строительное стекло
- 2. Цель занятия: • Изучить свойства и технологию производства стекла, основные виды листового стекла и стеклоизделий; область их применения.
- 3. Что такое стекло? • Стекло – переохлажденная жидкость, не успевшая перейти в кристаллическое строение. • Стекло – жидкость, имеющая бесконечно большую вязкость. • Стекло – твердый, прозрачный, хрупкий материал, имеющий аморфное строение, полученный при охлаждении минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия) и оксиды металлов (лития, калия, магния, свинца и т.п.)
- 4. Историческая справка • IV-III вв. до н.э., Месопотамия, Древняя Греция – стеклянная мозаика и смальта • V-VI вв., Византийская империя, мозаика, витражи (собор св. Софии в Константинополе) • XI в., Киевская Русь, мозаика (храмы Киева, Новгорода, Чернигова)
- 5. Историческая справка • XII в., Франция, расцвет витражного искусства (собор Парижской Богоматери)
- 6. Историческая справка • 1634 г., первый русский стекольный завод под Москвой возле деревни Духанино, получение листового стекла последовательным выдуванием , разрезанием и распрямлением стеклянных цилиндров («халяв») • Конец XIX в., изобретение печи Сименса-Мартина, заводское производство соды, и как следствие массовое производство стекла отливкой на медные плиты. • Начало XX века, изобретение ванных печей, машин вертикального вытягивания стекла; массовое производство листового стекла большого размера. • 1959 год, изобретение нового способа производства высококачественного листового стекла (флоат-метод)
- 7. СЫРЬЕВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА – чистый кварцевый песок (71-72%) – полевые шпаты (2-3%) – натриевая сода (15-16%) – мел, доломит, известняк (8-11%) – вспомогательные сырьевые компоненты • осветлители (удаляют из стекломассы газовые пузыри) • обесцвечиватели (устраняют сине-зеленые оттенки) • глушители (делают стекло непрозрачным) • красители (окрашивают стекла в тот или иной цвет)
- 8. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА • Подготовка сырьевой шихты (измельчение, тщательное перемешивание в требуемых пропорциях и брикетирование) • Варка стекла – силикатообразование ( 800-900 ºС) – стеклообразование (1100-1200 ºС) – осветление (1400-1600 ºС) – студка (1100-1200 ºС)
- 9. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА • Формование Метод вертикального вытягивания (получают стекла толщиной до 6 мм, шириной до 4,5 метров) 1- стекломасса; 2- лодочка; 3- холодильники; 4- шахта машины; 5- тянущие валки; 6- скаты для удаления боя; 7- отломочная площадка
- 10. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА этап очень медленного охлаждения • Формование Флоат-метод (высококачественное стекло толщиной до 25 мм, шириной до 3 метров) 1-печь с масляной топкой; 2-расплавленное стекло; 3- слой расплавленного стекла; 4- расплавленное олово; 5-готовый лист стекла
- 11. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА • Отжиг стекла (снижение внутренних температурных напряжений, возникающих из-за различия скоростей остывания внутренних и наружных слоев стекла) – быстрое охлаждение стекломассы до температуры 600 ºС, – очень медленное в опасном интервале температур от 600 до 300 ºС – быстрое до нормальной температуры.
- 12. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА • Отделка лицевой поверхности – Механическая обработка (резка, шлифование, гравирование, пескоструйная и ультразвуковая обработка) – Химическая обработка (травление, химическое полирование, выщелачивание) – Нанесение покрытий (керамические краски, эмали, фактурные посыпки)
- 13. СВОЙСТВА СТЕКЛА • Плотность стекла – 2400…2600 кг/м³ (оконное стекло – 2550 кг/м³, армированное – 2600 кг/м³, хрусталь – 3000 кг/м³) • Пористость и водопоглощение равны 0% • Прочность стекла – при растяжении 30…60 МПа (зависит от размера изделия, у стекловолокна 300…500 МПа) – при сжатии 900…1000 МПа • Хрупкость (отсутствие пластических деформаций) • Твердость – 5…7 по шкале Мооса • Оптические свойства – светопропускание обычного стекла 88…92% – светопоглощение и светоотражение (зависит от толщины материала и концентрации красящих добавок)
- 14. СВОЙСТВА СТЕКЛА • Теплопроводность – 0,6…0,8 Вт/(мּК), практически в 10 раз ниже чем у аналогичных кристаллических минералов, у кварца – 7,2 Вт/ (мּК) • Малая термостойкость (способность выдерживать перепады температур, 70…90°С) • Звукоизолирующая способность (стекло толщиной 1 см равнозначно кирпичной стене в полкирпича) • Стойкость к агрессивным веществам (за исключением фосфорной и плавиковой кислот)
- 15. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Оконное стекло, бесцветное с гладкими поверхностями, ширина 250…1600мм, длина 250… 2200мм, толщина 3…6мм.
- 16. Коэффициент теплопередачи К в зависимости от количества стекол
- 17. Коэффициент звукоизоляции в зависимости от количества стекол.
- 18. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Витринное стекло, бесцветное, полированное, размером от 1700×1250мм до 3500×6000мм, толщина 6…10мм.
- 19. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Теплосберегающее (селективное) стекло Это стекло с нанесёнными на него покрытием (серебро). • Отражает 30-40% тепла обратно в помещение. • Такое стекло обычно используют в составе стеклопакета покрытием внутрь.
- 20. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Многослойное (ламинированное) стекло. Триплекс. • Состоит из двух или более слоев стекла, "склеенных" вместе с помощью пленки или ламинирующей жидкости. Слои могут быть: выполненные из стекла одного или различных типов, прямые или гнутые в соответствии с заданной формой (форму им придают до склейки). • Ламинирование не увеличивает механическую прочность стекла, но делает его "безопасным" - при разрушении осколки не разлетаются во все стороны, а остаются "висеть" на эластичной пленке. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: 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. При оформлении входов и вестибюлей общественных зданий; при создании офисных перегородок и витрин; при остеклении лестниц; в стеклопакетах, устанавливаемых на крышах зданий; при остеклении торговых павильонов и остановочных комплексов; при остеклении школ, спортивных залов и детских садов.
- 22. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Солнцезащитное стекло • Теплопоглощающее солнечные лучи стекло получают введением в стекломассу специальных добавок (оксидов железа, кобальта), окрашивающих ее в зеленовато-голубоватые или серые тона. Такие стекла пропускают 65-75 процентов света, а инфракрасных лучей - всего 30-35 процентов. • Отражающее солнечные лучи стекло получают нанесением на поверхность тонких металлических, керамических или полимерных пленок. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон, а также солнцезащитных устройств - козырьков, вертикальных экранов и т.д. Наиболее уместно применение в зданиях с активным использованием кондиционеров.
- 23. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Узорчатое стекло. • Узорчатое листовое стекло имеет на одной или обеих поверхностях четкий рельефный повторяющийся рисунок и бывает как бесцветным, так и цветным. • Глубина рельефных линий - от 0,5 до 1,5 мм. • Узорчатое стекло должно пропускать и рассеивать свет. Коэффициент светопропускания - бесцветных стекол не менее 70% - цветных стекол составляет 30-65%. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление оконных и дверных проемов, устройство перегородок в жилых, общественных и промышленных зданиях. Не рекомендуется применять узорчатое стекло в помещениях с большим количеством пыли, копоти и т.п.
- 24. Узорчатое стекло
- 25. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Закаленное стекло (сталенит). • Изготавливают из листов неполированного, полированного или узорчатого стекла, разогревая его выше температуры размягчения, а затем быстро охлаждая в струях воздуха. При необходимости в стекле предварительно делают требуемые вырезы, отверстия, обрабатывают кромки, потому что готовые закаленные стекла нельзя резать, сверлить и подвергать другим видам механической обработки. • Прочность закаленного стекла на изгиб и удар в 5-6 раз больше прочности обычного стекла. • Разбитое закаленное стекло распадается на мелкие осколки кубической формы. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон и перегородок, дверей, ограждений балконов, лестничных маршей и т.д.
- 26. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Армированное стекло • Стекло с запресованной внутри металлической сеткой • Армирование снижает прочность примерно в 1,5 раза, в то же время не позволяет осколкам разлетаться и выпадать из переплетов. • Одна из поверхностей "армостекла" может быть узорчатой или рифленой, может быть цветной. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: остекление окон, световых фонарей, перегородок в производственных, общественных и жилых зданиях, для устройства балконных ограждений.
- 27. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Цветное стекло – Получают путем введения в состав стекломассы цветных пигментов. – Размер листов 1000×750мм, толщина 3…5мм ПРИМЕНЕНИЕ: для декоративного остекления окон, дверей, устройства перегородок и изготовления витражей.
- 28. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ Стеклопакет - это два или три стекла, герметично соединённые между собой. В нашей стране впервые в опытном порядке было налажено производство стеклопакетов в 60-е годы ХХ века в Санкт-Петербурге трестом Ленотделстрой для ответственных зданий города(аэродром "Пулково", спортивный комплекс "Юбилейный").
- 29. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ Внутри стеклопакета находится разреженный воздух или инертный газ (аргон, криптон) Чтобы стеклопакет не запотевал изнутри, в него засыпается абсорбент, впитывающий образующийся при перепадах температур конденсат.
- 30. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Технические характеристики стеклопакетов • Стеклопакеты собираются из обычного, рефлексного, окрашенного, мозаичного, армированного, безопасного, теплоотражающего и теплопоглощающего стёкол. • Минимальный размер стеклопакета: 350x180мм. Максимальные размеры: 3500x2500мм при толщине стёкол 6мм; 1500x2500мм при толщине стёкол 4мм. Для изменения декоративных свойств стеклопакета в межстекольном пространстве могут быть установлены декоративные внутренние рамки - прямые, крестообразные и изогнутые. Или снаружи поверхности стеклопакета могут быть наклеены декоративные профили ("дуплекс") из окрашенного алюминия. • Цвет стандартных алюминиевых профилей: белый, светлая бронза, темная бронза, светло-коричневый, темно-коричневый, черный, неокрашенный. • Декоративные внутренние рамки (стандартные): - белая 18мм, 16мм; - под золото 8мм.
- 31. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Стеклоблоки - изделия с герметически закрытой полостью, образованной в результате соединения двух отпрессованных стеклянных пластин.
- 32. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Каждая половинка стеклоблока сделана из толстого стекла (6 - 7 мм). • Воздух, находящийся внутри стеклоблока, придает этому материалу прекрасные теплосберегающие и звукоизоляционные свойства. • Поверхность стеклоблока может быть гладкой, рифленой, прозрачной, матовой и даже цветной. • Толщина стеклоблока от 7,5 до 10 см. • Форма - квадратные или прямоугольные. • Стандартные размеры 19 х 19 х 8 см или 24 х 24 х 8 см.
- 34. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ • Стеклопрофилит Профильно-погонажный материал коробчатого или швеллерного сечения с гладкой, рифленой или узорчатой поверхностью. • Может быть армирован сеткой. • Размеры: – Максимальная длина 7 метров. – Размеры сечения могут быть разными, например 250×50мм – Толщина стекла 5…6мм • Устанавливают в вертикальном положении, с герметизацией швов нетвердеющими мастиками или эластичными прокладками. ПРИМЕНЕНИЕ: для светопроницаемых ограждений в гражданском и промышленном строительстве.
- 35. СВЕТОНЕПРОЗРАЧНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛА • Стемалит • Листы плоского стекла, внутренняя сторона которых окрашена керамической краской. • Размер листов: – Минимальный 900×400мм – Максимальный 2400×1200мм – Толщина 5-7,5мм ПРИМЕНЕНИЕ: для отделки фасадов, интерьеров общественных и промышленных зданий, ограждений балконов, лоджий.
- 36. СВЕТОНЕПРОЗРАЧНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛА • Марблит (стекломрамор и декоративный марблит) • Плоские прямоугольные или квадратные плиты с полированной лицевой и рифленой внутренней поверхностью, изготовленные из глушеной цветной стекломассы. • Размер: – Максимальный 300×300мм – Толщина 5…25мм ПРИМЕНЕНИЕ: для наружной и внутренней облицовки зданий
- 37. СВЕТОНЕПРОЗРАЧНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛА • Смальта • Куски глушеного цветного стекла неправильной формы толщиной до 10мм, полученные отливкой или прессованием из стекломассы ПРИМЕНЕНИЕ: для изготовления мозаичных панно, декоративных вставок при отделке фасадов и интерьеров
- 38. СВЕТОНЕПРОЗРАЧНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛА • Мозаичные плитки Получают прокатом или прессованием стекломассы с разнообразными эстетическими характеристиками – Размер 21 21 2(5) ммˣ ˣ ПРИМЕНЕНИЕ: для изготовления мозаичных панно, декоративных вставок при отделке фасадов и интерьеров.
- 39. СВЕТОНЕПРОЗРАЧНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛА • Стеклокристаллические материалы (ситаллы, шлакоситаллы) – Получают путем кристаллизации стекла – Различная длина и ширина, толщина 6…20мм – Лицевая поверхность полированная, различных цветов и оттенков ПРИМЕНЕНИЕ: для наружной и внутренней облицовки стен, колонн, покрытий полов.
- 41. МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН • Стеклорубероид – рулонный материал, получаемый путем двухстороннего нанесения битумного (битуморезинового или битумополимерного) вяжущего на стекловолокнистый холст и покрытия с одной или двух сторон сплошным слоем посыпки. ПРИМЕНЕНИЕ: кровельный материал
- 42. МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН • Стеклообои Основу материала составляют волокна из специального стекла, которые вытягивают через фильеры в платиновой "лодочке« при температуре около 1200°С.Затем их формируют в пряжу и ткут. В результате получают тканое полотно с различным рисунком. ПРИМЕНЕНИЕ: в жилых помещениях, офисах, гостиницах, мед.учреждениях, так как они способствуют сохранению микроклимата в помещении.
- 43. МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН • Стеклянная вата и изделия на ее основе (ISOVER, URSA)
- 44. Пеностекло Эффективный теплоизоляционный материал, получаемый вспучиванием расплавленного стекла. В затвердевшем виде напоминает вулканическую пемзу
- 46. 1. Назовите основные сырьевые компоненты при производстве стекла. 2. Какой способ формования применяют при производстве витринного стекла? 3. С какой целью стекло отжигают? 4. Прочность стекла выше при растяжении или при сжатии? 5. Какие изделия из стекла применяют при производстве мозаики? 6. Что такое стеклопакет? В чем его преимущества в сравнении с одинарным стеклом? 7. Можно ли использовать стеклообои в детской комнате? Почему? 8. Что такое триплекс? 9. Где применяют закаленное стекло? Чем оно отличается от обычного листового стекла?
- 47. Домашнее задание • В.Е. Байер «Материаловедение для архитекторов, реставраторов, дизайнеров» стр.120-140 • К.Н. Попов, М.Б. Каддо «Строительные материалы и изделия» стр.102-115 • Л.Н. Попов «Строительные материалы и изделия» стр.104-109