Politechnika Koszalińska

Wydział Budownictwa Inżynierii Środowiska

Temat 3: Szkło budowlane.

Wykonał:
Łukasz Wróbel

Rok I gr. 4 godz. 11:15

Koszalin,dn.26.10.2011r. Sprawdził:

Szkło- według amerykańskiej normy ASTM-162 (1983) szkło zdefiniowane jest jako nieorganiczny materiał, który został schłodzony do stanu stałego bez krystalizacji. Molekuły te nie posiadają możliwości przemieszczania się ani możliwości ruchu, albo możliwość ta jest ekstremalnie mała z powodu bardzo dużej lepkości. Z punktu widzenia termodynamiki, szkło jest materiałem nietrwałym – stan energetyczny sieci amorficznej jest wyższy od jej krystalicznego odpowiednika. Z tego względu, każde szkło wykazuje dążność do krystalizacji, jednak nie dochodzi do niej nawet po bardzo długim czasie, z powodu lepkości. Wartość lepkości w warunkach normalnych jest taka sama jak dla krystalicznych ciał stałych. Wiele szkieł po prostu nie skrystalizuje nigdy, nawet w skali czasu istnienia Wszechświata. Twierdzenie, że szkło jest cieczą lub przechłodzoną cieczą jest nieścisłe, bowiem ze względu na właściwości reologiczne, szkło jest ciałem stałym. Określenie ciecz przechłodzona oznacza tylko tyle, że dana substancja poniżej temperatury krystalizacji znajduje się w stanie ciekłym ze wszystkimi tego konsekwencjami, tj. nadal jest płynna, a jej molekuły mogą się między sobą przemieszczać – innymi słowy jej lepkość jest nadal mała. W przypadku szkła, zarówno klasycznego z więźbą krzemionkową, jak i zeszklonych metali, mamy do czynienia z substancją, która poza wszelką wątpliwością jest w stanie stałym. Znanych jest wiele materiałów krystalicznych, które „płyną” o wiele bardziej intensywnie niż szkła i nie odbiera im się miana ciał stałych. Czasem jako argument, że szkło w istocie płynie, podaje się fakt nierównomiernej grubości szyb np. w oknach starych kościołów. Tymczasem wyjaśnienie jest bardziej prozaiczne: szkło tworzone dawną metodą nie miało wszędzie równej grubości. Twórcy witraży zwykle przycinali jego fragmenty tak, aby grubsza - stabilniejsza - część znalazła się u dołu.

Podstawowe składniki szkła to :

-dwutlenek krzemu SIO₂ w postaci piasku szklarskiego – około 55-80%

- węgiel wapnia(CACO₃) – około 8%

- soda (Na₂CO₃) - około 13 %

- oraz związki potasu, wapnia litu ołowiu, cynku magnezu, manganu.

Produkcja szkła - odejmuje czynności technologiczne:

- przygotowanie zestawu surowców oraz ich stapianie w temperaturze około1300 stopni Celsjusza;

- studzenie do odpowiedniej temperatury oraz formowanie wyrobu

• szkło zielone zawiera związki żelaza(III) i chromu(III),

• szkło niebieskie zawiera związki kobaltu(II) i miedzi(II),

• szkło fioletowe zawiera związki manganu(VII),

• szkło żółte zawiera związki kadmu i siarki,

• szkło czerwone zawiera koloidalne cząsteczki złota.

METODY PRODUKCJI SZKŁA:

Metoda Pilkingtona- metoda ta służy do otrzymania szkła płaskiego (float)- do szklenia okien. Można produkować szkło o grubości 0,4 do 25mm. Płynne szkło o tem. Powyżej 1000 stopni C jest wylewane z pieca do wanny z płynną cyną. Szkło rozlewa się równomiernie, uzyskując idealnie płaską powierzchnię.

Metoda Forcaulta – metoda polega na tym, że szkło jest ciągnione i formowane pionowo za pomocą szeregu wałków w taśmę, a następnie cięte na arkusze.

Etoda Colburna- w metodzie tej taśma szkła jest walcowana poziomo.

WŁAŚCIWOŚCI SZKŁA

- gęstość szkła budowlanego 2,5 g/cm³

- szczelność -1

-wytrzymałość na ściskanie: 800 -1000 MPa

-wytrzymałość na rozciąganie: 30 MPa

- twardość w skali Mohsa 5–7

- kruche

-substancja bezpostaciowa, tzn. nie ma uporządkowanej budowy wewnętrznej

- nie posiada stałej temperatury topnienia

- materiał izotropowy

-słaby przewodnik dla elektryczności

-materiał o dużej odporności chemicznej (nie jest odporny na działanie kwasu fluorowodorowego

PODSTAWOWE WYROBY ZE SZKŁA

−Szkło sodowe: CaO, SiO₂, Na₂O. Ma bardzo duże zastosowanie w życiu codziennym, wykonane są z niego np. opakowania szklane, szyby, szklanki.

−Szkło sodowo-potasowe uszlachetnione barem.

- Szkło okienne – jest to szkło płaskie, najczęściej produkowane metodą float (szkło płynie w postaci wstęgi na powierzchni ciekłej cyny). Inną wykorzystywaną jeszcze metodą jest metoda szkła ciągnionego (metoda Furcault'a). Jednak tą metodą szkło produkowane jest coraz rzadziej. Szkło float może być produkowane w grubościach od 2 do 19 mm. Szkło do stosowania w budownictwie dostępne jest standardowo w grubościach od 3 do 12 mm. Przepuszczalność światła zależy od grubości oraz zawartości tlenku żelaza w masie szklanej. Szkło o niskiej zawartości tlenku żelaza nazywane jest szkłem odbarwianym lub ekstrabiałym.

- Szkło ciągnione - Szkło płaskie (szyba) wyprodukowane metodą szkła ciągnionego.

W 1913 roku belgijski technolog Emile Fourcault opatentował tę metodę produkcji szkła w postaci pionowej cienkiej wstęgi wyciąganej z wanny.

W 1916 roku amerykański inżynier Gregorius wynalazł bezdyszowy sposób ciągnienia szkła płaskiego, znany jako metoda Pittsburgh.

-szkło płaskie walcowane – produkowane jest w płytach otrzymywanych w wyniku cięcia taśmy szklanej formatowanej metodą walcową. Stosowane jest do szklenia otworów okiennych drzwiowych. Grubość 3.5-10mm.

- szkło płaskie float- Szkło produkowane tą metodą jest prawie idealnie płaskie, nie posiada zniekształceń i wad optycznych.

Jest obecnie najbardziej rozpowszechnioną metodą produkcji szkła płaskiego, które jeszcze do niedawna było wytwarzane metodą szkła ciągnionego

-Szkło płaskie zbrojone – produkuje się tak samo jak walcowanie tylko, że w procesie walcowana wtapia się w nie siatkę metalową. Wprzypadku stłuczeń siatka ta utrzymuje odłamki szkła, zapobiegając ich wypadnięciu.

- Szkło hartowane – o większej wytrzymałości mechanicznej i większej odporności na powierzchniową różnicę temperatur. Otrzymywane przez poddanie szkła zwykłego odpowiedniej obróbce termicznej polegającej na podgrzaniu do temperatury 680–720 °C i bardzo szybkim schłodzeniu sprężonym powietrzem ( Temperatura obróbki termicznej+czas "pieczenia" oraz czas chłodzenia zależny jest od gatunku szkła) – co powoduje zmianę jego mikrostruktury – tworzy się bardzo regularna sieć drobnych kryształków krzemionki poprzedzielana niewielkimi domenami fazy amorficznej. Na skutek takiej wysoce krystalicznej struktury, przy rozbiciu szkło to rozpada się na małe kawałeczki o nieostrych krawędziach. Używane w budownictwie i do produkcji szyb samochodowych.

- Szkło klejone - W wypadku jego stłuczenia, warstwy folii zabezpieczają przed przebiciem i utrzymują kawałki szkła w niezmienionej pozycji. Używane w budownictwie i do produkcji szyb samochodowych.

- Szkło ceramiczne- tworzywo szklano-ceramiczne – używane głównie jako szkło kominkowe i w kuchenkach elektrycznych.

- Szyby refleksyjne- posiadają dodatkową warstwę odbijającą promienie słoneczne, która jest wykonana z tlenków metali lub stanowi ją warstwa odpowiedniej, przeciwsłonecznej folii, umieszczona od strony wnętrza; szyby te nie tylko stanowią skuteczną barierę dla promieni słonecznych, ale również zapewniają prywatność we wnętrzach (pomieszczenia są niemal niewidoczne z zewnątrz); niewątpliwie zaletą tych szyb jest fakt, iż niemal całkowicie eliminują one przenikanie do wnętrz promieni UV, co jest korzystne dla trwałości i kolorystyki elementów wyposażenia pomieszczeń oraz dla zdrowia ludzi

SZYBY ZESPOLONE

To wyrób składający się, z co najmniej dwóch szyb oddzielonych elementem dystansowym na całym obwodzie, połączone ze sobą w sposób hermetyczny. Przestrzeń pomiędzy szybami jest wypełniona powietrzem lub gazem szlachetnym (argon, krypton).

KSZTAŁTKI I PUSTAKI SZKLANE

KSZTŁTKI SZKLANE to prasowane jednoczęściowo lub dwuczęściowo elementy szklane . Rozróżnia się następujące ich rodzaje: pustaki szklane, lukswery, cegły szklane, kształtki sufitowe, stropowe oraz posadzkowe.

Najbardziej przepuszczalną światło kształtką szklaną jest Lukswer, stosowany jako ścienny element wypełniający.

Lukswery produkuje się o wymiarach:

150x150x50 mm i 200x200x50mm

Lukswery są stosowane przeważnie do wypełnienia wewnętrznych przegród doświetlających.

PUSTAKI SZKLANE – to kształtki szklane o podstawie kwadratowej zespajane z dwóch wyprasowanych elementów. Produkuje się jak bezbarwne lub barwne. Stosuje się je jako wypełnienie przegród doświetlających. Posiadają durzą odporność ogniotrwałą i dobrą izolacyjność termiczną.

Wyroby z Wełny szklanej – materiał izolacyjny pochodzenia mineralnego stosowany w temperaturach do 700°C. Właściwości, technologia produkcji i zastosowanie są podobne do wełny mineralnej. Wełna szklana otrzymywana jest w wyniku topienia w temperaturze 1000°C piasku kwarcowego, stłuczki szklanej z dodatkiem skał takich jak: gabro, dolomit lub wapień. Roztopiony surowiec poddaje się procesowi rozwłókniania, do otrzymanych włókien dodaje się lepiszcze. Wyrób w postaci płyt, mat, otulin

Szkło bezpieczne

Choć szkło kojarzy się przede wszystkim z szybami w oknach i z przedmiotami codziennego użytku, takimi jak szklanki czy kieliszki, coraz częściej dekoruje się i wykańcza nim domy. Ze szkła mogą być drzwi, podłogi, stopnie schodów, meble a także ściany działowe. Charakterystycznym elementem nowo budowanych domów są duże okna, a nawet całe ściany ze szkła. Nie są dziś rzadkością przeszklenia tarasów i ogrodów zimowych oraz szklane fragmenty dachów. Wszystkie te elementy domu muszą być jednak odpowiednio wytrzymałe i nie mogą stanowić zagrożenia dla mieszkańców. Dlatego nie powinny być wykonane ze zwykłego szkła, lecz właśnie z bezpiecznego.

Co to jest szkło bezpieczne?

Szkło bezpieczne to takie, które bezpiecznie pęka. Po rozbiciu rozpada się na kilka dużych kawałków o tępych krawędziach lub rozpryskuje się na drobne kawałki. Może być też takie, w którym po uderzeniu tworzą się pęknięcia i szczeliny, ale jego tafla się nie rozpada.

Są trzy rodzaje szkła bezpiecznego:

-zbrojone,

-hartowane,

-klejone (wielowarstwowe).

Literatura:

1. „Szkło budowlane” Mariusz Meller, Paweł Siwiński"Materiały, Wydawenictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Wyd. I rok 2002.

2. „MURATOR”- budowa i remonty krok po kroku. Autor tekstu Magdalena Bednarek rok 2007.