5.4 Скло і скловироби

Скло — це твердий прозорий аморфний матеріал, одержуваний за допомогою охолодження склоподібних розплавів різного хімічного складу.

Основу скла становлять неорганічні окисли, що втримуються у кварцовому піску, кварцитах або піщаниках, міраблиті (у вигляді сульфату натрію або кальцинованої соди), поташі або в калієвій селітрі, крейді, вапняку, мармурі, доломіті, магнезиті, польових шпатах і ін.

До складу скла вводяться також різні добавки: для видалення газових міхурів - освітлювачі (хлористий натрій, плавиковий шпат), для виготовлення непрозорих стекол - глушителі (з'єднання фтору й фосфору), для додання склу певного кольору - барвники (з'єднання кобальту, хрому, срібла, золота, окису заліза, міді й інших металів), для знебарвлення скляної маси.

Щільність скла — 2—8 г/см³. Його переваги: високе світло пропускання (до 90% видимої частини спектра), міцність на стиск (до 1000 МПа), хімічна стійкість (знижується при наявності окислів літію, натрію, калію, барію, свинцю), низька теплопровідність, коштовні художньо-декоративні властивості. Скло є діелектриком, що обумовлює його широке застосування для виготовлення стекло-ізоляторів. Недоліками скла є підвищена крихкість, малий опір вигину й розтяганню, невисока термостійкість. Найбільшу термостійкість (до 1000 °С) мають кварцові стекла.

Скло підрозділяють по призначенню на технічне (оптичне, хіміко-лабораторне, медичне, електротехнічне, конструкційне), будівельне (віконне, "вітринне, профільне, армоване, лицювальне й ін.) і побутове (дзеркальне, меблеве, тарне й ін.), а також по зовнішньому вигляді (рис. 5.3).

Вітринне скло буває поліроване й неполіроване. Поліроване скло має товщину 6,5 і 8 мм, розмір аркушів - 1380x1340 - 4450x2950 мм. По призначенню поліроване скло підрозділяють на дзеркальне (найбільш якісне), транспортне й будівельне. Неполіроване скло має товщину 6,5 мм, розмір аркушів - 1750X1950 - 3950x2950 мм.

Візерункове скло має на одній або на обох сторонах чіткий рельєфний малюнок (візерунок) глибиною 0,5—1,5 мм, що сприяє розсіюванню світла. Воно буває кольорова й безбарвним, його товщина - 3-6 мм, розмір аркушів - 400x600 - 1600x2200 мм.

Близьким до візерункового є скло "Метелиця", застосовуване як лицювальний матеріал. Воно має рельєфний візерунок, що складається зі стовщених ділянок, що довільно чергуються, з матовою поверхнею й уточнюючих ділянок із глянсовою поверхнею. Нанесення алюмінієвого дзеркального покриття робить це скло непрозорим.

Армоване листове скло одержують, запресувавши у його товщу паралельно поверхням зварену або кручену сітку зі сталевий світлої (відпаленої), хромованої, нікельованої або дроту, що має алюмінієве покриття. Така сітка втримує осколки скла, що утворяться при механічних ушкодженнях або впливі високих температур. Армоване скло буває кольорове й безбарвне, з кутою або візерунковою поверхнею, його товщина - 5,5 і 6 мм, розмір аркушів - 400x800 - 600x2000 мм.

Рис. 5.3. Класифікація скла

Сонцезахисне листове світлопрозоре скло відрізняються більше низьким пропущенням інфрачервоних променів (з довжиною хвиль більше 3000 мкм). Їх одержують нанесенням на одну з поверхонь звичайного безбарвного скла тонких відбивних окиснометалічних покриттів.

Теплопоглинальні стекла поглинають інфрачервоні й інші теплові промені. Їх одержують введенням у скломасу оксидів міді, кобальту, заліза й інших металів, що офарблюють стекло в зеленувато-голубий або сірий колір. Особливий вид таких стекол - фото хромовані, які темніють при інтенсивному впливі сонячних променів і відновлюють світло прозорість при зменшенні освітленості.

Загартованим називається скло, піддане спеціальній термічній обробці, тобто розігріву до 630—650 °С (вище температури розм'якшення) і швидкому рівномірному по площі двосторонньому повітряному охолодженню. У результаті залишкової напруги, що утвориться у верхніх шарах, стиску підвищується механічна міцність, термостійкість і безпека стекол. Загартоване скло може мати товщину 4,5-6,5 мм, воно буває полірованим і неполірованим 1-го й 2-го сортів. Різати алмазом таке скло не можна, тому що при цьому воно руйнується на дрібні шматки.

Зміцнені стекла складаються із шарів, що мають різний коефіцієнт теплового розширення або кристалічний поверхневий шар. У результаті цього міцність скла на вигин і ударостійкість збільшуються в 3-10 разів. Різновидом такого скла є триплекс, одержуваний автоклавним склеюванням декількох аркушів шибки целулоїдом, ацетилцелюлозою або бутафоллю. Згодом, що склеює шар, окисляється, що знижує світлопропускання. Багатошарове стекло може мати товщину 9-14 мм (у США - до 76 мм).

Увіолеві стекла пропускають до 25% ультрафіолетових променів (з довжиною хвилі менш 300 мкм). Їх одержують із особливо чистих сировинних матеріалів (які мають не більше 0,03 % домішок заліза) і застосовують для застеклення медичних і дитячих установ, для виготовлення бактерицидних ламп і т.п.

Кольорове листове скло буває десяти квітів (червоною, синьою, зеленою, місячно-білою, блакитною, сірою, молочною, жовтою, лимонною й темно-синє) товщиною 3—4,5 мм.

Стемаліт — це загартоване віконне або вітринне скло, покрите з однієї сторони емалевою легкоплавкою фарбою. Воно виробляється 27 квітів, товщиною 5,0-7,5 мм, розміром аркушів до 1000х 1500 мм. Стемаліт призначений для зовнішньої й внутрішньої обробки будинків і споруджень.

До будівельних виробів зі скла ставляться склоблоки, склопакети, склопрофіліт, лицювальні й ковровомозаічні плитки, марбліт, скломрамор, склокремнезит, шлакосілати, труби, піноскло й ін.

Склоблоки — це пустотілі вироби, одержувані зварюванням по периметрі двох порожніх половинок, внутрішнє поверхня яких рифлена або гладка. Вони бувають квадратними, прямокутними й кутовими, незабарвленими й пофарбовані, розмірами 194х 194x98, 240x240x98, 294X294X98, 244x244x75 мм. Виготовляють також "ремонтні" блоки, призначені для заміни ушкоджених. Їхня довжина й ширина на 10 мм менше стандартні.

Склоблоки використовують для кладки світлопрозорих стін і перегородок будинків і споруджень.

Склопакети — це виробу, які складаються з аркушів скла, з'єднаних розпірною рамкою з алюмінію або свинцевого сплаву. Випускаються також склопакети, аркуші скла в які зварюють по периметрі. По кількості аркушів скла їх підрозділяють на двох -, трьох - і чотиришарові, по кількості повітряних прошарків - на одно -, двох - і трикамерні, по призначенню - на звичайні (для застеклення світлових прорізів промислових і житлових будинків і споруджень) і спеціальні (тепло - і звукоізоляційні, сонцезахисні світлорозсіюючі, зміцнені, безосколкові й електронагріваємі).

Склопрофіліт — це профільне погонажне стекло, одержуване прокаткою скляної стрічки з наступним загином її країв. Він буває відкритого (швелерний, ребристий, зетовий) і закритого перетинів (коробчатий, трикутний, овальний), кольоровий і безбарвний, неармований і армований, із гладкою або рифленою поверхнею. Склопрофіліт призначений для пристрою зовнішніх огороджень і перегородок будинків різного призначення.

Лицювальні плитки виготовляють із глушеного скла різних квітів. За формою вони бувають квадратні й прямокутні товщиною 4-9 мм і розмірами 100x100 - 200x200, 120x60 - 250x140 мм. Лицьова сторона лицювальних скляних плиток гладка або рифлена, а тильна - рифлена (для кращого зчеплення з розчином або мастикою). Для облицювання стін приміщень, до яких пред'являються підвищені гігієнічні вимоги, використовують скляні плитки, покриті з лицьової сторони емалями.

Килимово-мозаїчні плитки являють собою мілко розмірні (до 45 мм) різнобарвні плоскі вироби із глушеного скла у вигляді килимів, наклеєні лицьовою стороною на папір. Після укладання папір змивають водою. Килимово-мозаїчні плитки використовують для зовнішнього й внутрішнього облицювання, а також для художньо-декоративного оформлення фасадів, фойє, вестибюлів і ін.

Марбліт — це виробу у вигляді прямокутних або квадратних плит товщиною 5—12 мм із глушеного темно-зеленого або чорного із блискучими вкрапленнями (кристалами) скла з полірованою лицьовою поверхнею. Його використовують для облицювання внутрішніх стін будинків, колон, цоколів, для оформлення інтер'єрів і ін.

Скломрамор — це плити або аркуші зі скла, що має різнобарвне мармуроподібне фарбування. Він має товщину 8-25 мм, застосовується для декоративного облицювання внутрішніх стін, покриття підлог, а також для антикорозійного захисту будівельних конструкцій.

Склокремнезит (склокристаліт) — це лицювальні декоративні плити, одержувані із гранул стекла певного хімічного складу, кремнезему й інших добавок. Лицьова сторона плит полірована, вона має розцвічення, що імітують природний камінь. Склокремнезит має товщину 15 і 20 мм, застосовується для зовнішнього й внутрішнього облицювання.

Шлакоситали — це склокристалічні матеріали, одержувані зі скла й шлаків металургійних заводів. По міцності, водостійкості, кислототривкості й електроізоляційним властивостям вони перевершують цеглу й бетон. Шлакоситали використовують у якості футеровочного матеріалу, для облицювання стін і укладання підлог на підприємствах хімічної промисловості, у вигляді аркушів і плит для облицювання, пристрою плінтусів, підвіконь для будинків і споруджень різного призначення.

Скляні труби мають довжину 1,5—3,0 м, внутрішній діаметр до 200 мм, товщину стінки — 4,0—11,5 мм. Вони можуть витримувати значний тиск, мають більше високу в порівнянні з металевими хімічну стійкість, гладку поверхню, більшу пропускну здатність, меншу масу, невисоку теплопровідність, легше очищаються. Скляні труби бувають із гладкими кінцями й з конічними буртами на кінцях. Їх використовують для прокладання водопроводу, каналізації, телефонного й силового кабелю, схованої електропроводки, для транспортування агресивних рідин і газів, пристрою трубопроводів у молочної, спиртоводочної і пивоварної промисловості.

Піноскло — це матеріал пористої структури, одержуваний спіканням скляного порошку. Його поставляють у вигляді блоків, плит або профільованих виробів. Висока механічна міцність, незначна об'ємна вага, низькі водопоглинення й теплопровідність, стійкість до агресивних середовищ, вогнестійкість і довговічність обумовлюють застосування піноскла в якості теплоізоляційного, декоративного, акустичного й лицювального матеріалу.