Закалка стекла

Закалка стекла

В современной  архитектуре все большей популярностью пользуются конструкции из стекла. Но  использование для этих целей обычного сырого стекла, в случае его разрушения, подвергает опасности всех людей, находящихся в близости от конструкций. Закаливание – это специальная технология обработки стекла. Ежедневно мы сталкивается с десятками предметов из закаленного стекла. По своему внешнему виду обычное и закаленное стекло ничем не отличаются. Закаленное стекло производят по такой же методике, что и обычное. Отличием является то, что в дальнейшем оно проходит обработку высокими температурами в специальных печах. Это делается для того, чтобы повысить прочность стекла.

Способы закаливания стекла

Технологии закалки стекла связаны, в основном, с тем, какой тип печи будет использоваться. Сама по себе процедура закаливания стандартна. Она основана на применении высоких температур к стеклу. Результатом закаливания становится повышение прочности стекла.

Такой эффект достигается за счет того, что при нагревании и быстром охлаждении в стекле появляются напряженные участки. Материал становится неоднородным по своей структуре. Закаленное стекло абсолютно не восприимчиво к изменению температур и никак не портится от этого. Единственным недостатком такого материала является то, что, разбиваясь, закаленное стекло рассыпается на тысячи маленьких кусочков. Мелкие осколки могут попасть в кожу и доставить массу неприятностей. Те кусочки, что крупнее, имеют более округлые края, и риск порезов сокращается.

После того как была проведена процедура закаливания, стекло становится невозможно распилить, разрезать, каким-либо образом изменить его форму. По этой причине до момента закаливания стекло обрабатывают всеми необходимыми способами. Закаливают уже готовое изделие.

Закаленное стекло широко используется и в мебельной индустрии и при производстве окон. Этот материал применяют для изготовления стеклотары, лабораторной посуды. В нашей стране компании внедрили закаливание стекла в свое производство еще не до конца. Объясняется это тем, что требуются дополнительные затраты, даже несмотря на то, что технологии закалки стекла крайне просты. На западе уже давно поняли, что результат оправдает все затраты, и широко применяют закаливание стекла.

Технологии закалки стекла

Технологии закалки стекла отличаются совсем незначительно и включают несколько основных этапов. Первый этап подразумевает подготовку стекла, его резку, обработку всех краев, которые, к слову, также закаливают особым образом – горизонтально. Резка стекла происходит, когда этого требуют габариты печи или готовое изделие. Температура внутри печи достигает 800°С. Второй этап – это управление процессом закаливания при помощи прогрессивных компьютерных технологий. И по завершении процесса стекло остужают. Делается это в специальном помещении, где на нагретое стекло направляют струи охлажденного воздуха.

Безопасное стекло проходит этап обработки высокой температурой, в результате чего в его объеме возникают равномерно распределенные участки внутреннего напряжения, которые повышают прочность и обеспечивают максимальный уровень безопасности при разрушении. Стоимость такого стекла несколько выше обычного, но высокие технические параметры и, как следствие, эксплуатационные свойства с лихвой окупят все затраты.

Сама технология закалки стекла достаточно стандартизированная и происходит в специальных цехах:

  • Стекло предварительно разрезают и подают после всех обработок с кромками, которые также особым способом обрабатывают в специальной горизонтальной печи, температура в которой более 700 градусов. Разрезается стекло в зависимости от изготавливаемого изделия и размеров печи закалки. Например, если размеры оборудования 2100х3600 мм, длина листа может доходить до 3900 мм.
  • Закалка стекла не обходится без современных компьютерных методов управления.
  • Заключительным этапом является охлаждение нагретого до максимальной температуры стекла, путем подачи его в специальную камеру, где сильный поток воздуха охлаждает стекло.

Процесс закалки стекла предотвращает его разрушение от неравномерного термического влияния – эффекта «термошока». Например, в фасадных строительных работах часто используется эмалированное стекло. Оно безопасное и прочное, устойчивое к температурным перепадам и напряжению. Очень тесно связано с полировкой стекла. Эмалирование делается для заполнения непрозрачных фасадных зон или в декорировании элементов дизайнерских решений.

В настоящее время требования к закалённому стеклу регламентируются в России стандартом: ГОСТ 30698-2000 «Стекло закалённое строительное. Технические условия..

Закаленное стекло представляет собой листовое флоат-стекло (марки М1 или М0), подвергнутое специальной термической обработке (закалке) с целью повышения механической прочности и обеспечения безопасного характера разрушения.

Перед закалкой, на стекле предварительно делают все необходимые вырезы и отверстия, обрабатывают кромку, т.к. готовые закаленные стекла нельзя подвергать механической обработке.

При закалке, на первом этапе, производится нагрев стекла до температуры 600-720 °С, в зависимости от его толщины и особенностей. Оставаясь в твердом состоянии, стекло абсорбирует тепловую энергию нагревателей посредством теплоизлучения и теплопередачи. Тепло распространяется линейно, и в результате изменяется расстояние между молекулами. Это линейное расширение обратимо и не генерирует постоянные напряжения в структуре стекла. Последующий нагрев приводит стекло в «переходное» состояние, за которым наступает жидкое состояние. Секунды, в течение которых стекло находится в переходной стадии, особенно сильно влияют на качество конечного продукта. Затем, на втором этапе, стекло быстро охлаждается с помощью наддува воздуха.

При быстром и резком охлаждении размягченного стекла сначала затвердевают наружные слои, в то время как во внутренних слоях сохраняется высокая температура. Поверхностные холодные слои препятствуют свободному сокращению внутренних участков и при дальнейшем охлаждении наружные слои сжимаются, а внутренние растягиваются. В разогретом пластичном среднем слое изменения структуры происходят до тех пор, пока стекло полностью не перейдет в твердое состояние.

Преимущества закаленного стекла

Стекло после закаливания приобретает следующие преимущества. Оно становится намного прочнее обычного, примерно в 10 раз. При разбитии осколки от закаленного стекла менее травматичные. Они практически не способны нанести порезов, так как имеют тупые края. Закаленное стекло можно использовать в широком температурном диапазоне, не опасаясь за то, что оно потеряет свои свойства.

Преимущества закаленного стекла:

•   увеличение ударной прочности стекла  в 7-10 раз
•   увеличение изгибной прочности 250 МПа
•   широкий температурный диапазон эксплуатации стекла
•   устойчиво к температурному шоку

Области применения закаленного стекла

Применяют закаленное стекло во многих областях. Например, это отличный вариант для остекления домов. Закаленное стекло очень хорошо пропускает свет. Часто такое стекло используют для остекления детских комнат. Это связано с тем, что при попадании в окно какого-либо предмета (дети часто что-то бросают), оно не разобьется, а лишь треснет, не причинив никому вреда.

 

Применения закаленного  стекла:

  • остекление фасадов
  • зенитные фонари, стеклянные купола
  • светопрозрачные конструкции, витрины магазинов
  • мансарды, лестницы, стеклянные  перегородки, зимние сады
  • в производстве стеклянной мебели и интерьерных решений

Очень часто закаленное стекло применяют при возведении стеклянных участков в фасадной части здания. Витрины в магазинах, перегородки внутри помещений, двери, части корпусной мебели, стекла в автомобилях, оранжереи и холодильные полки – это далеко не полный перечень сфер, в которых применяют закаленное стекло. Закаленное стекло очень популярно при изготовлении мебели. При использовании обычного стекла какие-либо нагрузки на него должны быть исключены. Закаленное же стекло выдерживает большое давление. Поэтому из него изготавливают полки, столики и даже лестничные ступеньки.

Закаленное стекло
Закаленное стекло