Улучшить прочность листового стекла

Основным видом стекла, незаменимого при заполнении световых проемов, ограждающих конструкций, устройстве прозрачных и полупрозрачных перегородок, остеклении крыш, световых фонарей, зимних садов, а также при выполнении некоторых облицовочных работ, по праву считается листовое стекло.

Такое стекло как конструктивный элемент рассчитывается на воздействие эксплуатационных нагрузок (ветровой, снеговой, от собственного веса, от перепадов температур и т.д.). Однако обычный вариант его изготовления не гарантирует надежность при возможных ударных нагрузках и потому не удовлетворяет современным требованиям безопасности с точки зрения сопротивления силовому воздействию и действию мощного теплового потока, а также ряду других требований: по теплозащите помещений в зимний период, ограничению потока солнечной энергии в летнее время, защите от воздействия рентгеновских лучей или электромагнитных излучений и т.д.

Перечисленные проблемы решаются различными путями. Улучшить прочностные характеристики готовых изделий и их безопасность в отношении защиты от несчастных случаев до последнего времени считалось возможным распространенными способами — закалкой и армированием стеклянного полотна. Отличаясь повышенной ударопрочностью и огнестойкостью, такие стекла при разрушении распадаются на мелкие осколки с тупыми краями.

Надежнее от проникновения извне и прочих разрушающих воздействий защищают многослойные стекла. В зависимости от числа листов используемого стекла различают несколько типов конструкций: двухслойное стекло с промежуточным склеивающим слоем — триплекс, сочетание из трех листов стекла и двух склеивающих слоев — пентаплекс, а при большем числе составляющих элементов — полиплекс. В многослойных стеклах первого поколения в качестве клеящего материала применялись преимущественно поливинилбутирольные (ПВБ) пленки. Лет десять назад особенно широкое развитие получила технология производства триплекса методом заливки: в пространство между стеклами заливается специальная фотополимеризующаяся композиция или самостоятельно твердеющая синтетическая смесь. Жидкости (первая — под воздействием ультрафиолетового облучения, вторая — в обычных условиях) превращаются в твердую пленку, прочно соединяющую стекла между собой. При этом предварительной обработки стекла не требуется, а химический состав композиций допускает возможность ввода красителей, что позволяет получать тонированную продукцию.
Многослойные стекла могут включать слои, упрочненные травлением или закалкой, а также промежуточные или наружные слои прозрачного поликарбоната. Менее чувствительные к концентрации напряжений и образующие в чрезвычайной ситуации минимальное количество осколков, полиплексы, тем не менее, пользуются ограниченным спросом в связи с их относительно высокой стоимостью, зависящей от цен на исходные материалы (флоат-стекло и клеящие полимерные композиции).

Среди последних разработок — противопожарные преграды. Такие окна представляют собой конструкцию, состоящую из металлической рамы и пяти слоев флоат-стекла, разделенного воздушными промежутками. Листы по периметру склеены между собой полимерным материалом и швы загерметизированы высокотемпературным герметиком. На четыре стекла нанесена светопрозрачная, огнестойкая полимерная композиция, которая при огневом воздействии полимеризуется, мутнеет, а в случае возникновения в стеклянном полотне трещин активизируется вспенивающийся слой и герметизирует эти трещины. Вновь образовавшаяся прослойка одновременно ограничивает действие теплового потока на смежные стекла пакета. При дальнейшем разогреве начинают вспениваться полимерные слои в соседних камерах, вспененный слой на первом стекле чернеет, делая блок абсолютно непрозрачным, в результате доступ тепловой энергии прекращается, а конструкция долгое время сохраняет прочностные характеристики, в том числе устойчивость, предотвращая распространение огня и дыма. Минимальный предел огнестойкости противопожарных окон такой конструкции — полчаса.
При выборе типа остекления немаловажным фактором, помимо показателя надежности, является экономичность. Здесь оптимальное решение — установка на стекла защитных самоклеящихся пленок, которые представляют собой многослойную систему, образованную сочетанием одного из видов прочной клеевой основы (чувствительной к давлению, нелипкой клеевой основы, клеевой основы, активируемой водой) и упругого полимерного слоя.

Самоклеящиеся пленки можно устанавливать на самое массовое в России стекло вертикальной вытяжки, причем не только в заводских условиях, но и на уже существующее остекление. Сохраняющие на протяжении 15-20 лет свои физико-механические и оптические свойства, защитные пленки позволяют придать стеклам ряд новых свойств.

Для достижения максимальной эффективности безопасности разработаны варианты взрывоустойчивого остекления классов защиты Д-1-Д-5. Усилить защитные функции стекла удалось благодаря использованию особой прочной пленки, способной выдерживать без повреждений большие механические нагрузки, в связи с чем поглощается значительная часть энергии ударной волны. Даже если целостность стекла нарушается, защищенное пленкой, оно остается в раме, а клеящий слой удерживает осколки. В соответствии с требованиями заказчика взрывоустойчивым стеклам могут придаваться дополнительные свойства: создаваться условия односторонней видимости, устанавливаться тонирующие, энергосберегающие, защищающие информацию и обладающие другими качествами пленки. Имеющие толщину от 112мкм до 380мкм защитные пленки нового поколения выпускаются как в бесцветном, так и в тонированном исполнении — подразумевается вакуумное напыление на поверхность гибкой основы частиц металла (бронзы, меди, титана, алюминия, нержавеющей стали) размером в атом. Высококачественные материалы и сплавы, используемые в данном процессе, делают пленку более прочной, малоизнашиваемой и исключают потенциальную деметаллизацию, которой подвержены пленки предыдущих поколений. Помимо улучшенной защиты от последствий влияния ударных нагрузок, металлизированные оконные пленки позволяют контролировать количество солнечной радиации и при необходимости уменьшать передачу световой и инфракрасной энергии, а также регулировать прохождение ультрафиолетовых волн через светопрозрачные конструкции.

Подготовил Вячеслав ГИЛЕВИЧ