Загартоване скло – надійний і вишуканий конструкційний матеріал

• Трішки історії
• Термічна загартування скла
• Переваги термічно загартованого скла
• Основні сфери застосування загартованого скла
• Термічне зміцнення скла
• Heat soak test (тест на прискорене старіння)
• Хімічне зміцнення скла (хімічна гарт)
• Термічно загартоване скло від компанії “ГлассПро”
• Прайс-лист “ГлассПро” на загартоване скло і послуги з загартуванню (давальницької) скла замовника

Спроби виготовлення загартованого скла в промислових масштабах почали вживатися в останні десятиліття XIX століття. Винахідником процесу загартовування скла, в результаті якого скло ставало вже досить міцним, вважається Франсуа де ла Басті з Парижа, метод був запатентований в 1874 році. Розігріті до червоного розжарювання скляні вироби занурювалися в ванну з розплавленою сумішшю жиру і рослинного масла. Температура цієї суміші варіювала від 150 до 300 ^оС, а швидкість охолодження регулювалася відповідно до складу скла, розмірами і формою вироби. В цей час гартували в основному скляний посуд, скло для ліхтарів і різних приладів.

У 1877 році німець Фредерік Сіменс розробив інший процес, іноді званий «стисненням скла», який вперше дозволив гартувати невеликі листи плоского скла. Спосіб полягав в зануренні розпеченого скла в розплавлений розігрітий до 200 ^оС парафін з наступним охолодженням і здавленням скла між охолодженими пластинами металу. Це дозволяло швидко охолодити скляну пластину, зберігши її площинність. Експерименти по загартовуванню скла проводив також і німецький хімік Фрідріх Шотт, основні праці якого присвячені фізико-хімічними властивостям і технологіям скла. У 1884 році в Єні він створив лабораторію, на базі якої проводилися різні дослідження властивостей скла, його складу, обробки і гарту. У 1886 році Шотт заснував знамениту компанію «Jenaer Glaswerk Schott und Genossen», яка стала відомою завдяки виробництву спеціальних стекол для оптики, приладів, термометрів, лабораторного посуду, а також спеціального жаростійкого скла, яке використовується і в сучасній побутовій техніці.

Завдяки винаходу бельгійцем Емілем Фурко в 1905 році методу виготовлення скла за допомогою машинного вертикального витягування, вперше було налагоджено виробництво досить якісного листового скла в промислових масштабах. Скло, виготовлене за методом Фурко, стало першим видом листового скла, яке в 1930-і роки почали використовувати декількома компаніями для налагодження масового промислового виробництва загартованого скла. Такими компаніями були французька «Saint-Gobain» і британська «Pilkington», які почали виробляти і продавати пласке загартоване скло для автомобільного вітрового скла. Через 15 років загартоване скло також почали встановлювати в якості бічного і заднього скла автомобілів.

Метод Фурко був основним у виробництві листового скла до кінця XX століття. На зміну йому прийшов більш прогресивний «флоат-процес», який був винайдений в 50-х роках XX століття Алістером Пілкінгтоном і став основною технологією виробництва скла у всьому світі. Його суть полягає в тому, що розплавлена скляна маса у вигляді стрічки температурою близько 1000 º висувається з печі в ванну наповнену розплавленим оловом. Рівномірно розтікаючись по поверхні розплавленого олова, скляна маса знаходить ідеально гладку поверхню. В результаті процесу відпалу (поступового контрольованого охолодження) флоат-скло має максимально гладкі паралельні поверхні стає придатним для подальшої сучасної переробки: автоматизованого різання, обробки крайки, загартовування, ламінування і тд. В даний час близько 90% всього загартованого в світі скла виробляється за флоат-технологією.

У XX столітті скло зайняло більш міцні позиції по відношенню до інших конструкційних і будівельних матеріалів. Воно перестає бути предметом розкоші і стає популярним матеріалом в промисловості і будівництві.

Скло, будучи одним з найдавніших матеріалів, споконвіку цінувалося за його прозорість, однак йому завжди бракувало міцності, а вираз «крихкий, як скло» стало приказкою. Сьогодні, з появою загартованого скла, можна сміливо стверджувати, що скло стало надійним і безпечним конструкційним матеріалом. Руйнування скла часто починається з поверхні і обумовлено розвитком поверхневих мікродефектів. Тому найбільш поширені методи зміцнення скла засновані на зміні стану його поверхні. Таке зміцнення обумовлюється зменшенням негативного впливу дефектів на поверхні скла.

Існує кілька методів обробки скла, які дають можливість підвищити міцність різних видів промислового скла і виробів з них у виробничому масштабі. На даний момент основним методом зміцнення скла є термічна гарт.

Термічне загартовування скла (Tempered glass)

Для виробництва загартованого скла застосовуються спеціальні печі зі складними автоматизованими системами управління на базі мікросхем. При цьому принцип способу термічного загартування сам по собі досить простий: скло нагрівається в печі до температури приблизно 600ºС, після чого переміщається в камеру охолодження, де відбувається контрольоване швидке і рівномірне його охолодження потоками повітря під високим тиском. При охолодженні, верхня і нижня поверхні скла остигають швидше його внутрішніх шарів, внаслідок чого в зовнішніх шарах виникає напруга стиснення, а у внутрішніх – напруги розтягнення. Скло більш вразливе перед розтягують напруженнями, ніж перед напруженнями стиску. Тому стиснення поверхневого шару скла містить мікродефекти в процесі термічного загартування збільшує його міцність до перепадів температур, вигинання і ударам.

Механічна міцність і термостійкість загартованого скла в 5-7 разів вище, ніж у звичайного відпаленого. При руйнуванні загартованого скла проявляється його особливу властивість, що підвищує ступінь безпеки – скло розпадається на дрібні безпечні осколки з притупленими краями.

Перед процесом загартування скляним виробам необхідно надати остаточні розміри і форму, оскільки загартоване скло не можна піддавати подальшій обробці – воно буде зруйновано. З цієї причини обробка кромок, свердління всіх видів отворів і виробництво вирізів повинні передувати процесу загартування.

Здатність скла загартовуватися залежить від його хімічного складу, товщини і наявності додаткових покриттів. Сучасні печі дозволяють гартувати скло різних розмірів і товщини, як правило від 4 мм до 15 мм. Окремі спеціальні печі можуть гартувати скло в крайніх номіналах товщини, а також скло з різними типами функціональних покриттів. Використовуючи метод термічного загартування, можна виготовити як пласке, так і гнуте загартоване скло.

На склі, яке пройшло процес термічного загартування при певному освітленні можуть проявлятися системно розташовані райдужні точки, плями або смуги. Таке візуальне явище зване анізотропією, на жаль, не завжди буде прикрашати скляний фасад будівлі. Механічний стрес, викликаний процесом загартування, трохи змінює оптичні властивості скла, в результаті чого воно стає матеріалом, які купують властивість подвійного променезаломлення. Це явище проявляється в більшій мірі в ясну сонячну погоду і при використанні поляризаційних окулярів, що в даному випадку є перевагою і дозволить перевірити чи дійсно ви придбали загартоване скло.

Переваги термічно загартованого скла:

• загартоване скло в 7 разів міцніше за звичайне і витримує значні статичні навантаження з великими прогинами без руйнування. Це критично важливо для великих вітрин і елементів зовнішнього скління, що піддаються значним вітровим, а для похило і горизонтально розташованих конструкцій також і сніговим навантаженням;

• загартоване скло має підвищену стійкість до динамічних ударних навантажень. Це важливо для скляних конструкцій, розташованих в місцях великого скупчення людей і спортивних спорудах. У таких місцях, скло може піддаватися різним впливам від необережного поводження, падінь, ударів предметами і т.д .;

• загартоване скло має підвищену стійкість до високих температур і перепадів температур (для звичайного скла Δt = 34 ° C, для загартованого до Δt = 270 ° C). Ці властивості важливі для стекол, використовуваних для оглядових вікон духових шаф, камінних дверцят. Функціональне скло фасадів поглинає велику кількість сонячної енергії і може розігріватися до високих температур, при цьому окремі частини скляного елемента, прикриті від сонця штапіком або тінню, залишаються відносно холодними. Така обставина призводить до руйнування скла на фасаді в результаті термошоку. Використання загартованого скла повністю вирішує цю проблему.

• У разі перевищення меж своєї міцності, розбиваючись, загартоване скло розсипається на дрібні, досить безпечні уламки;

Основні сфери застосування термічно загартованого скла:

Загартоване скло в будівництві

• скління фасадів будівель;
• скляні панелі для облицювання фасаду;
• светопрозрачная покрівля;
• спайдерне скління;
• суцільноскляні вхідні двері;
• скляні вітрини;
• слухові вікна в покрівлі будинку;
• скло для телефонних будок;
• скло для оснащення транспортних зупинок;
• скляні вхідні групи;

• скляні козирки і навіси;
• скляні сходи та драбини;
• скляні огорожі і балюстради;
• скління теплиць, зимових садів і оранжерей;
• скління ліфтів;
• скління балконів;
• вікна кіосків;
• скло для склопакетів;
• скло для спортивних споруд (зали для гри в сквош, льодові арени і т.д.);
• скління підводних приміщень.

Загартоване скло в інтер’єрі

• скляні інтер’єрні двері;
• скляні душові кабіни, душові перегородки і шторки;
• пристінні скляні полки;
• камінні і пічні екрани;
• скляні екрани для радіаторів;
• скляні кухонні фартухи;
• скляна підлога;
• скляні інтер’єрні та офісні перегородки;
• скляні панелі для облицювання стін.

Загартоване скло в меблевій сфері

• полички корпусних меблів;
• скляні столи;
• скляні стійки;
• скляні стільниці.

Загартоване скло для побутової техніки і торгового устаткування

• скло в дверцятах мікрохвильових печей;
• полиці та дверцята в холодильниках для напоїв;
• оглядові вікна духовок;
• полки в побутових холодильниках;
• стінки і дверцята холодильних прилавків.

Загартоване скло для транспортних засобів

• бічні і задні вікна автомобілів;
• ізолююче скло для транспортних засобів;
• скло для кабін робочих машин;
• вікна для кораблів і судів;
• скло для вагонів метро, залізничних вагонів;
• скло для автобусів, тролейбусів, трамваїв.

Загартоване скло спеціального призначення

• скло з підігрівом струмопровідними смужками (наприклад Thermovit від Saint-Gobain Glass);
• скло для сонячних панелей (батарей);
• безпечне скло в ламінованих конструкціях;
• загартоване скло для протипожежних конструкцій;
• антивандальне (ударостійке) скло;
• кулестійке скло.
• вибухостійке скло.

Термічне зміцнення скла (Heat-strengthened glass)

Метод термозміцнення аналогічний процесу загартування і полягає в контрольованому нагріві і подальшому охолодженні скляних листів. Як і при загартовуванні, скло піддається рівномірному нагріванню до температури ≈ 600 ° C, проте його охолодження відбувається більш повільно. В результаті процесу термічного зміцнення листове скло набуває більшу механічну і термічну міцність ніж звичайне відпалене. З цієї причини воно найчастіше застосовується в архітектурному склінні на об’єктах з високим ризиком мимовільного руйнування скла внаслідок термічної напруги, наприклад, при склінні фасадів, звернених до східної чи південної сторони.
Міцність термостійкого скла в два рази вище міцності відпаленого, ідентичного по товщині і витримує перепад температури до 100 ° C (загартоване – до 270 ° C). Після завершення процесу термозміцнення, скло не можна обробляти, різати, свердлити в ньому отвори, а також проводити глибоку піскоструминну обробку.

Відповідно до європейських будівельних норм, термозміцнене скло не є безпечним і за своїми властивостями займає проміжне місце між звичайним і загартованим безпечним склом. При руйнуванні, термозміцнене скло розбивається на великі уламки подовженої форми, що як правило, дозволяє їм залишитися в рамі.

Тест на прискорене старіння (Heat soak test)

Незважаючи на ретельну підготовку сировини для виготовлення флоат-скла, воно може містити в своєму складі невелику кількість сторонніх включень. Як правило, вони не впливають на якість, і споживчі властивості скла, за винятком сульфіду нікелю (NiS). Включення цієї речовини можуть проявити себе в негативному ключі під час загартування скла або в процесі його подальшої експлуатації. Під час процесу загартовування скла відбувається збільшення обсягу молекул NiS, що викликає додаткові напруги і змінює його кристалічну структуру. Після певного часу такі молекули повертаються в початковий стан, що може стати причиною спонтанного розтріскування загартованого скла.
Heat soak test – процес перевірки скла на наявність таких включень перш, ніж воно буде встановлено на об’єкті. Його суть полягає в тому, що загартоване скло поміщається в нагріту до 300 ° C тестову піч на 2 години. За цей час легко виявити листи з наявністю NiS – вони будуть зруйновані (тріснуть) в тестовій печі.

Хімічне зміцнення скла (хімічний гарт)

Одним з методів обробки скла, який дає можливість значно підвищити його міцність є хімічне зміцнення. Скло занурюється в ємність з розігрітим до температури 450 ° С нітратом калію. При цьому відбувається процес заміщення іонів натрію в поверхневих шарах скла іонами калію, що містяться в розчині. Іонний обмін призводить до створення поверхневого напруги і зміцнення скла.

Скло загартоване хімічним методом використовується для:

• авіаційної та космічної промисловості;
• військової сфери (прилади наведення);
• лобового скла яхт і катерів;
• освітлювальних приладів, в корпусах годинників;
• мобільних телефонів і планшетів.

Переваги хімічного загартування скла:

• можливість загартовування скла невеликих розмірів і товщини;
• після процесу загартування скла можна обробляти;
• загартовування скляних виробів складної геометрії (в тому числі гнутих в декількох площинах);
• підходить для лобового скла (перебуваючи в складі триплекса, пошкоджене скло залишається прозорим не створюючи дрібну каламутну сітку, таким чином водій має можливість продовжити управління транспортом до місця ремонту).

Недоліки хімічної гарту скла:

• значно триваліший процес, ніж при термічному загартуванні;
• при досягненні порогу руйнування, на відміну від термічно загартованого скла, розпадається на гострі великі уламки, в зв’язку з чим хімічно загартоване скло не може вважатися безпечним;
• екологічно небезпечний технологічний процес.

Термічно загартоване скло від компанії “ГлассПро”

Компанія «ГлассПро» пропонує скло, оброблене і загартоване на власному виробництві, а також надає послуги гартування давальницького скла.

Наявність Сертифікату відповідності на загартоване будівельне скло товщини: 4 мм, 5 мм, 6 мм, 8 мм, 10 мм, 12 мм, 15 мм, 19 мм, що відповідає вимогам ДСТУ Б В.2.7-110-2001 (ГОСТ 30698-2000) .

Власне виробництво з повним циклом переробки скла:

1. Підготовка комп’ютерних креслень виробів за проектом;
2. Розмітка скла на підставі креслень;
3. Порізка скла на автоматизованій Лінії з ЧПУ;
4. Свердління отворів та виробництво вирізів різної складності;
5. Шліфування та полірування прямолінійної и криволінійної крайок;
6. Автоматизована мийка скла;
7. Процедура Гарту скла;
8. Виробництво ламінованого скла з використанням загартованого;
9. Контроль якості на всіх етапах виробництва;
10. Упаковка скла;
11. Доставка скла на об’єкт по Україні.

Технічні можливості печі по загартовуванню скла компані “ГлассПро”:

• Максимальний розмір скла, яке загартовується: 3600 × 2440 мм;
• Мінімальний розмір скла, яке загартовується : 300 × 100 мм;
• Товщина скла: від 4 мм до 19 мм;
• Можливість термічного зміцнення скла;
• Загартовування прозорого і екстрапрозорого скла;
• Загартовування матового і візерункового скла;
• Загартовування скла тонованого в масі;
• Загартовування скла з різними типами солнцевідбиваючих (рефлекторних) і низькоемісійних покриттів.

Комп’ютерне управління дозволяє підібрати найбільш підходящі параметри процесу загартування для кожного виду скла і забезпечити точний контроль температури, стабільності і повторюваності процесу. Система управління дозволяє контролювати температуру окремо в 88 зонах, на які рівномірно розподілена камера нагріву.

Наша піч оснащена додатковою системою повітряної конвекції в камері нагрівання, що підвищує якість гарту скла тонких номіналів, а також скла з різними видами функціональних покриттів. Сучасне обладнання та високий рівень підготовки операторів лінії гарту компанії «ГлассПро» дозволяє нам отримувати загартоване скло найвищої якості, що відповідає всім вимогам вітчизняних і зарубіжних нормативних документів.

Прайс-лист “ГлассПро” на загартоване скло і послуги з загартування (давальницького) скла замовника