2023-09-13 18:25:21 
Surowce i technologia produkcji szkła
Bazowym surowcem do wytwarzania szkła jest piasek szklarski zawierający krzemionkę, który w połączeniu z wapieniem i sodą tworzą główna masę szkła. Zależnie od przeznaczenia dochodzą także różne dodatki wpływające np. na jego barwę, czy przezroczystość.
Surowce te ulegają stopieniu najczęściej w systemie ciągłym przy temperaturze ok. 1700°C, a uzyskana ciągliwa masa przekazywana jest do dalszego etapu produkcji.
Obecnie szkło płaskie wytwarzane jest metodą wylewania stopionej masy szklarskiej na warstwie płynnej cyny i nosi nazwę technologii float, a powstająca tafla jest doskonale równa, gładka i bez wad charakterystycznych dla szkła ciągnionego.
Po przycięciu na wymagane wymiary szyby mogą być podawane dalszej obróbce dostosowującej ich własności do określonych wymagań, a oferowane przez producentów wymiary szkła bazowego (bez dodatkowej obróbki) sięgają wielkości 6000 x 3210 mm.
Struktura i własności użytkowe szkła
Szkło to materiał o specyficznej strukturze materiałowej, które, choć jest ciałem stałym ma budowę bezpostaciowa, charakteryzującą się nieuporządkowanym rozmieszczeniem cząstek elementarnych (molekuł), choć składniki, z którego jest utworzone mają budowę uporządkowaną - krystaliczną.
Struktura ta decyduje o szczególnych jego własnościach, przy czym szczególnie niekorzystnie wpływa na wytrzymałość na rozciąganie, co dające efekt kruchości materiału, a także na wrażliwość na gwałtowne zmiany temperatury. Jednak szereg korzystnych cech tego materiały decyduje o powszechnym jego wykorzystaniu, a istotne znaczenie ma jego przezroczystość pozwalająca na przepuszczenie ponad 90% promieni świetnych.
Charakteryzuje się też wysoką odpornością na warunki otoczenia i oddziaływanie nawet stężonych kwasów, a własności dielektryczne umożliwiają wykorzystanie go jako izolatora elektrycznego.
Wyrobom szklanym w procesie produkcji można nadawać wiele szczególnych cech koniecznych w określonych zastosowaniach np. poprzez zwiększenie wytrzymałości mechanicznej, odporności na wysoką temperaturę oraz utworzenia powłok ochronnych i dekoracyjnych,
Szkło bezpieczne
Kruchość szkła sprawia, że w przypadku rozbicia powstają duże i ostre jego fragmenty, co stanowi poważne zagrożenia dla osób, które znajdą się w pobliżu tego zdarzenia. Dlatego w miejscach, gdzie rozsypujące się odłamki mogą stwarzać niebezpieczeństwo dla ludzi, elementy szklane podatne na stłuczenie powinny być wykonane ze szkła bezpiecznego.
Przepisy budowlane określają miejsca, gdzie powinny być wykorzystane, a w szczególności dotyczy to balustrad, zadaszeń czy elementów ruchomych np. drzwi. Zwiększenie bezpieczeństwa umożliwiają trzy rodzaje szkła, które w procesie produkcji zostanie zahartowe lub utworzą strukturę warstwową.
Szkło hartowane (oznaczane symbolem ESG) powstaje w wyniku ogrzewania standardowej tafli szklanej do ok. 700°C i szybkim jej ochłodzeniu w strumieniu powietrza. Parametry temperaturowe, czas wygrzewania i szybkość schładzania dobierane są odpowiednio do gatunku hartowanego szkła.
Procesy ten zmieniają strukturą wewnętrzną materiału powodując przejście z formy bezpostaciowej w częściowo krystaliczną. W efekcie zwiększa się ponad pięciokrotnie wytrzymałość takiej szyby, a w razie rozbicia powstają drobne, tępo zakończone kawałki niestwarzające zagrożenia dla otoczenia.
Zapobieganie rozbiciu szkła na ostre fragmenty uzyskuje się również dzięki laminowaniu powierzchni specjalną folią PVB wklejonej między dwie tafle (szkło VSG). W przypadku rozbicia utrzymuje ona fragmenty oszklenia na swojej powierzchni dzięki dużej wytrzymałości sklejenia jak i samej folii.
Najczęściej wykorzystywane są folie przezroczyste przepuszczające ponad 90 % promieni świetlnych, ale mogą te tworzyć barwne przegrody zmniejszające przezierność lub jako pełne zasłony.
Sposobem na ochronę przed przemieszczaniem się odłamków szklanych w razie stłuczenia są również szyby zbrojone wtopioną siatką metalową, co jednocześnie znacząco zwiększa odporność na rozbicie, ale ich zastosowanie ogranicza się do podrzędnych obiektów, ze względu na zakratowany „wygląd” i ograniczoną przepuszczalność światła.
Obecnie zastępowane są przez szyby warstwowe o bardzo wysokich parametrach wytrzymałościowych tzw. szyby kuloodporne i tworzone są przynajmniej dwóch warstw szkła hartowanego przedzielonych folią.
Szkło żaroodporne
Pod tą zwyczajowa nazwa kryją się produktu o podwyższonej temperaturze użytkowania i mogą dotyczyć np. naczyń kuchennych jak i elementów płytowych wykorzystywanych np. przy pokryciach kuchenek indukcyjnych czy zabudowie kominka.
Odporność na wysoką temperaturę uzyskuje się poprzez dobór odpowiednich surowców do produkcji szkła. Jest to tzw. szkło borokrzemowe lub ceramiczne, którego wytrzymałość termiczna sięga nawet 700°C przy oddziaływaniu długotrwałym.
Bardzo istotną cechą tych materiałów jest odporność na szok termiczny, czyli gwałtowną zmianę temperatury powierzchni np. poprzez polanie rozgrzanej szyby zimną wodą. Efekt odporności temperaturowej i na jej zmiany zapewnia znikoma rozszerzalność cieplna tego materiału, co ogranicza wystąpienie naprężeń wewnętrznych do minimum.
Popularne gatunki szkła i ich zastosowanie
Podstawowe wyroby szklane mogą być modyfikowane bezpośrednio u producenta lub w wyspecjalizowanej firmie. Do najczęściej wykorzystywanych szkieł specjalnych należą:
- szkło refleksyjne – szkło płaskie, które w metodą pizolityczną lub magnetronową, poddawane jest obróbce polegającej na napyleniu specjalnej selektywnej powłoki, która przepuszcza światło, ale ma duży współczynnik odbicia promieniowania podczerwonego. Zastosowanie takiego szkła latem zabezpiecza pomieszczenia przed nagrzaniem, a zimą ogranicza wypromieniowanie ciepła z wnętrza pomieszczenia.
- szkło ornamentowe – utworzona metodą walcowania dekoracyjna struktura powierzchni i jej zabarwienie tworzą pokrycie o walorach dekoracyjnych, a takie szyby wykorzystywane sa do szklenia np. drzwi wewnętrznych lub pokrywania innych przegród.
- szkło nieprzezroczyste typu marblit – barwione w masie wykorzystywane jest np. do pokrywana i blatów roboczych i ścian w kuchni
- szkło satynowe - powstaje w wyniku trawienia powierzchni szkła przezroczystego, tworząc miejscowe lub całkowite zamglenie powierzchni.
- szkło lacobel (panele szklane) – to ozdobne tafle wytwarzane w różnych technologiach wykorzystywane jako pokrycia np. ścian w kuchni czy łazience
Cięcie, szlifowanie i wiercenie tafli szklanych
Tafle szklane, które nie zostały poddane hartowaniu dość łatwo, można przycinać na potrzebny wymiar czy nadawać niemal dowolny kształt, a także wiercić otwory konieczne do ich zamocowania. Standardowe przecinanie szyb polega na nacięciu wzdłuż liniału lub szablonu rysy przy użyciu kółka szklarskiego bądź diamentu i przełamanie jej po wyznaczonej linii.
Przy względnie cienkich szybach nie sprawia to kłopotu, ale powyżej 6 mm wymaga opukania rysy z wyczuciem. Przecięte brzegi są ostre i powinny być przynajmniej stępione kamieniem szlifierskim a w przypadku elementów użytkowych np. blatów sfazowane przy użyciu szlifierki.
Do profesjonalnego przecinania grubego szkła jak i o kształtach krzywoliniowych wykorzystuje się przecinarki wodne, które zapewniają precyzję i uzyskanie gładkich krawędzi cięcia.
Często instalowane tafle wymagają utworzenia otworów montażowych i do tego celu używa się wierteł diamentowych pracujących na mokro, a wiercenie powinno przebiegać bez wywierania nadmiernego nacisku i na miękkiej podkładce np. ze styropianu.
Autor: Redakcja BudownicwaB2B
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcie główne: Pilkington IGP, NSG Group
Komentarze