Домой Разное Плотность оконного стекла

Плотность оконного стекла

99
0

Вес стекла

Наиболее востребованным в повседневной жизни является обычное силикатное или оконное стекло. Его вес играет важную роль, и учитывать эти значения необходимо при:

  • монтаже зеркальных поверхностей на стенах и потолках, стеклянных перегородок, устройстве душевых кабин, производстве окон и пр.;
  • необходимости подбора фурнитуры, креплений, просчетах нагрузки на конструкции;
  • транспортировке.

Рассчитать массу изделия М (кг) можно исходя из формулы: M(кг)=S(м2)*t(мм)*2.5, где S – площадь поверхности вымеренная в м2, t – толщина материала в мм, коэффициент 2.5 означает среднее значение веса м2 для силикатного стекла толщиной 1 мм.

Вес м2 стекла (оконного) зависит от его толщины. Для удобства проведения последующих расчетов, значения веса стекол различной толщины приведены в таблице.

Таблица значений веса 1 м2 при различной толщине стекла
Толщина стекла (мм) Вес м2 стекла (кг)
3 7.5
4 10
5 12,5
6 15
8 20
10 25
12 30
15 37,5
19 47,5

Для примера приведем расчет веса стандартного однокамерного стеклопакета одной половины двухстворчатого окна.

При размере 650 мм * 1400 мм, его площадь составит 0,91 м2. Если вес стекла 4 мм – 10 кг/м2, то одно стекло весит 9,1 кг, а два стекла – 18,2 кг.

В двухкамерном стеклопакете балконного блока размером 800 мм х 1450 мм используются стекла 6 мм и два по 4 мм. Его площадь 1,16 м2. Вес стекла 6 мм такой площади – 17,4 кг, плюс 18,2 кг двух других.

В устройстве перегородок для душевых кабин используется листовое стекло толщиной 8 мм. При стандартном размере кабинки 90 * 90 см и высоте перегородки 2 м, площадь стеклянной поверхности составит 3,6 м2. Вес стекла 8 мм – 20 кг/м2, а масса всей перегородки – 72 кг.

Большой аквариум собирается из стекла толщиной более 10 мм. При этом масса его будет внушительной. Так при размерах 1300 мм * 600 мм * 600 мм понадобится 2,28 м2 стекла 10 мм и 0,78 м2 стекла 15 мм. В этом случае вес стекла 10 мм составит 57 кг, дно 15 мм – 29 кг.

Состав, свойства разных видов материала

Стекло представляет собой аморфный неорганический материал. Существует множество его модификаций, имеющих различные физико-химические свойства, различный состав.

Стекло производится путем плавления стеклообразующих веществ:

  • Оксидов. Например: кварцевое стекло, германатное или привычное оконное (силикатное) стекло.
  • Фторидов.

В зависимости от потребностей эксплуатации стекла в той или иной сфере используют различные компоненты, придающие нужные характеристики. Среди них такие:

  • твердость (измеряется по шкале Мооса и составляет в среднем 6 ед, зависит от дополнительных примесей, наиболее твердое стекло кварцевое, а самое мягкое – свинцовое);
  • теплопроводность (0,7 Вт/м*К – 13,4 Вт/м*К);
  • стойкость к высоким температурам;
  • электропроводность;
  • плотность (удельный вес зависит от вида, самая низкая плотность у кварцевого стекла – 2200 кг/м3, силикатное – 2500 – 2600 кг/м3, на оксиде свинца – до 7500кг/м3);
  • прозрачность;
  • ударная вязкость (оконного стекла 1,5 – 2 кН/м, увеличивается относительно количеству содержания брома в материале);
  • отражающая способность и др.

Выбирая материал, следует руководствоваться в первую очередь требованиями к физическим характеристикам стекла, необходимо точно знать, какие свойства важны.

Реальная величина плотности стеклянной массы

В стекольном производстве существует несколько десятков марок стекла, у каждой из которых своя плотность. По сути, величина удельного веса используется в качестве одной из главных характеристик, позволяющих отличать одни стеклянные заготовки от других. Коэффициент преломления у стеклянной заготовки не измеришь, а зная, какая плотность у стекла, можно легко отличить качественный материал от проблемного.

Согласно справочнику, плотность стекла равна 2,2-7,5 г/см3. Разница более чем в три раза. Для примера можно привести несколько наиболее известных марок стеклянной массы и сравнить их плотность:

  • Кварцевый монолит, плотность стекла 2,2 г/см3;
  • Для оконного стекла этот показатель равен 2,56 г/см3;
  • Оптические марки выпускаются как средней плотности, 3-3,5 г/см3, так и тяжелые флинты с удельным весом 4,5 г/см3.

К сведению! Особо малыми партиями изготавливают тяжелое стекло с плотностью до 7000 кг/м3.

Такие стекла практически не пропускают видимый диапазон света, но обладают прекрасным светопропусканием в ультрафиолете и инфракрасном диапазоне. Для обычного человека стекло с высоким удельным весом будет выглядеть, как камень, абсолютно непрозрачный, со стеклянным блеском.

6b2c7076f73b540fd10fce6c7a089c6f.png

Наиболее интересная категория оконных стекол на самом может отличаться по величине удельного веса, более точный показатель, согласно технологическим картам, составляет 2,45-2,56 г/см3. Это значит, что для наиболее распространенной толщины 4 мм плотность стекла составляет 2,5 г/см3. Но даже эти сведения не дают полного представления о свойствах стеклянной массы.

Свойства стекла

Стекло является неорганическим материалом, который изготавливают на производстве, а также оно существует в природе – это минералы. Относительно структуры стекла, то оно является аморфным твердым телом, которое имеет массу модификаций. Именно поэтому существует большое видов этого материала.

Причем каждый вид стекла имеет свой уникальный состав, свои химические и физические свойства. На сегодня, независимо от вида стекла, его производство достигло таких масштабов, что свойства стекла улучшаются каждый день. Например, данный материал имеет такой состав, что получил высокую стойкость к агрессивным веществам, биоактивность, прозрачность, отражающую способность, прочность, жаростойкость, электропроводность и другие. Химический состав стекла

Изготавливают стекло из стеклообразующих веществ, к которым относятся такие фториды и оксиды, как B2O3, P2O5, AlF3, GeO2, SiO2, TeO2. В итоге, учитывая основной используемый компонент, выделяют разные виды стекол. Например, бывают фторидные и оксидные стекла, это силикатное, кварцевое, германатное и фосфатное стекло.

Если это обычное силикатное стекло, то его изготавливают методом плавления компонента из соды, кварцевого песка и извести. Что касается кварцевого стекла, то оно в своем составе имеет формулу SiO2 и изготавливается оно с помощью метода плавления кремнеземистых веществ, это кварцита и горного хрусталя. Помимо этого, оно еще может состоять из кластофульгуритов, то есть оно имеет природное происхождение. Изготавливают его путем попадания молнии прямо в залежи кварцевого песка.

68d697c724f355eb57c1614f11bbbe88.jpg

Плотность показатель качества

Процесс производства стекла всегда был очень сложным, стекломасса, перед тем как будет залита в форму, варится и перемешивается при большой температуре. Делается это для того, чтобы выдавить максимальное количество пузырьков воздуха и газа, растворенных в лаве.

Если стекло варится по ускоренной технологии, то его плотность может быть меньше даже показателей, приведенных в справочнике. Китайское легкое стекло имеет удельный вес в пределах 2,33-2,38 г/см3. Если стеклянный лист отечественного производства толщиной 4 мм весит 10 кг, то китайский четырех миллиметровый вариант может потянуть на 60-70 г легче.

С одной стороны, казалось бы, более легкий вариант стекла обладает ценными преимуществами:

  • Ниже нагрузка на оконную раму или стеклопакет;
  • Меньше теплопроводность стекла, а значит, при пониженном удельном весе меньше потери тепла через стеклянную поверхность.

К сведению! Теплопроводность стекла стандартной плотности находится в пределах 0,86-0,88Вт/м*Со. Для кварцевого листа этот показатель примерно вдвое выше.

Более низкая плотность легкого оконного стекла обусловлена не использованием особых добавок или технологии, а обычным дефектом – наличием большого количества растворенных в стеклянной массе микропузырьков, Из–за малых размеров их практически не видно невооруженным глазом, и определить можно только на специальной аппаратуре или по плотности материала.

Единственным плюсом материала с низким удельным весом является более высокая шумоизоляция, примерно на 10% выше, чем у стекла с обычной плотностью.

Снижение удельного веса — не единственное следствие образования дефектов. Такой материал обладает достаточно низкой механической прочностью и, главное, – обрабатывать его резаньем очень сложно, так как линия реза из-за неоднородности и различной плотности материала «виляет» на разных участках листового стекла. Через 4-5 лет дефектное стекло, уложенное в стеклопакет, может стать причиной выхода из строя целого окна.

Второй проблемой стекол с небольшим удельным весом является снижение светопропускания. Для стандартного оконного материала толщиной в 4 мм коэффициент потерь света составляет всего 8-9%, для премиум марок с плотностью 2,56 г/см3 показатель светопропускания может достигать 95%. У легких стекол с плотностью 2,37-2,4 г/см3 светопропускание на уровне 6-ти миллиметрового материала. По внешнему виду может иметь зеленоватый оттенок, а если смотреть под углом к поверхности, то внутренняя структура начинает опалесцировать подобно опалу.

Востребованность и популярность стекла

Самую важную роль в производстве стекла играет его закалка, то есть обработка, которая делает наиболее безопасным и особенно во время его разбивания. В итоге осколки не могут ранить человека, поэтому такой материал охотно используют в производстве перегородок, мебели и дверей. Кроме этого существует и другой способ обработки стекла – это изгиб стекла, то есть получается гнутое стекло. Такой материал является очень капризным, поэтому его редко используют. Готовое стекло и даже закаленное образцы довольно легко поддаются поверхностной обработке.

Наиболее распространенным видом обработки стекол является пескоструйная обработка. То есть ударная волна песка направлена так, что выбивает в стекле следы, которые задумал дизайнер. В итоге матирующий эффект и причудливые узоры придают материалу индивидуальность и неотразимость. Еще в производстве стекла используется окраска и такая обработка материала встречается для приготовления столешниц и при отделке стен. Огромное множество способов дает возможность изготавливать каждый день различные предметы обихода, и просто прекрасные шедевры искусства.

С каждым годом разновидности стекол только увеличиваются, и это позволяет использовать его во многих сферах деятельности человека

Единственно, что нельзя забывать – это осторожно обращаться с этим прочным, красивым и восхитительным материалом, который все же остается хрупким материалом.

Плотность стекла

По аналогии до характеристик пенопласта стекло имеет свои уникальные качества. Если это технические стекла, то их плотность зависит от химического состава и колеблется в пределах от 220 и до 6300 кг/м3. Если это стекла, которые применяют в изготовлении декоративных изделий и сортовой посуды, то их плотность обычно 2490-2520 кг/м3. Для изготовления свинцовых хрусталей плотность стекла составляет 2400-3200, а для бариевых хрусталей плотность составляет 2700-2900 кг/м3.

Стоит знать, что плотность стекла уменьшается при повышении температуры. Поэтому плотность стекла отожженного больше, нежели закаленного. А связано это с тем, что все закаленные стекла имеют рыхлую структуру, ведь при закалке замораживается высокотемпературная структура в стекле. А вот во время отжига эта структура уплотняется. Готовая плотность плохо и хорошо отожженных стекол различается и составляет 20-30 кг/м3.

Еще плотность стекла может изменяться в зависимости от его химического состава. Например, существенно повышают стекла оксиды железных металлов ZnO, PbO, ВаО, а в меньшей степени MgO и СаО. Такая зависимость используется в контроле химического состава стекол и особенно во время механизированного производства стеклянных изделий.

bb26e054ffd39177106540ba859515ab.jpg

Специальные виды стекол

Добиться высокого уровня теплоизоляции с помощью стекла с пониженным удельным весом практически очень сложно, мало того, такое стекло в большей части непригодно для изготовления стеклопакетов, считающихся на сегодня наилучшим способом сохранить тепло. Из-за многочисленных дефектов стекла газ, закачанный в полость между листами, быстро набирает стандартную влажность уличного воздуха. В результате стеклопакет из стекла с низким удельным весом оказывается на 30-35% холоднее обычного.

d89af639ad07684607d35a2c5db8b591.png

Для повышения энергоэффективности используются стекломатериалы особой структуры. Простейший вариант – теплозащитное стекло с увеличенным содержанием окислов металлов. Такой материал приобретает сероватый оттенок и увеличенную плотность матрицы, что обеспечивает снижение количества тепла, проникающего с солнечными лучами, на 10-15%. Более сложные по структуре и плотности виолевые марки стекла используются для увеличения количества ультрафиолета, проникающего с солнечным светом в помещение.

Современные способы борьбы с потерями тепла заключаются в использовании так называемого I — стекла. Такой материал изготавливается из двух стекол, с разными значениями удельного веса и разной пропускной способностью. Внутренний слой с высокой плотностью выпускает коротковолновое излучение, теплые длинные лучи отражаются внутрь помещения. Наружный дополнительно покрывают полимером с высоким удельным весом. Помимо того, что появляется возможность регулировать степень отражения излучения низкой плотности, уменьшаются теплопотери за счет снижения конвективной теплоотдачи.

Более современная версия теплосберегающего К-стекла изготавливается из двух слоев с пониженным удельным весом, между которыми находится слой металлизированного покрытия. Стекло в большей мере выполняет функцию теплоизолятора, внутреннее напыление отражает тепловые лучи, при этом направленность зависит от температуры воздуха.

При низких температурах наружная поверхность низкой плотности пропускает тепло вовнутрь помещения, второй слой отражает инфракрасное излучение обратно в дом. В жаркое время направление перепуска меняется на противоположное. В этой ситуации главным фильтром работают внутренние слои К-стекла.

Самыми легкими считаются глухие стекла с минимальным удельным весом с наполнителем из оксида титана. В данном случае плотность снижается не за счет внутренних дефектов, а за счет легкого окисла металла. В результате удается получить хороший уровень затенения без снижения прочности стеклянного листа.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Нвапишите свой комментарий
Введите имя