси олова), образующимся на поверхности стекла в результате химической реакции при высокой температуре (пиролитический способ) и I-стекло с мягким покрытием, получаемым вакуумным напылением и представляющим собой структуру из трех (или более) чередующихся слоев серебра и оксидов. По своим теплосберегающим свойствам I-стекло в 1,5 раза превосходит К-стекло, но покрытие его не износоустойчиво и поэтому может долго служить только внутри стеклопакетов. Стеклопакет ориентируют так, чтобы I-стекло находилось со стороны помещения.

При обычном двойном остеклении используют К-стекла, которые устанавливают  во внутреннем ряду покрытием, обращенным в межстекольное пространство. Наружным стеклом может быть обычное или солнцезащитное стекло. Температура теплозащитного стекла в зимний период в среднем на 5… 6 °С выше, чем у обычного стекла.

 

Фотохромные стекла автоматически уменьшают светопропускание при избыточной интенсивности солнечного света и восстанавливают его при уменьшении излучения. Это достигается введением в состав стекла галоидов серебра.

 

Увиолевые стекла обладают способностью пропускать ультрафиолетовые лучи с X < 320 нм, которые благотворно влияют на жизнедеятельность человека, животных, растений. Обычное оконное стекло почти полностью поглощает эту часть ультрафиолетового спектра. Эти стекла изготавливаются из очень чистого сырья с минимальным количеством оксидов железа, титана и хрома.

 

Стекла, поглощающие  УФ лучи, применяются для защиты музейных экспонатов, книг, картин и документов от выцветания. В отличие от обычного оконного стекла эти стекла поглощают также и более длинные УФ волны. Их можно подразделить на три группы:

1)    бесцветные стекла (почти не поглощающие видимых  лучей) с областью поглощения  УФ излучения X < 360 нм;

2)   слабо-желтые стекла, поглощающие лучи с X < 400 нм  и, следовательно, захватывающие  видимую область фиолетовых и  частично синих лучей;

3)   желтые стекла, поглощающие  ультрафиолетовые, фиолетовые и  синие лучи с X < 420 нм.

 

Стекла для  безопасного остекления применяют в строительстве, когда велика вероятность случайного или намеренного разрушения стекла. Безопасное стекло должно противостоять разрушению, но если разрушение произойдет, не должно образовываться крупных и острых осколков, опасных для людей и животных.

Защитные стекла согласно международной классификации подразделяются на три класса: стекла класса А (стекла защиты от вандализма) рассчитаны на удар брошенного камня; стекла класса Б (стекла защиты от проникновения) выдерживают определенное число ударов молотка с энергией 350 Дж и скоростью 12,5 м/с; стекла класса В — пуленепробиваемые стекла.

Для безопасного остекления используют армированное стекло, закаленное стекло и многослойное стекло.

 

Листовое армированное стекло укреплено плоской металлической сеткой, запрессованной внутрь стекла при прокате. Армирование не повышает прочность стекла и даже снижает ее примерно в 1,5 раза, но сетка не позволяет осколкам разлетаться при разрушении.

 

Закаленные и  упрочненные стекла в строительстве используют, например, при остеклении куполов, световых фонарей, высотных фасадов. При разрушении такие стекла распадаются на мелкие безопасные осколки с тупыми кромками.

Безосколочное стекло (триплекс) — это стекло, состоящее из двух (или более) листов стекла, склеенных бесцветной или цветной полимерной пленкой (например, поливинилбутиловой). При разрушении такого стекла осколки удерживаются эластичной прокладкой и не разлетаются. В триплексах могут быть использованы солнцезащитные, теплосберегающие и другие стекла. Особо высокопрочными являются триплексы из закаленных стекол.

 

Противопожарное стекло — это многослойное стекло с вспенивающимися при температуре около 120 “С промежуточными слоями. Благодаря возросшему термическому сопротивлению и потере прозрачности имеет место резкое падение температуры по толщине вспененной конструкции, препятствующее нагреву и воспламенению предметов за стеклом и обеспечивающее целостность крайнего слоя стекла со стороны защищаемого пространства, что исключает распространение пламени и продуктов горения.

 

Самоочищающееся стекло, впервые представленное в июне 2001 г. компанией Pilkington на Международной конференции по стеклу, имеет прозрачное покрытие на основе оксида титана, обладающее рядом специфических свойств. Под воздействием ультрафиолетового света и кислорода происходит разложение органических веществ на поверхности этого покрытия. Продукты разложения легко смываются дождем. Однако неорганические загрязнения таким образом не удаляются.