Как закалить стекло в домашних условиях?

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

среда, 9 сентября 2020 г.

Закалка стекла в домашних условиях

Закаленное, или упрочненное стекло — это стекло, которое было отожжено с целью сделать его прочнее, повысить его жаропрочность и предотвратить его хрупкое разрушение, которое может привести к ранениям.

Существует два способа закаливания стекла:

• химический способ – процесс замещения мелких ионов натрия крупными ионами калия посредством электрофореза в специальных ваннах. Этот способ практически не востребован в наше время из-за энергоёмкости процесса.
• термический способ – процесс нагревания и охлаждения стекла

Термический способ закалки стекла

Для получения закаленного стекла его необходимо подвергнуть нагреву до температуры в пределах 600-680 °C и быстро, но равномерно охладить с обеих сторон.

Поэтапная технология закалки стекла:

1. Резка материала для придания необходимой формы, вырезание отверстий для фурнитуры и крепежа. Это необходимо сделать до закалки, поскольку после нее стекло может треснуть и разрушиться при резке.
2. Проверка поверхности на наличие дефектов – трещины, сколы и пустоты могут привести к разрушению стекла в процессе закалки.
3. Обработка краев абразивным материалом (например, наждачной бумагой). Таким образом вы удалите заусенцы и неровности, оставшиеся после порезки стекла.
4. Помойте стекло. Это удалит мелкие зерна абразива, оставшиеся на поверхности стекла после его обработки наждачной бумагой, а также грязь, могущую повлиять на процесс закалки.
5. Равномерное нагревание стекла в отжиговой печи. Поверхность стекла разогревается до температуры, приближенной к температуре плавления стекла. Стекло начинает деформироваться, но не размягчается полностью. Куски стекла можно разогревать, помещая их в печь партиями либо по одному.
6. Охладите стекло. Оно должно обдуваться мощными вентиляторами с разных сторон.
   Помимо воздуха в качестве эффективной закалочной среды могут быть использованы жидкости, которые способны придать ускорение теплоотдаче, благодаря чему толщина закаленного стекла получается небольшой, а ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) более низким. Например, это может быть минеральное масло. Но в этом случае может быть и минус:горячее стекло вызывает кипение, что приводит к резкому изменению тепловой отдачи материала и процесс закалки может быть нарушен.

Как видно из технологии, произвести закаливание стекла в домашних условиях практически невозможно, поскольку требуется наличие специального оборудования в виде отжиговой печи и мощных вентиляторов для обеспечения полного охлаждения материала буквально за несколько секунд. Самостоятельно можно попробовать только упрочнить стекло.

Упрочнение стекла в домашних условиях

Немного повысить прочность материала можно 2-мя способами:

• посредством специальной пленки (всем известный пример — наклейка плёнки на экран смартфона)
• методом отпуска

Пленку для закалки стекла прекрасно защищает от различных потертостей и царапин, но обладает пониженной устойчивостью к ударным нагрузкам. Поэтому малейшее механическое повреждение может повлечь за собой его разрушение.

Отпуск – отличный способ упрочнения стеклянных изделий (банки, стаканы, салатницы и другая посуда) в домашних условиях. Метод заключается в нагреве до кипения воды и медленном охлаждении материала. Последовательность:

1. подготавливается металлическая емкость, соответствующая размерам отпускаемого изделия
2. на дно насыпается песок
3. стеклянное изделие устанавливается на песок
4. наливается вода
5. емкость ставится на небольшой огонь и медленно доводится до кипения
6. время кипения – не менее 20 мин.
7. дать немного остыть и засыпать горсть соли, после чего все снова должно прокипеть в течение получаса
8. медленное остывание, желательно при комнатной температуре без сквозняков и резких перепадов температуры

Чем меньше скорость нагрева и последующего охлаждения, тем эффективнее результат – увеличенная термостойкость посуды

Строительный портал №1

Стекло и зеркала

Перед тем, как резать каленое стекло, стоит приготовить все необходимое. Процесс требует точности и внимания, в противном случае материал может разрушиться на сотни маленьких частей.

Что потребуется знать – изучаем свойства стекла

Первая особенность, которая делает закаленное стекло очень популярным – его повышенная прочность. Оно успешно применяется для лоджий и балконов. Этот материал служит сырьем для изготовления светопрозрачных конструкций и мебели. Но для всего этого используется большое количество дорогостоящих лазеров, а над самим стеком работают опытные специалисты. Что же делать, когда материал нужно нарезать дома? В первую очередь, потребуется изучить его свойства.

Резка каленого стекла

По сути, стекло – это полированный термическим путем материал. Для его производства используются полированные и неполированные стеклянные листы. Для закалки материал помещается в специально подготовленные печи. Внутри агрегата он нагревается примерно до 670 °C. В таких условиях верхние слои стекла становятся мягче. Сразу после того, как необходимая температура была достигнута, стекло охлаждают. В первую очередь остывают верхние участки материала. Внутренние зоны при этом поддаются сильному напряжению и сжимаются. После такой обработки материал становится более прочным и термостойким.

Закаленный материал в 7 раз прочнее обычного стекла. Повредить поверхность после закалки довольно сложно, если, конечно, не делать это преднамеренно. Даже в случаях, когда материал все-таки разбивается, он разлетается на мелкие куски с тупыми краями. То есть даже пораниться о разбившееся стекло довольно затруднительно. Все стадии подготовки, в том числе, обработка кромок, выполняются при производстве материала. После этого стекло отправляется в печь для термической обработки. По окончанию закалки оно не может подвергаться никаким изменениям. В случаях, когда нужно изменить форму материала, делается отжиг.

Есть довольно много областей применения такого материала. Стекло после закалки нередко используется при строительстве и производстве оконных и дверных проемов. Из этого материала делают душевые кабины и другие похожие конструкции. Большой спрос на стекло заставляет учиться приемам работы с ним все больше и больше людей.

Можно ли нарезать стекло после его закалки?

Несмотря на мнения некоторых «специалистов», резать стекло после закалки действительно можно. Однако, чтобы работа увенчалась успехом, нужно тщательно подготовиться к ее выполнению. Чтобы разбить стекло, его достаточно просто сильно ударить. А вот чтобы придать ему нужную форму, потребуется приложить гораздо больше усилий и потратить много времени.

В связи с особенностями технологии производства на стекле образуются зоны, которые принято называть внутренними областями напряжения. В процессе нагревания и при дальнейшем охлаждении эти области перераспределяются. В итоге слои внутри становятся похожими на жидкое тело с определенной вязкостью. Внешние слои, наоборот, становятся более твердыми и прочными. Если наносить точечные удары по торцам стекла, происходит повторное распределение напряжений. В связи с появлением микротрещин, структура нарушается. Чтобы не нарушить целостность листа, обращаться с ним нужно крайне аккуратно.

Такой принцип можно наблюдать в случаях ДТП: стекла машины буквально разлетаются от удара острым предметом. Сделать автомобильное стекло более безопасным помогает пленка. Закаленное стекло обретает все свои характеристики при закалке. Согласно технологии, вначале материал режут на необходимые части, в них делают отверстия, и только после этого приступают к закалке. Многие специалисты советуют не обрабатывать далее материал. Тем не менее, если возникла необходимость нарезания уже закаленного материала, то сделать это можно, придерживаясь определенных рекомендаций.

Подготовка к работе – какие нужны инструменты?

Нередко в руках новичков закаленный материал приходит в негодность именно из-за спешки и отсутствия опыта. В подобных случаях единственным верным вариантом можно назвать лазер, однако купить подобный прибор по карману далеко не каждому. В связи с этим придется искать другой выход. Многие специалисты советуют работать методом предварительного отжига. Это позволит достаточно точно нарезать стекло и использовать его по назначению.

Необходимо учитывать ту особенность, что при охлаждении отожженного материала его внешняя сторона будет остывать гораздо быстрее внутренней. Если же поверхность полностью остыла, то это еще не значит, что внутренняя часть готова к нарезке. За счет того, что стекло медленно остывает, появление большого количества напряжения в нем предотвращается. Из-за этого удается получить более качественный отрез. Это стоит учитывать каждый раз, когда вы хотите разрезать материал.

Стеклорез для работы со стеклом

Для того чтобы сделать работу правильно, нужно приготовить следующие инструменты и материалы:

• кусок каленого стекла;
• теплую чистую воду;
• печь;
• терморегулятор, однако, если его нет, то можно нарезать материал и без него;
• угольник;
• маркер;
• камень для шлифования;
• стеклорез;
• стержень из дерева диаметром не более 6 мм;
• очки для защиты.

Подготовив все необходимое, приступайте к работе. В процессе нарезки придерживайтесь правил техники безопасности, чтобы не повредить кожу рук и лица.

Резка материала – подробный алгоритм для новичков

Чтобы ровно нарезать стекло, его потребуется отжечь. Этот процесс предполагает равномерное нагревание поверхности материала. Таким образом, удастся ликвидировать то напряжение, которое образовалось в результате закалки. Именно напряжения становятся главными препятствиями для точного нарезания материала. Выполнять отжиг нужно в определенном порядке. Для начала нагрейте воду и поддерживайте ее температуру. После этого стекло окунаете в жидкость до тех пор, пока оно само не нагреется до определенной температуры. Для резки различных марок требуется конкретная температура.

Правильная резка стекла

Так, материал марки Effetre и Bullseye нужно нагреть до 504°C. Более высокой температуры требует боросиликатный материал, который нужно окунать в воду до температуры 567 °C. Стекло марки Satake требует меньшего нагрева – примерно 470 °C. Чтобы вымочить небольшой бисер, в среднем потребуется не более 30 минут. Более крупные бусины нужно держать в воде около часа. Пресс-папье требует уже 12-часового намокания. Самые крупные изделия, вес которых переваливает за 50 кг, порой нужно выдерживать в кипятке по несколько месяцев.

Как только нужная температура будет достигнута, материал медленно охладите. Конечная температура готового стекла должна быть немного ниже температурного рубежа, при котором стекло деформируется. Этот показатель в среднем равен 1014,5 Пуаза. Всю работу выполняйте очень медленно, чтобы избежать возникновения малейших напряжений. Для охлаждения потребуется печь, в которой температура материала должна опуститься до комнатной. После того, как стекло остынет, наденьте очки и начните его нарезание. Для этого берем угольник и намечаем линию надреза.

Инструмент удерживайте вдоль линии, которую вы оставили. Отрезаем стеклорезом по этой линии. Нажимаем на материал со средней силой и делаем вдоль разметочной линии неглубокую царапину.

Будьте крайне внимательны, так как проводить стеклорезом вдоль линии можно только один раз. На следующем этапе необходимо взять стержень, установить его точно под линию надреза и сделать резкий толчок в обе стороны стекла. Если вы все сделали точно по алгоритму, то материал разломается на две аккуратные ровные части. Чтобы линии среза были безопасными, их нужно обработать камнем для шлифования.

Если есть время и желание, то стекло можно закалить повторно. Однако лучше всего для этого довериться специалисту, у которого есть и навыки, и оборудование. Из-за того, что процесс резки закаленного стекла довольно продолжительный и сложный, многие идут другим путем. Они покупают обыкновенное стекло, нарезают его на нужные куски, а потом относят профессионалам для закалки.

Как закалить стекло: технология закаливания. Стоимость закаленного стекла

Все чаще в повседневной жизни можно встретить изделия из закаленного стекла. Внешне закаленное стекло совсем не отличается от обычного. Оно изготовляется по той же технологии, но дополнительная термическая обработка делает стекло более прочным и устойчивым.

Что такое закалка стекла

Закалить стекло – значит провести термическую обработку, в результате которой в стекле возникают постоянные напряжения за счет интенсивного его охлаждения от высокой температуры. В результате закаливания получается неоднородный предмет, который невозможно просверлить или порезать. Поэтому термической обработке подвергают уже готовые стеклянные изделия.

Главная особенность закаленного стекла – высокая устойчивость к температурным колебаниям. Это свойство возникает благодаря напряжениям сжатия, которые проявляются на поверхности стекла во время термической обработки.

Кроме высокой прочности, закаленное стекло считается безопасным во время разрушения и не наносит человеку сильных повреждений. Существуют международные стандарты, согласно которым ламинированное и закаленное стекло признаны наиболее безопасными для человеческого здоровья.

Преимущества закаленного стекла

1. Высокая прочность и устойчивость к нагрузкам.
2. Отменные эксплуатационные характеристики. При правильном использовании закаленное стекло служит много лет.
3. Устойчивость к вибрации.
4. Впятеро больше прочность на излом по сравнению с обычным стеклом.
5. Повышенная устойчивость к ударам. Закаленное стекло толщиной 4 мм не разбивается при падении на него с высоты 1 м мешка со свинцом весом 45 кг.
6. Безопасность для человека. Вероятность пораниться закаленным стеклом очень маленькая.
7. Хорошо пропускает и поглощает дневной свет.

Многие оценили качества, которыми обладает закаленное стекло. Отзывы потребителей являются лучшим подтверждением.

Где применяют закаленное стекло

В последнее время активно расширяются сферы применения этого материала. Так, закаленное стекло применяют для:

• остекления фасадов домов;
• изготовления торговых витрин;
• производства перегородок в помещениях (например, стеклянные стены в офисах и магазинах);
• изготовления окон и дверей;
• производства предметов интерьера и остекления мебели;
• изготовления автомобильных стекол;
• оформления крыш, козырьков и покрытия других наружных конструкций;
• изготовления дверей для саун и бассейнов;
• строительства зимних садов, оранжерей и теплиц;
• производства печных и каминных экранов;
• изготовления полок в холодильники;
• создания стенок остановок общественного транспорта.

Закаленное стекло очень популярно в мебельном производстве. Дело в том, что обычное стекло не может выдержать большие нагрузки. А если закалить стекло, тогда существенно упрощается задача создания практичных и в то же время необычных интерьеров. Так, сейчас очень популярны разные стеклянные полочки, столики, которые можно использовать в повседневном быту, не боясь разбить или повредить.

В последнее время очень актуальны окна с закаленным стеклом, которые являются лучшим вариантом для детской комнаты. При попадании в окно твердого предмета стекло не распадается, а просто трескается. Поэтому оно не травмирует ребенка осколками.

Как закалить стекло

Процесс закаливания происходит по определенной технологии. Она предусматривает термическую обработку стеклянного предмета. Сначала стекло сильно нагревают, а затем быстро охлаждают. Для повышения интенсивности процесса обычно используют закалочные среды со специальными охлаждающими способностями. Наиболее часто в качестве такой среды применяют обычный воздух. В этом случае используют воздухоструйную обдувочную решетку.

Очень эффективной является методика, в которой в качестве закалочной среды применяются специальные охлаждающие жидкости. Они позволяют ускорить процесс теплоотдачи. Такими жидкостями могут быть расплавленные соли, металлы, минеральные масла и кремнийорганические растворы.

При использовании в закалочной среде жидкостей в зависимости от температуры условий меняется коэффициент теплоотдачи. Существенным минусом этого способа закаливания является недостаточная регулируемость процесса. Так, при попадании в охлаждающие жидкости горячего стекла происходит кипение. А это резко влияет на коэффициент теплоотдачи.

Еще один способ закалить стекло – с помощью расплавов металлов. Особенность этого метода заключается в большой теплоотдаче применяемых металлов. Главный недостаток такого закаливания – высокая плотность расплавов, которая существенно усложняет процесс погружения стекла.

Современные предприятия используют автоматизированные системы, которые дает возможность закалить стекло любого размера и толщины.

Стоимость закаленного стекла

Купить закаленное стекло можно в каждом строительном магазине и даже заказать через интернет. Стоимость этого материала может быть разной. Главный параметр, который влияет на цену – толщина изделия. Так, стекло толщиной 4 мм в среднем стоит 1000 рублей/кв. м. Оптовики могут покупать значительно дешевле – от 300 рублей/кв. м. Немного дороже стоит интерьерное закаленное стекло. Цена на изделия из этого материала начинается от 1300 рублей.

Как закалить стекло

Закалить стекло требуется, чтобы сделать материал в 5 раз более прочным, повысить его устойчивость к перепадам температур и добиться безопасности применения. Для получения таких свойств в процессе обработки изделия подвергают химическому и термическому воздействию. Улучшенные прочностные показатели позволяют широко использовать материал при проведении строительных и отделочных работ:

• остекление фасадов зданий;
• производство лестничных ограждений, ступеней, парапетов;
• выпуск душевых кабин и перегородок;
• производство мебели;
• автомобилестроение.

Технология изготовления закаленного стекла

Технология закалки стекла предполагает выполнение двух ключевых процессов. Вначале материал обжигают в печи до размягчения. После чего охлаждают под струями воздуха, который подается равномерно с нескольких сторон. Опишем процесс подробнее.

1. Листы режут, чтобы получить заготовки нужной конфигурации.
2. Стекло полируют по краям абразивным материалом.
3. Разогревают в печи до температуры 650–680 градусов.
4. Охлаждают с двух сторон мощными потоками воздуха.

Чтобы закалить обычное стекло чаще всего применяют воздух, поступающий из воздухоструйной решетки. Есть и другие способы, например, ионная закалка, когда стекло помещается в специальную камеру, где происходит ионный обмен. В данном случае температура вообще не играет никакой роли в отличие от воздушной закалки.

Закаленное стекло vs обычное: основные отличия

Основные отличия касаются не внешнего вида, а свойств материала. Он становится более устойчивым к любым механическим воздействиям и температурным перепадам. При этом визуально стекло остается таким же — оптические свойства изделий сохраняются на 99 %.

Изображение №1: так выглядит закаленное и обычное стекло при разрушении

По этой причине отличить закаленное стекло от обычного по внешним признакам практически невозможно. Самые простые способы — посмотреть на поверхность под мощным источником света (отблеск на плоскости будет слегка рябить) или разбить (отсутствие острых осколков говорит о том, что материал подвергался закаливанию).

Изображение №2: как ведет себя обычное и закаленное стекло при механических повреждениях

Характеристики материала

• Повышенная прочность. Разбить закаленное стекло в 5–7 раз сложнее, чем обычное. К примеру, полотно толщиной 4 мм сохранит целостность при падении на него груза весом 45 кг с высоты 1 метра.
• Термостойкость. Материал выдерживает перепады температур от -70 до +250 градусов. По этой причине его часто используют для изготовления духовых шкафов и каминов.
• Устойчивость к вибрации. По этому показателю материал превосходит незакаленный аналог в 5 раз.
• Безопасность. Подвергнутые термической обработке изделия разбиваются на мелкие осколки, которые остаются на специальной пленке. По этой причине уменьшается риск получения травм.

Как закалить стекло в домашних условиях

Закалить стекло в домашних условиях, если, конечно, у вас нет муфельной печи и мощной вентиляционной установки, не получится. Можно только немного повысить прочностные свойства изделий. Для этого есть два способа: использование специальной пленки и отпуск. Коротко об обеих методиках.

• Использование пленки. Способ защитить экран телефона или планшета от царапин и других внешних воздействий (не ударов). Купить пленку можно в любом магазине, где продают цифровые гаджеты.
• Отпуск. Способ снятия избыточного напряжения со стеклянных изделий. С помощью отпуска укрепляют стаканы, банки и другую посуду. Подробнее об отпуске расскажем ниже.

Как видите, речь не идет о процессе закалки. Только о незначительном повышении прочностных свойств некоторых изделий.

Обязательное оборудование

Чтобы сделать закаленное стекло в домашних условиях, потребуется мощное промышленное оборудование: муфельные печи и вентиляторы. Их покупка для разового применения нерациональна, поскольку готовый материал обойдется дешевле расходов на его изготовление.

Фотография №1: муфельная печь для закалки стекла

Обратите внимание! Просверлить закаленное стекло в домашних условиях или разрезать готовый лист тоже не получится. Вся обработка проводится предварительно, до закалки. В противном случае возможно образование трещин и сколов на листе.

На производстве используют мощные установки, рассчитанные на закалку полотна размерами до 6000*3210 мм. Печи марки Keraglass имеют камеры предварительного нагрева и конвекции. В камере предварительного нагрева постепенно увеличивают температуру стекла до 300 градусов. Затем материал попадает в камеру основного нагрева, где доходит до 700 градусов. Завершается процесс принудительным охлаждением. Наличие особых сканеров и ИК-датчиков позволяет оценить области прогрева.

Фотография №2: промышленная печь для закалки стекла

Расход материала

Закаленное стекло изготавливают из листов обычного. При обработке объем первоначального сырья сохраняется. Таким образом, из 1 кв. метра стекла можно изготовить 1 кв. метр закаленного. Также закаливание не влияет на оптические свойства и внешний вид полотна.

Как правильно закалить стекло: полезные рекомендации

Производство закаленного полотна имеет свои нюансы. Если не соблюдать их, возможно разрушение материала.

• Проводите механическую обработку (резку, сверление отверстий) перед закаливанием. В противном случае поверхностное напряжение нарушится, лист разобьется, каленое стекло будет непригодно к дальнейшему использованию.
• Обязательно обработайте кромки полотна. При наличии мелких дефектов лист треснет в печи.

Почему не стоит делать закалку самостоятельно?

Сама процедура закаливания выглядит очень сложной. Однако перед работой на производстве материал также проходит предварительную подготовку. Незнание технологических процессов способно свести результат работы на нет. Итак, что происходит на производстве.

1. Стекло отбирают, отбраковывая поврежденные листы.
2. Листы режут по ранее подготовленным чертежам.
3. Края изделия шлифуют.
4. Сверлят отверстия под фурнитуру и крепежные элементы.
5. Заготовки моют и сушат, затем оценивают на предмет дефектов.
6. Стекло закаливают и вновь проверяют на дефекты.
7. Материал упаковывают и отправляют на продажу.

Обратите внимание! Отполировать закаленное стекло, которое прошло весь технологический цикл, также не получится. Велик риск повреждения полотна.

Как видите, есть слишком много нюансов и особенностей, которые невозможно учесть при работе. Если вам требуется готовый материал, рекомендуем купить каленое стекло в Москве у производителя. Компания «Приоргласс» выпускает листы различных конфигураций и размеров толщиной 4–19 мм. Возможно изготовление полотен по индивидуальному заказу.

Закаленные и термически упрочненные стекла: допуски на искривления

Чтобы увеличить прочность стекол и их степень безопасности их подвергают специальным видам термической обработки. Различают два типа термически обработанных стекол:

• закаленные стекла и
• термически упрочненные стекла.

Стандарты и термины

Для закаленных стекол европейский стандарт EN 12150 применяет термин «thermally toughened glass», а американский стандарт ASTM C1048 – «full tempered glass». Разработанный на основе EN 12150 российский стандарт ГОСТ Р 54162-2010 применяет в английской версии названия сокращенное американское название: «tempered glass». Действует также межгосударственный стандарт на закаленные стекла ГОСТ 30698-2014, который также разработан на основе EN 12150, и, по существу, дублирует ГОСТ Р 54162-2010.

Термически упрочненные стекла европейский стандарт EN 1863 называет «heat strengthened glass», а американский стандарт ASTM C1048 – «heat-strengthened glass» (через дефис). Российский стандарт на термически упрочненные стекла ГОСТ 33087-2014 разработан на основе EN 1863.

Закаленные стекла

Закаленные стекла имеют более высокую прочность и сопротивление термическим нагрузкам, чем термически упрочненные стекла. Их стойкость к ударным нагрузкам в 4-5 раз выше, чем у обычных стекол без термической обработки. В случае разрушения закаленные стекла разрушаются с освобождением большого количества энергии в виде мелких округлых кусочков (рисунок 1). Такой характер разрушения снижает риск тех, кто находится в это время рядом. Поэтому эти стекла считаются безопасными.

Рисунок 1 – Характер разрушения закаленных стекол [1]

Термически упрочненные стекла

Термически упрочненные стекла также обеспечивают более высокое сопротивление термическим и механическим нагрузкам по сравнению с обычными стеклами. Эти стекла приблизительно в два раза прочнее по сравнению с термически необработанными стеклами. В случае разрушения термически упрочненные стекла разбиваются на большие куски, так как при этом выделяется намного меньше механической энергии (рисунок 2). Это связано с тем, что в ходе термической обработки эти стекла подвергаются меньшим напряжениям по сравнению с закаленными стеклами. Когда термически упрочненное стекло разбивается, оно, как правило, остается на своем месте в раме окна или в герметике по периметру фасадного проема. Термически упрочненные стекла сами по себе не являются безопасными, но широко применяются в безопасных многослойных стеклах.

Рисунок 2 – Характер разрушения термически упрочненных стекол [1]

Термическая обработка стекол в закалочной печи

Термическая обработка стекол происходит следующим образом:

• Резка стекол на заданные размеры на специальных компьютизированных столах.
• Обработка кромок, мойка и сушка стекол. Обработка кромок заключается, например, в их притуплении или шлифовке. Это снижает риск разрушения стекол в закалочной печи. На этом этапе еще возможно выполнять различные отверстия, вырезы и выемки. Затем стекла моют, чтобы удалить все посторонние загрязнения, которые могут еще оставаться на них.
• Повышение температуры стекла в закалочной печи до около 600 ºС и выдержке при этой температуре определенное время в зависимости от толщины стекла, его отражательных свойств и других характеристик.
• Быстрое охлаждение стекла. На этом этапе стекло быстро охлаждается с помощью нескольких воздушных форсунок, которые расположены сверху и снизу стекла. В результате этого процесса в стекле создаются сжимающие остаточные напряжения вблизи его поверхности и растягивающие остаточные напряжения в центральных слоях стекла. На этом этапе в зависимости от скорости охлаждения стекла оно становится или закаленным, или термически упрочненным стеклом.
• Стекла подвергают приемке, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям, которые установлены в соответствующих стандартах.

Термическая обработка стекол и искривление изображений

Обычно стекло, установленное в строительной конструкции, подвергается различного рода нагрузкам, которые могут вызывать искажения объекта, которые мы видим сквозь стекло или отображения этого объекта с стекле. Эти искажения определяются как изменение формы, ориентации или расположения исходного объекта. Факторы, которые могут вызывать эти искажения, включают следующие:

• разность высоты над уровнем моря места изготовления стеклопакетов и места их установки;
• изменения атмосферного давления;
• изменение температуры наружного воздуха;
• ветровая нагрузка;
• давление рамы на кромку стекла или стеклопакета.

Ниже будет рассмотрено влияние термической обработки стекол на искривление оптических объектов.

О влиянии изменения погодных условий – температуры воздуха и атмосферного давления – на оптические искажения стекол стеклопакетов см. здесь.

Следы от роликов печи

В печи для закалки стекол стекло размягчается до около 600 ºС. Во время обработки в печи, стекло находится в постоянном циклическом возратно-поступательном движении на керамических роликах. В результате, при проходе через печь стекло в той или иной мере принимает форму этих роликов, что и вызывает заметные волнистые искривления стекла на большинстве изделий из термически обработанного стекла, в том числе, на стеклопакетах (рисунок 3).

Рисунок 3 – Оптические искривления от следов роликов закалочной печи
на закаленных стеклах стеклопакетов [2]

Локальное отклонение от прямолинейности закаленного стекла без покрытия на длине 300 мм не должно превышать (рисунок 4):

• для стекол с номинальной толщиной от 3 до 5 мм: 0,5 мм;
• для стекол с номинальной толщиной от 6 до 25 мм: 0,4 мм.

Производители стекол способны снижать эти локальные отклонения от воздействия роликов закалочной печи до 0,13 мм [1].

Требования по локальному отклонению от прямолинейности термически упрочненного стекла без покрытия на длине 300 мм более жесткие, чем для закаленных стекол: оно не должно превышать 0,3 мм;

Рисунок 4 – Общий и локальный прогибы стекла:
1 – общий прогиб листа стекла;
2 – ширина, высота или диагональ листа стекла;
3 – локальный прогиб (след ролика);

4 – длина 300 мм

Общий прогиб стекла

Термически обработанные стекла обычно имеют различного рода отклонения от плоскостности. В зависимости от размера, толщины и типа стекла, оно может иметь прогиб вдоль длины и ширины, а также иметь коробление в центре.

Общее отклонение от плоскостности закаленного стекла без покрытия не должно превышать (см. рисунок 4):

• для стекол с номинальной толщиной от 3 до 5 мм: 3 мм на 1 метр;
• для стекол с номинальной толщиной от 6 до 25 мм: 2 мм на 1 метр.

Требование по общему отклонению от плоскостности термически упрочненного стекла без покрытия независимо от толщины также составляет 3 мм на 1 метр .

Термически упрочненные стекла в многослойных стеклах

Многослойные стекла иногда называют ламинированными, а также триплексами. Их изготавливают из двух или более стекол с размещением между ними специальной пленки. Всю эту «конструкцию» склеивают вместе при повышенных температуре и давлении в специальном автоклаве.

Многослойные стекла являются безопасными, так как при их разрушении фрагменты стекла остаются приклеенными к пленке, что снижает риск повреждения для людей.

Многослойные стекла могут изготавливаться как из обычных отожженных стекол, так и из термически упрочненных стекол. Применение в многослойных стеклах термически упрочненных стекол имеет следующие преимущества:

• Термически упрочненные стекла в два раза прочнее отожженных стекол той же толщины. Эта повышенная прочность дает возможность большим стеклам выполнять требования по ветровой нагрузке без необходимости применения более толстых отожженных стекол.
• Термически упрочненные стекла снижают вероятность разрушения стекол под воздействием термических и механических нагрузок.

Термически упрочненные стекла привносят в многослойные стекла характерные для них оптические искажения, такие как следы от роликов закалочной печи. Однако эти искажения имеют намного менее заметный характер, чем для закаленных стекол. Особенность конструкции многослойных стекол может давать новый тип оптических искажений: эффект линзы в местах утолщения пленки или непараллельности двух стекол.

Полезная информация о применении термически обработанных стекол

• Оптические искажения более заметны на термически обработанных стеклах с повышенной отражательной способностью.
• Применение более толстых стекол и применения для всего проекта стекол одной толщины поможет снизить степень оптических искажений термически обработанных стекол. Оптические искажения на более толстых стеклах обычно менее заметны.
• В документации на светопрозрачные конструкции с применением термически обработанных стекол целесообразно указывать, что все стекла должны быть изготовлены одним и тем же производителем и на одном и том же оборудовании.
• Чтобы минимизировать локальные отклонения стекол от плоскостности (следы роликов) на закаленных или термически упрочненных стеклах необходимо указывать в заказе на такие стекла направление их движения через закалочную печь: снизу вверх, а не слева направо (рисунок 5). Это сделает волны от роликов закалочной печи менее заметными для глаз людей, которые двигаются мимо этих стекол.

Рисунок 5 – Рекомендуемая ориентация стекол в закалочной печи [3]

1. Glass Heat Treatment – Материалы фирмы MULTIVER Ltd, 2017

2. Roller Wave Distortion – Definition, Causes and a Novel Approach to Accurate,

On-line Measurement / Mark Abbott & John Madocks, Applied Process Technologies, Inc., 2017

3. Standard Guidelines and Tolerances – MKH-001 REV. L, материалы фирмы Cristacurva, 2017

Подробнее узнать о навесных вентилируемых фасадах вы можете тут.

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

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: [email protected]

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