Файл: Строительные материалы_ Краткий курс_ Н_А_ Машкин, О_А_ Игнатова(1).pdf

108 

6. СТЕКЛО И ПЛАВЛЕНЫЕ ИЗДЕЛИЯ 

6.1. Состав и основные свойства стекла  

 
История  стекла  насчитывает  около  пяти  тысяч лет.  В  Рос-

сии стекло известно с 1635 г. 

Изделия из стекла, каменного и шлакового литья, ситаллов 

и  шлакоситаллов  относят  к  группе  изделий  из  минеральных 
расплавов.  По  виду  сырья  изделия  из  минеральных  расплавов 
разделяют  на  стекольные,  каменные,  шлаковые  материалы;  по 
структуре 

–

  на  стекловидные  (изотропность,  отсутствие  опре-

деленной  температуры  плавления)  и  кристаллические  (сочета-
ние свойств стекла и кристаллических веществ). Свойства: дол-
говечность,  биостойкость,  стойкость  к  перепаду  температур, 
влагостойкость,  атмосферостойкость,  невозгораемость,  жест-
кость. 

У всех изделий общие технологические принципы получе-

ния:  подготовка  и  плавление  исходного  сырья 

  охлаждение 

стекломассы 

  формование  изделий 

  термообработка  для 

снятия внутренних напряжений. 

Основным  видом  строительного  стекла  является  оконное 

листовое.  Свойства  стекла  определяются  составом  входящих  в 
него оксидов. Главными стеклообразующими оксидами являют-
ся оксиды кремния, фосфора и бора, в соответствии с этим стек-
ла  бывают  силикатными,  фосфатными  и  боратными.  Основная 
масса  выпускаемых  стекол 

–

  силикатные;  фосфатные  приме-

няют для производства оптических и электровакуумных стекол; 
боратные 

–

 рентгенопрозрачные стекла. 

Наиболее  высококачественное  листовое  стекло  выпускает-

ся  флоат-способом,  т.е.  на  расплаве  металла  (олово,  медные 
сплавы).  Доля  флоат-процесса  в  США,  Японии,  Канаде,  Анг-
лии 

–

 100 %, в других странах Европы 

–

 75 %, в России – около 

25 %.  Производительность  печей  в  России  и  за  рубежом  – 
600 т/сут, в Японии есть печи производительностью 1000 т/сут. 
В последние годы у нас в стране развивается выпуск закаленно-
го строительного стекла и стеклопакетов (за рубежом 50 % про-

109 

емов  закрывают  стеклопакетами).  В  США  есть  технология  по-
лучения стекла без ванн путем подачи порошкообразного сырья 
потоком воздуха в газовую горелку, где стекло получается в те-
чение нескольких секунд. 

 
Химический состав стекла  
Строительное  стекло, %:  SiO

2

  –  71,5–72,5;  Na

2

O  –  13–15; 

CaO – 6,5–9; MgO – 3,8–4,3; Al

2

O

3

 – 1,5–2. В других стеклах со-

держатся также  Fe

2

O

3

,  K

2

O,  SO

3

,  BeO,  ZnO.  Изменение  состава 

сырьевой массы приводит к варьированию его свойств. Напри-
мер, введение в состав стекла оксида свинца PbO и Na

2

O приво-

дит к повышению блеска (хрусталь), добавки фторидов и пяти-
окиси  фосфора  уменьшают  светопрозрачность  стекол  («глуше-
ные» изделия). 

 
Свойства стекла 
1.  Плотность.  Обычное  строительное  стекло  имеет  плот-

ность  2,5г/см

3

.  Вообще  плотность  стекла  изменяется  от  2,2  до 

6,0 г/см

3

.  

2.  Прочность  при  сжатии  составляет  500–1000  МПа,  при 

растяжении  –  30–80  МПа.  Теоретическая  прочность  при  растя-
жении – 10 000 МПа. Реальная прочность во много раз меньше, 
чем теоретическая, так как в материале присутствуют микроде-
фекты.  Допустимое  напряжение  листового  стекла  не  более  
15–20 МПа. 

Способы повышения прочности: травление, закалка, покры-

тие  пленками,  армирование.  При  травлении  стекла  плавиковой 
кислотой  происходит  растворение  поверхностного  слоя  и  уда-
ление наиболее опасных дефектов, прочность стекла повышает-
ся  в  3–4  раза.  Закаливание  отожженного  стекла  увеличивает 
прочность  в  4–5  раз.  Нанесение  силиконовой  пленки  после 
травления также повышает прочность. 

3.  Модуль  упругости:  стекло  –  хрупкий  материал,  его  мо-

дуль упругости составляет 50–100 ГПа. 

4. Твердость обычного стекла – 5–7 по шкале Мооса. 
5. Теплопроводность – 0,4–0,88 Вт/(м·ºС). 

110 

6. Оптические свойства: светопропускание – до 92 %. 
7. Химическая  стойкость:  силикатные  стекла  не  стойки 

только к плавиковой и фосфорной кислотам. 

6.2. Изделия из стекла 

 
Виды строительного стекла  
Отличается  широкой  номенклатурой.  Применяется  для  ог-

раждающих  конструкций,  а  также  для  внутренней  и  наружной 
отделки и декорирования зданий. Разделяется на группы: конст-
руктивно-строительные изделия; листовое строительное и деко-
ративное стекло; листовое стекло со специальными свойствами; 
облицовочное стекло; цветное художественное стекло. 

1. Конструктивно-строительные изделия: стеклянные пус-

тотелые блоки (стеклоблоки); профильное стекло; стеклопакеты 
(внутри  для  предотвращения  запотевания  находится  силика-
гель);  стеклянные  закаленные  дверные  полотна  и  другие  стек-
лянные детали. 

Стеклоблоки  применяют  для  заполнения  проемов,  кладки 

светопрозрачных  стен,  перегородок,  отделки  фасадов  зданий. 
Стеклоблоки  хорошо  рассеивают  свет  и  обеспечивают  доста-
точную  теплоизоляцию  ограждений.  Применяются  в  производ-
ственных  зданиях,  а  также  при  строительстве  в  холодном  кли-
мате  с  сильным  ветром.  Стеклоблоки  состоят  из  полублоков 
(сваренных); бывают квадратными, прямоугольными, круглыми, 
треугольными,  многоугольными;  одно-  и  двухкамерными.  Раз-
меры  –  194×194×98  и  244×244×98  мм.  Прочность  при  сжатии  
4 МПа, теплопроводность 0,4 Вт/(м·ºС). 

        Рис. 6.1. Стеклоблок 

111 

Профильное стекло: поперечное сечение – в виде швелле-

ра,  замкнутого  прямоугольника  (стекор),  треугольника  (сте-
корт),  коробчатый  профиль  с  закругленными  торцами  (овал-
корт).  Профильное  стекло  применяют  для  остекления  беспере-
плетных окон, прозрачных плоских кровель, ограждения балко-
нов, внутренней и наружной отделки промышленных и общест-
венных зданий.  

Рис. 6.2. Типы профильного стекла: 

а – швеллерное, б – коробчатое, в – ребристое 

2.  Листовое  строительное  и  декоративное  стекло:  окон-

ное и витринное неполированное (вертикальной вытяжки); вит-
ринное  полированное  и  зеркальное  (методом  горизонтального 
термического  формования  на  расплаве  металла);  армированное 
(с  металлической  сеткой,  прокатное);  узорчатое  (типа  «метели-
ца» и «мороз»). 

Оконное стекло имеет габариты до 2200×1600 мм и толщи-

ну 2–6 мм; витринное полированное – до 4450×2950 мм, толщи-
ну  5,5  и  6,5  мм.  Узорчатое  (прокатное)  используется  для  уст-
ройства внутренних перегородок, полупрозрачных экранов и ог-
раждений.  Нанесение  рельефа  на  стекло  придает  им  высокую 
степень светорассеяния. 

а) 

б) 

в) 

112 

Стеклопакеты  –  изделия  из  двух  или  нескольких  стекол, 

соединенных между собой по контуру. Внутреннее пространст-
во  –  воздушное,  толщиной  6–20  мм.  Стеклопакеты  изготавли-
вают клееные, сварные, паяные. Распорная рамка – пластмассо-
вая, из алюминиевых сплавов; обрамляющая – из нержавеющей 
стали.  Сварные  стеклопакеты  получают  путем  изгибания  кро-
мок  стеклянных  листов  с  последующей  сваркой  по  периметру. 
Прочность на изгиб стеклопакета из стекла 5–6 мм и воздушной 
прослойкой 12–20 мм составляет 90–100 МПа,  многокамерных 
стеклопакетов из закаленной стали – намного выше.  

Стеклопакеты  используют  вместо  обычного  двойного  ос-

текления,  существенно  снижая  теплопотери  зданий.  Они  мень-
ше загрязняются, не запотевают и не обмерзают.  

Рис. 6.3. Стеклопакеты: 1 – стекло; 2 – воздушная камера; 

3 – алюминиевая планка; 4 – влагопоглотитель;  

5 – герметизация 

3. Листовое стекло со специальными свойствами: увиоле-

вое  –  пропускающее  ультрафиолетовые  лучи  (окна  детских  уч-
реждений,  здравниц,  спортивных  сооружений,  оранжерей);  по-
глощающее  ультрафиолетовые  лучи  (книгохранилища,  библио-
теки, архивы, выставочные залы); теплоотражающее (солнцеза-