No Image

Стеклянные материалы в строительстве

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

К строительным изделиям из стекла относятся стек­лоблоки, стеклопакеты, стеклопрофилит, облицовочные и коврово-мозаичные плитки, марболит, стекломрамор, стеклокремнезит, шлакоситаллы, стеклянные трубы, пе­ностекло и др.

Стеклоблоки— это пустотелые изделия, получаемые сваркой по периметру двух полых половинок, внутренняя поверхность которых рифленая или гладкая. Они вы­пускаются квадратные, прямоугольные и угловые, неок­рашенные и окрашенные, размерами 194х194х98, 240х240х98, 294х194х98 и 244х244х75. Изготавливают также «ремонтные» блоки, предназначенные для замены поврежденных. Их длина и ширина на 10 мм меньше стандартных.

Стеклоблоки используются для кладки светопрозрач­ных стен и перегородок зданий и сооружений.

Стеклопакеты— это изделия, состоящие из листов стекла, соединенных распорной рамкой из алюминия или свинцового сплава. Выпускаются также стеклопакеты, листы стекла в которых свариваются по периметру. По числу листов стекла они подразделяются на дву-, трех-и четырехслойные, а по количеству воздушных просло­ек — на одно-, двух- и трехкамерные. По назначению раз­личают обычные (для остекления световых проемов про­мышленных и жилых зданий и сооружений) и специаль­ные стеклопакеты (тепло- и звукоизоляционные, солнце­защитные, светорассеивающие, упрочненные, безосколоч­ные и электронагреваемые).

Стеклопрофилит— это профильное погонажное стек­ло, получаемое прокаткой стеклянной ленты с последую­щим загибом ее краев. Стеклопрофилит выпускается от­крытого (швеллерный, ребристый, зетовый) и закрыто­го сечений (коробчатый, треугольный, овальный), цвет­ной и бесцветный, неармированный и армированный с гладкой или рифленой поверхностью. Он предназначен для устройства наружных ограждений и перегородок зда­ний различного назначения.

Облицовочные плиткиизготавливаются из глушенно­го стекла различного цвета. По форме они выпускаются размерами 100х100 — 200х200 (квадратные), 120х60 — 250х140 (прямоугольные) и толщиной — 4—9 мм. Лицевая сторона облицовочных стеклянных плиток гладкая или рельефная, а тыльная — рифленая (для лучшего сцепления с раствором или мастикой). Для об­лицовки стен помещений, к которым предъявляются по­вышенные гигиенические требования, применяются стек­лянные плитки, покрытые с лицевой стороны эмалями.

Коврово-мозаичные плитки представляют собой мел­коразмерные (до 45 мм) разноцветные плоские изделия из глушенного стекла. Они поставляются в виде ковров, наклеенными лицевой стороной на бумагу. После уклад­ки бумага смывается водой. Эти плитки используются для наружной и внутренней облицовки, а также художе­ственно-декоративного оформления фасадов, фойе, вес­тибюлей и др.

Марблит — изделия в виде прямоугольных или квад­ратных плит из глушенного темно-зеленого или черного с блестящими вкраплениями (кристаллами) стекла с по­лированной лицевой поверхностью, толщиной 5—12 мм. Применяется для облицовки внутренних стен зданий, колонн, цоколей, оформления интерьеров и др.

Стекломрамор — это плиты или листы из стекла, имеющего разноцветную мраморовидную окраску. Вы­пускается толщиной 8—25 мм и применяется для деко­ративной облицовки внутренних стен, покрытия полов, а также для антикоррозионной защиты строительных кон­струкций.

Стеклокремнезит (стеклокристаллит) — это облицо­вочные декоративные плиты, получаемые из гранул стек­ла определенного химического состава, кремнезема и других добавок. Лицевая сторона плит полированная, имеющая расцветки, имитирующие природный камень. Выпускается толщиной 15 и 20 мм и применяется для наружной и внутренней облицовки.

Шлакоситаллы — стеклокристаллические материалы, получаемые из стекла и шлаков металлургических заво­дов. По прочности, водостойкости, кислотоустойчивости и электроизоляционным свойствам они превосходят кир­пич и бетон. Используются в качестве футеровочного ма­териала, для облицовки стен и укладки полов на пред­приятиях химической промышленности, в виде листов и плит для облицовки, устройства плинтусов, подоконни­ков для здания и сооружений различного назначения.

Стеклянные трубы выпускаются длиной 1,5—3 м, внутренним диаметром до 200 мм и толщиной стенки 4— 11,5 мм. Они способны выдерживать значительное давление, имеют более высокую, по сравнению с металличес­кими, химическую стойкость, гладкую поверхность, боль­шую пропускную способность, легче подвергаются очист­ке, имеют меньшую массу и малую теплопроводность.

Стеклянные трубы выпускаются с гладкими концами и с коническими буртами на концах. Они применяются для прокладывания водопровода, канализации, телефон­ного и силового кабеля, скрытой электропроводки, для транспортирования агрессивных жидкостей и газов, устройства трубопроводов в пищевой промышленности.

Пеностекло — это материал пористой структуры, из­готавливаемый спеканием стеклянного порошка Постав­ляется в виде блоков, плит или профилированных изде­лий. Высокая механическая прочность, малая объемная масса, низкие водопоглощение и теплопроводность, ус­тойчивость к агрессивным средам, огнестойкость и дол­говечность позволяют применять пеностекло в качестве теплоизоляционного, декоративного, акустического и об­лицовочного материала,

Современное строение, зачастую уникально, возможности безграничны и большую роль в этом занимает стекло.

Содержание

Общие сведения

В двадцатом веке, мы рожденные в 50-60 годах, с упоением смотрели иностранные фильмы, при этом обращали внимание не только на сюжет, но и на оформление домов.

Красота панорамных и французских окон казалась для нас несбыточной сказкой.

Удивительно, но эта сказка воплотилась и в нашу жизнь.

Сейчас, мы можем любоваться очень красивыми загородными домами, красивыми террасами, балконами и всё это, благодаря использованию стекла, как строительный материал, причем, этот материал выполнен по новым технологиям.

Для дизайнеров, стекло — источник вдохновения.

Панорамное остекление — увеличивает пространство, создает иллюзию слияния помещения с природой (конечно, если застекленная терраса и французские окна “выходят” в красивый сад).

Конструкции из стекла, широко используются не только при строительстве самого здания, но и в дизайне интерьера помещений и современных садово-парковых композиций.

Виды современного стекла

Современное стекло на строительном рынке, заняло свою нишу полноценного строительного материала.

Читайте также:  Сложные поделки из бисера

В настоящее время, в архитектуре здания,

используют стеклянные блоки и плитки различного размера и цвета, в местах, способствующих повреждению стекла, применяют армированное стекло (внутри него находится металлическая сетка), в целях безопасности используются бронированные стекла.

В архитектуре возможно использование разнообразных выпуклых и вогнутых стеклянных поверхностей.

Монтаж стеклянной крыши, в современном строительстве, не представляет особой сложности. Причем, крышу возможно сделать любой конфигурации.

Внутри помещения, на пике моды, столешницы из закаленного стекла, красивейшие светопрозрачные потолочные конструкции из ламинированного, моллированного стекла.

Моллированное — гнутое или радиусное стекло, толщина его от 4 мм., при производстве (по индивидуальным заказам), ему придают нужную форму и подвергают закалке.

Дизайнеры, широко используют, внутри помещения, декоративные стекла, эти стекла выполняются с использованием химического травления из стекла лакобель. Лакобель — это стекло, одна сторона которого покрывается ровным слоем краски и лака, такое стекло ровно пропускает свет, проходя через стекло, свет приобретает различные оттенки цвета.

Для выполнения индивидуальных заказов, применяют стеклянное полотно, при изготовлении дверей, стекло это декорируют по технологии фьюзинг (при сверх высоких температурах, происходит сплавливание цветного стекла).

При создании классического интерьера, декораторы предлагают стеклянные элементы с фацетом (со срезанной кромкой) — такой декор выглядит очень изысканно и дорого.

Использование стекла внутри помещений, позволяет создавать иллюзию свободного пространства. Самое тесное помещение не выглядит перегруженным, так как стекло способно свободно пропускать и преломлять свет.

Настоящее чудо, которое можно использовать в фокусах — это электрохромное или умное стекло. Такое стекло, почти мгновенно, может стать полностью или частично непрозрачным. При производстве такого стекла, используют многослойную жидкокристаллическую пленку, она входит в состав триплекса. Подавая напряжение 65 В. на эту пленку, кристаллы меняют свое положение, в результате стекло меняет свою прозрачность.

Требования по безопасности

Прочность и безопасность — основное требование к любой стеклянной конструкции.

Специалисты постоянно советуют, при производстве окон, стеклянной мебели, каминных экранов, использовать закаленное или каленое стекло.Такое стекло выдерживает силу удара до 7 раз выше обычного, стойко удерживает перепады температуры, может выдержать температуру до 300 градусов. Если случится неприятность, такое стекло разбивается на мелкие кусочки до 0,5 см. с тупыми краями.

Закалка таких стекол производится строго по ГОСТу, на что выдается соответствующий сертификат.

Все виды архитектурного и интерьерного стекла, имеют очень высокую прочность. Но если выполняется сложная конструкция с панорамным остеклением, для таких конструкций требуются особые расчеты, это приводит к мысли, что все расчетные работы, изготовление и установка таких конструкций, должна производиться только профессионалами.

В случае ремонта — замена стеклянных полотен должна производиться стеклом аналогичной толщины.

Стекло триплекс

Стекло триплекс, это особо прочное, светопропускающее стекло, его еще называют ламинированным.

При изготовлении триплексов, производят заливной триплекс и пленочный триплекс.

В заливном триплексе, слои (как правило три) соединяют между собой ламинирующим полимерным составом.

Пленочный триплекс изготавливают с применением полимерной пленки, она соединяет между собой слои стекла и может быть затонирована в любой цвет.

Триплекс заливной может иметь любую форму, для изготовления такого триплекса, сначала выполняют стекло нужной формы, а потом заливают между слоями полимер.

Триплекс — антивандальное стекло, так как при разрушении, благодаря специальной пленке, которая задерживает осколки, оно остается висеть на этой пленке.

Триплекс имеет хорошее шумоизолирующее свойство, благодаря чему, используется при возведении стен, раздвижных в том числе, в других напольных и потолочных конструкциях.

Энергосберегающие стекла

Применение энергосберегающих стекол, позволяет в жилых домах сохранять тепло зимой и прохладу летом.

Такое стекло может иметь тонирование для защиты от солнца и ультрафиолетовых лучей.

Эти интересные качества придают стеклу тонкое покрытие из металлов.

Стекло начинает избирательно пропускать или отражать излучения в определенных диапазонах волн.

Мультифункциональное стекло объединило в себе свойства энергосберегающего и солнцеотражающего стекла.

Солнцезащитные стекла

Такие стекла могут не отражать, или отражать излучение.

В зависимости от толщины листа, меняется лучепропускная способность теплопоглощающего стекла.

Стекло, которое поглощает свет, может нагреваться до 70 градусов выше атмосферной температуры.

Такие стекла не используют в наружном остеклении солнечной стороны, а также при остеклении крыши.

Солнцеотражающее стекло нагревается намного меньше.

Использование матового стекла в интерьере

В интерьере, очень красиво смотрится сочетание матового стекла, прозрачного и матового стекла с рисунком.

“Писк моды” — это межкомнатные раздвижные двери с использованием различного матового стекла с рисунком и без, а также мобильные прозрачные и матовые стены.

В таких объёмных и подвижных конструкциях используется только закаленное стекло.

При монтаже, используют специальный крепеж и рельсовый механизм, что позволяет конструкции двигаться мягко и бесшумно.

Применяя высокотехнологичные приемы, стекла матируются, тонируются, на стекло можно нанести любой рисунок.

Цветное и узорное стекло

Самый скромный интерьер, можно украсить, применяя цветное и узорное стекло.

Если в неказистый буфет, или витрину, вставить цветное стекло и правильно его подсветить, может получится неожиданный эффект.

Однако дизайнеры, советуют такие яркие световые картины вводить дозированно.

Во всем нужно знать меру. В одной комнате, до 20 квадратных метров, может быть только один крупный, цветной объект, или два мелких. Все остальное должно быть оформлено в спокойных тонах.

Читайте также:  Йогуртница scarlett sc 141

Современная архитектура и гражданское строительство все чаще применяет стекло как конструкционный строительный материал. Привычное применение стекла в строительстве зданий — это заполнение проемов окон, дверей и фасадов. Однако иногда стекло включают в конструкции, где оно выполняет не только свою функцию светопрозрачного ограждения, а такие строительные элементы как полы, колонны и облицовочные панели (рисунок 1).

Рисунок 1 — Стеклянные панели в навесном вентилируемом фасаде [1]

Ниже представлен обзор процессов изготовления стекла, его состава, особенностей свойств и применения в строительстве как конструкционного материала. Применяемые термины соответствуют отечественным стандартам, в том числе, ГОСТ 32539-13 «Стекло и изделия из него. Термины и определения».

Еврокод для стекла

В настоящее время не существует международно признанных норм по проектированию стеклянных элементов конструкций, таких, как известные европейские стандарты Eurocode для других строительных материалов. В будущем планируется создать такой стандарт и для стекла [2].

Строительное силикатное стекло

Обычно, когда говорят о стекле, то имеют в виду группу силикатных стекол, которые составляют около 95 % общего производства стекла. Эти стекла массового производства содержать около 70 % двуокиси кремния, то есть кварцевого песка. Поскольку кварцевый песок имеет очень высокую температуру плавления (около 1700 º) к нему добавляют щелочные оксидные флюсы, которые снижают температуру плавления. Щелочноземельные оксиды добавляют для повышения твердости и химической стойкости стекла.

В строительной промышленности в основном применяются различные варианты натрий-кальций-силикатных стекол, которые имеют следующий химический состав [1]:

Диоксид кремния (SiO2): 69-74 %

Оксид кальция (CaO): 5-14 %

Оксид натрия (Na2O): 0-6 %

Оксид магния (MgO): 0-6 %

Прозрачность

Стекло является прозрачным для солнечного излучения в спектре видимого света и длинноволнового ультрафиолетового света (UV-A). Вместе с тем, стекло является непроницаемым для коротковолнового ультрафиолетового света (UV-B и UV-C).

Хрупкость

Стекло является типичным хрупким материалом. Максимальное удлинение при разрушении стекла составляет всего около 0,1 %. Отсутствие пластической деформации стекла не дает возможности предсказывать его разрушение, как это делается, например, для стали (рисунок 2).

Рисунок 2 — Сравнение механического поведения стали и стекла при растягивающем нагружении [1]

Физические свойства

Натрий-кальций-силикатное стекло имеет следующие механические и физические свойства:

плотность (при 18 ºС): 2500 кг/м 3 ;

модуль упругости: 70000 Н/мм 2 ;

коэффициент Пуассона: 0,2;

средний коэффициент термического расширения: 9 × 10 -6 К -1

Прочность при растяжении

Теоретическая прочность стекла при растяжении, которая основана на физических расчетах, составляет от 5000 до 8000 Н/мм 2 . Однако из-за неизбежных поверхностных дефектов реальная прочность стекла значительно ниже. Поскольку высокая концентрация напряжений на трещинах не перераспределяется из-за отсутствия пластичности, то изгибная прочность отожженного стекла на практике снижается до 30-80 Н/мм 2 .

Изгибная прочность флоат-стекла зависит от многих факторов, среди которых:

размер поверхностной трещины;

сторона стекла по отношению к оловянной ванне;

размер стеклянного изделия или образца;

длительность приложения нагрузки;

влияние внешней среды, например, влаги.

Прочность при сжатии

В отличие от прочности при растяжении практическая прочность при сжатии достигает очень высоких величин. Независимо от наличия поверхностных дефектов прочность на сжатие силикатных стекол находится между 400 и 900 Н/мм 2 .

Химическая стойкость

Силикатные стекла обладают высокой стойкостью к воздействию многих химических веществ. Большинство кислот и щелочей не повреждают стекло. Единственным исключением является фтороводородная кислота, которая поэтому применяется для декоративного травления стекла.

Стекло обладает высокой стойкостью к воде, но постоянное присутствие воды может приводить к его повреждению и коррозии, что проявляется в виде матовых пятен.

Стекло может повреждаться в промышленной загрязненной атмосфере, содержащей аммиак, а также в результате контакта со штукатуркой, мокрым бетоном или щелочными чистящими средствами.

Производство стекла

Начальной стадией всех методов изготовления стекла является процесс плавления. Смесь исходных материалов засыпается на вход плавильной ванны, а на выходе их нее выходит вязкая стеклянная масса, из которой далее различными методами формуют листы стекла.

Флоат-стекло

До 1950-х годов все листовое стекло изготавливали путем непрерывных автоматизированных процессов прокатки или вытяжки, которые были аналогами древних ручных методов. Для получения листового стекла с высокими оптическими свойствами его подвергали длительному, трудоемкому и дорогому процессу шлифования и полировки.

Флоат-метод производства стекла, которые был разработан британской компанией Pilkington в 1950-тые годы, произвел переворот в стекольной промышленности. Этот метод обеспечивает высокое качество поверхности стекла без какой-либо дополнительной обработки.

Стекло подается при температуре около 1050 ºС из плавильной ванны в так называемую флоат-ванну, где оно разливается тонкой лентой на поверхности жидкого олова. Это обеспечивает листовому стеклу параллельность его сторон, плоские поверхности и полную, без искажений, прозрачность. В флоат-ванне стекло остывает до температуры около 600 ºС, при которой оно имеет достаточную прочность для того, чтобы извлечь его из оловянной ванны и передать в печь отжига и далее для дальнейшего охлаждения.

Рисунок 3 — Производство флоат-стекла [1]

Флоат-процесс дает возможность получать стекло толщиной от 0,5 до 25 мм, но в строительстве обычно применяются стекла от 2 до 19 мм.

Прокатное стекло

Современное производство прокатного стекла включает формирование непрерывной ленты стекла при прохождении ее при температуре около 1200 ºС между двумя валками. Толщина прокатного стекла составляет от 3 до 15 мм. После прокатки стекло передается в печь отжига и затем для дальнейшей обработки (рисунок 4).

Читайте также:  Индукционные электрические котлы для отопления дома

Рисунок 4 — Производство прокатного стекла [1]

Светопроницаемость прокатного стекла хуже, чем флоат-стекла и зависит от толщины и поверхностной текстуры. Тем не менее, прокатное стекло находит свое применение в различных стеклянных изделиях. Рифленое и ажурное стекло получают при прокатке с применением текстурированного нижнего валка. Армированное стекло также получают при прокатке стекла путем введения проволочной сетки между валками.

Тянутое стекло

При изготовлении тянутого стекла непрерывную стеклянную ленту тянут вертикально вверх из расплава стекла. Этот процесс дает стеклу далеко не оптимальное оптическое качество, которое характерно для стекол исторических зданий. Поэтому этот метод применяют в основном для изготовления стекол при реставрации старинных зданий с намеренным введением поверхностных дефектов, характерных для старинного стекла. Толщина тянутого стекла составляет от 2 до 12 мм.

Бесцветное и цветное стекло

Силикатные стекла имеют слегка зеленоватый оттенок, который хорошо виден на кромке стекла (рисунок 5). Этот оттенок вызывается оксидом железа, который в различных пропорциях содержится в песке. Совершенно бесцветное стекло получают из исходной смеси с минимальным содержанием оксида железа. Это достигается путем специальной химической обработки исходной смеси.

Все листовые стекла могут быть окрашены. Это достигается путем добавки различных металлических оксидов в плавильную ванну или путем последующего процесса окрашивания.

Механическоя обработка

Стекло обычно режут путем нанесения глубокой царапины и затем легкого удара. Реже применяют пилы с алмазными наконечниками или водяную струю. Очень тонкие стекла можно резать лазером.

При резке стекла образуется довольно рваная кромка, которую часто шлифуют или полируют, чтобы удалить неровности и сколы (рисунок 5). Это делают, чтобы снизить возникающие на кромке растягивающие напряжения и, тем самым, повысить стойкость стекла к разрушению.

Рисунок 5 — Флоат-стекло с различным качеством кромок (снизу вверх):

без обработки; шлифованная и полированная [1]

Сверление отверстий в стекле выполняют полыми сверлами с алмазными наконечниками, которые сверлят отверстие с обеих сторон стекла. Кроме того, для выполнения отверстий могут применяться водяные струи.

Нанесение покрытий

Нанесение покрытий из тонкого слоя металлов или оксидов металлов — это наиболее важный способ модификации стекла. Их наносят или вовремя изготовления стекла, то есть на еще мягкую и горячую поверхность, или в ходе отдельной операции уже после изготовления стекла. Покрытия, которые наносят в ходе изготовления стекла обычно значительно более прочные, чем те, которые наносят на уже готовые стекла.

Гнутое стекло

Гнутое стекло изготавливают при температуре стекла около 600 °С. Это делают или на горизонтальной роликовой машине, или в случае малых партий, с применением гравитационного метода. Гравитационный метод заключается в том, что плоский лист стекла кладут сверху выпуклой или вогнутой «матрицы» и затем нагревают. Под действием гравитации стекло принимает форму матрицы.

Закаленное стекло

Принцип действия закалки на прочность стекла заключается в том, что в его поверхностном слое создаются высокие сжимающие остаточные напряжения. Эти напряжения компенсируют возможные растягивающие напряжения в поверхности стекла и предотвращают рост трещин и разрушение стекла.

Стекло нагревают до температуры 620-650 °С и затем резко охлаждают струями воздуха с обеих сторон до комнатной температуры. В результате закалки в поверхностных слоях стекла образуются сжимающие остаточные напряжения величиной 100-150 Н/мм 2 (рисунок 6). Высокая энергия, которая запасается в этом стекле обеспечивает то, что при разрушении оно разбивается на мелкие кусочки (рисунок 7в), которые не представляют большой опасности.

Рисунок 6- Остаточные напряжения в стеклах [2]

Рисунок 7 — Типы разрушения стекол (не в масштабе):

а) отожженное флоат-стекло; б) термоупрочненное стекло; в) закаленное стекло [1]

Термоупрочненное стекло

Термоупрочненное стекло подвергается той же обработке, что и закаленное стекло, кроме того, что процесс охлаждения ведется более медленно. Это дает более низкие сжимающие напряжения, чем в закаленных стеклах (рисунок 6)

В отличие от закаленных стекол термоупрочненные стекла разрушаются с образованием довольно крупных кусков стекла, но значительно меньших, чем у отожженного флоат-стекла (рисунок 7). Это дает им преимущество при применении в многослойных стеклах: после разрушения они удерживаются полимерной пленкой на месте. Кроме того, термоупрочненное стекло можно подвергать механической обработке, например, сверлению, что невозможно для закаленных стекол.

Многослойное стекло

Многослойное безопасное стекло состоит из двух или нескольких листов стекла соединенных между собой поливинилбутиловой пленкой толщиной 0,38 мм. В отличие от закаленного безопасного стекла после разрушения многослойное стекло сохраняет часть своей несущей способности, а отдельные куски удерживаются пленкой на месте установки стекла.

Источники:

1. Glass in Building: Principles, Applications, Examples /Bernhard Weller et al, Detail Practice, 2009
2.Guidance for European Structural Design of Glass Components, 2014

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector