Стеклом называют прозрачный материал, который получают из переохлажденных жидких минеральных расплавов кремнезема, сульфата натрия и других компонентов. Для повышения прочности и химической стойкости в состав расплавов вводят оксид алюминия, для повышения термостойкости — оксид бора. Стекло характеризуется высокой прочностью на сжатие (600 — 1200 МПа), но малой прочностью при ударе и изгибе — является хрупким материалом. Оно обладает высокой светопрозрачностью (до 90%), но не пропускает ультрафиолетовые лучи, низкой теплопроводностью и высокой химической стойкостью. Стекло и изделия из него применяют для остекления помещений, в качестве конструкционного, декоративно-отделочного материала, а также теплои звукоизоляционного материала. Стеклоизделия в виде пустотелых блоков, облицовочных плиток и архитектурных деталей обладают высокими художественно-декоративными качествами. Из стекла можно получать изделия любой формы, фактуры и цвета. В качестве красителей используются оксиды меди, хрома, железа, кобальта и других металлов.
Качество материалов из стекла зависит от химического состава, а также от наличия дефектов, которые могут образоваться в процессе его производства — пузыри, инородные включения, царапины и т.д. Дефекты понижают прочность, термостойкость, прозрачность стекла и ухудшают его внешний вид.
Рассмотрим основные виды применяемых стекломатериалов.
Оконное стекло — прозрачные листы стекла толщиной 2-6 мм, с максимальным размером листа 1,6х2,2 м и светопроницаемостью 85-90%. Оно хорошо пропускает лучи видимой части спектра и практически не пропускает ультрафиолетовые лучи. Оконное стекло предназначено для остекления окон, внутренних дверей, фонарей промышленных зданий, а также для изготовления стеклопакетов и остекления наружных дверей и витрин.
Витринное стекло отличается большей толщиной (6,5 мм и выше) и большими размерами (до 4,5 х 3,5 м). Его применяют для остекления витрин и световых проемов общественных зданий, перегородок, для изготовления стеклопакетов, а также для зеркал, мебели и т.д.
Закаленное стекло имеет в 3-5 раз более высокую, чем обычное стекло, механическую прочность и термостойкость, что достигается его соответствующей термообработкой (нагрев до 700-900° и резкое равномерное охлаждение). Закаленное стекло применяется для остекления витрин и светопроемов общественных зданий, сплошных стеклянных дверей, перегородок и других ограждающих конструкций, требующих повышенной стойкости к ударным воздействиям.
Армированное стекло — листовое стекло, в толщу которого впрессована металлическая проволочная сетка. Как и закаленное стекло, это стекло безопасно, так как при разрушении его осколки удерживаются сеткой. Применяют армированное стекло для заполнения световых проемов и дверей (при повышенных требованиях к безопасности и огнестойкости остекления), фонарей верхнего света, для ограждения балконов, лоджий, лестниц, лифтовых шахт, устройства перегородок и светопрозрачных кровель.
Трехслойное стекло — триплекс состоит из двух стеклянных листов, склеенных между собой полимерной пленкой. При ударе такое стекло только растрескивается и не разлетается на осколки. Оно используется для остекления транспортных средств.
Кроме перечисленных, широко применяемых стекол на практике используются имеющие рельефный рисунок узорчатые стекла (применяют для остекления дверей), обработанные пескоструйкой матовые стекла (применяют для светорассеивающего остекления), пропускающие ультрафиолетовые лучи увиолевые стекла, солнцезащитные и др. виды стекол.
Большое применение находят в строительстве различные виды облицовочных стекол, включая листовые и плиточные материалы из цветного и окрашенного стекла, ковровую мозаику, зеркала, акустические материалы из пеностекла и стекловолокна, стеклоткани и неткановолокнистые материалы.
Особую группу номенклатуры строительного стекла составляют конструкционные материалы:
- стеклопакеты, стеклоблоки и др.
Стеклопакеты — изделия, состоящие из двух или трех листовых стекол, соединенных с зазором 15-20 мм так, чтобы между ними образовывались либо герметичные полости, либо полости, соединенные с внешней средой осушительными устройствами. Стекла устанавливают на эластичном клее в рамки из цветного металла или пластмассы, полости между ними заполняются сухим воздухом.
Стеклопакеты отличаются пониженной теплопроводностью, хорошей звукоизолирующей способностью, не замерзают и не запотевают при температуре наружного воздуха20°С (и ниже — для двухкамерных). Применяют стеклопакеты для остекления светопроемов, витрин, блоков наблюдения (спецпакеты) и т.п.
Стеклоблоки — пустотелые стеклянные изделия, изготавливаемые сваркой двух отпрессованных полублоков. В процессе герметической сварки в блоке создается разрежение воздуха, повышающее его теплоизоляционные свойства. Обычно блоки имеют форму параллелепипедов (194 х 194 х 98 мм и др.), но могут изготавливаться и другой формы. Блоки изготавливают из бесцветного и цветного (часто — зеленого) стекла, светопрозрачными, светорассеивающими и светонаправляющими, для чего на внутренней поверхности каждого полублока создается соответствующий рельеф поверхности. Применяют стеклоблоки для кладки наружных ограждений, светопрозрачных перегородок, лестничных клеток и т.д.
В последние годы в строительстве и в промышленности широкое распространение получили стекловолокнистые материалы. Они изготавливаются из стекловолокна — волокна различного профильного сечения, изготавливаемого из расплавленного стекла диаметром 3-100 мкм. Стекловолокнистые материалы отличаются высокой теплостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью, химической стойкостью. Они применяются в виде жгутов, крученых нитей, нетканых материалов и т.д. для армирования конструкционных и изоляционных материалов (стеклопластиков, стеклотекстолита, стеклобетона, стеклорубероида и т.д.). К нетканым материалам из стекловолокна относят также вату, маты, полосы и плиты из стеклянных волокон, применяемые как эффективные теплозвукоизоляционные материалы.