Сергей Песков - История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

✓ толщине,

✓ количеству слоев,

✓ степени прозрачности,

✓ цвету.

Параметр толщины является одним из самых важных при выборе триплекса, однако он тесно связан с количеством слоев. Триплекс, в котором использовано много тонких слоев, будет прочнее, чем аналоги из меньшего количества слоев такой же толщины. Если при остеклении прочность является первоочередной, тогда нужно обратить внимание на этот параметр.

При производстве триплекса могут использоваться пленки и наливные полимеры с разной степенью прозрачности. Можно изначально изготовить тонированное изнутри стекло, которое будет пропускать меньшее количество света. Также пленки и полимеры могут давать стеклу необходимый цвет.

Пеностекло – теплоизоляционный материал, представляющий собой вспененную стекломассу. Пеностекло – высокопористый ячеистый материал, получаемый спеканием тонкоизмельченного стеклянного порошка и газообразователя.

В качестве основного источника сырья используется стекло, которое может являться боем оконного, бутылочного и других видов стекол, накапливающихся в твердых бытовых и промышленных отходах. Таким образом, получение пеностекла сопровождается утилизацией стекла – отхода, практически не разлагающегося со временем и накапливающемся в окружающей среде в виде отхода человеческой жизнедеятельности.

Считается, что пеностекло было изобретено в 1930-х годах советским академиком И.И. Китайгородским и в США – в начале 1940-х фирмой Corning Glass Work. Вначале предполагалось применять пеностекло в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что оно дополнительно обладает высокими тепло– и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Впервые бетонные плиты с теплоизоляционной прослойкой из пеностекла были применены в 1946 году при строительстве одного из зданий в Канаде.

По своему строению пеностекло напоминает затвердевшую пену. Различные виды «пены» отличаются различными размерами «пузырьков» (что зависит от поставленных перед теплоизоляционным материалом задач).

В зависимости от назначения пеностекло подразделяется на:

– изоляционно-строительное, применяемое для изоляции стен и кровли жилых, общественных и промышленных зданий,

– изоляционно-монтажное – для утепления установок с отрицательными температурами, промышленного оборудования и трубопроводов,

– влагозащитное с водопоглощением не более 2 % по объему,

– легкое для изоляции строительных конструкций и оборудования,

– гранулированное для засыпной теплоизоляции,

– как наполнитель пенопластов.

Влагозащитное пеностекло, применяемое в условиях глубокого холода, имеет замкнутые поры.

Пеностекло характеризуется высокой прочностью, хорошими тепло– и звукоизоляционными свойствами, водостойкостью, негорючестью, биостойкостью, низкой теплопроводностью. Теплоизоляционное пеностекло легко поддается механической обработке – пилению, сверлению, шлифованию. Пеностекло можно изготовлять окрашенным в различные цвета и оттенки: от белого до черного. Теплоизоляционное пеностекло – хороший теплоизоляционный материал для стен и перекрытий различных строительных сооружений, а также для изоляции промышленных холодильников и технологического оборудования, работающего при отрицательных температурах, например хранилищ сжиженных газов. Прочность, легкая обрабатываемость, негорючесть создают благоприятные условия для его применения в строительных конструкциях.

Наряду с отличными теплоизоляционными свойствами и полной экологической и гигиенической безопасностью, пеностекло имеет высокую прочность, негорючесть, удобство обработки и простоту монтажа, способность сохранять эти показатели на протяжении длительного времени постоянными. Материал стоек ко всем обычно применяемым кислотам и их парам, не пропускает воду и водяной пар, не подвержен поражению бактериями и грибками, непроходим для грызунов, не поддерживает горение, не выделяет дым и токсичные вещества.

Одно из самых важных его преимуществ – практически неограниченный срок службы. Это обеспечивается за счёт того, что основным материалом изготовления является стекло, которое не подвержено старению. Благодаря этому физикомеханические свойства пеностекла остаются неизменными практически неограниченное время

В настоящее время основной технологией производства пеностекла является т. н. «порошковая»: тонкоизмельчённое силикатное стекло (частицы 2—10 мкм) смешивается с газообразователем (обычно – углеродом), получившаяся однородная механическая смесь (шихта) в формах, либо на конвейерной ленте поступает в специальную туннельную печь. В результате нагрева до 800–900 °C частицы стекла размягчаются до вязко-жидкого состояния, а углерод окисляется с образованием газообразных CO 2и CO, которые и вспенивают стекломассу. Механизм реакции газо– и пенообразования достаточно сложен и не ограничивается только реакцией окисления углерода кислородом воздуха, более важную роль играют окислительно-восстановительные процессы взаимодействия углерода с компонентами размягчённого стекла. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей – трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор. Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты – сообщающиеся. Не следует путать пеностекло с продуктами вспенивания водных растворов растворимого стекла. Вспенивание т. н. «жидкого стекла» происходит при температурах около 100–200 °C в результате бурного удаления воды из становящегося вязким раствора. Продукт вспенивания растворимого стекла абсолютно не стоек к действию даже холодной воды, в отличие от пеностекла, химическая стойкость которого сопоставима с исходным листовым или тарным стеклом.

Пеностекло используется главным образом в качестве универсального теплоизолятора: в строительном комплексе; жилищно-коммунальном комплексе; в сельском хозяйстве; энергетике; машиностроении; химической и нефтехимической отраслях; пищевом; бумажном; фармацевтическом и других производствах.

Для создания смеси для производства посуды используют основные сырьевые материалы и вспомогательные. Первые образуют стеклянную основу. К ним относятся: кремнезем оксид цинка или алюминия, борный ангидрид, известняк, доломит, сода, сульфат натрия, витерит, глет и свинцовый сурик. Второй тип сырья помогает придать изделию высокие технические характеристики и желаемый цвет, оттенок, форму. Для этого активно используются ускорители варки стекломассы, ее осветлители, красители, окислители, обесцветиватели, восстановители и глушители.