Szkło hartowane właściwości

Szkło hartowane monolityczne (oznacza-
ne jako: ESG) produkowane jest ze zwykłe-
go szkła float. Może być wykonane również
z innych rodzajów szkieł, np. ornamentowe-
go, barwionego w masie. Wyjściowe szkło flo-
at poddawane jest obróbce termicznej po-
przez przeprowadzenie procesu hartowania.
Szkło w czasie tego zabiegu podgrzewane jest
w piecach do temperatury 620÷680°C, a na-
stępnie szybko schładzane strumieniem sprę-
żonego powietrza. Taka procedura intensyw-
nego oddziaływania termicznego ma na celu

ustalenie stanu wewnętrznych naprężeń mate-
riałowych rozłożonych na grubości obrabianej
tafli szkła. Proces szybkiego ochłodzenia po-
woduje „zamrożenie” w przypowierzchniowych
warstwach szkła o grubości około 0,2 t stanu
naprężeń ściskających, natomiast wewnętrzna
strefa grubości szkła o grubości 0,6 t pozosta-
je pod działaniem wewnętrznych naprężeń roz-
ciągających (rys. 6). Tak utrwalony w materia-
le szklanym stan naprężeń wewnętrznych po-
woduje, że jeśli rozbije się taką taflę szkła, roz-
padnie się ona na wiele drobnych, luźno zwią-
zanych, tępych kawałków (rys. 8b), które są
mniej niebezpieczne dla ludzi i dają mniejsze
prawdopodobieństwo poważnego okalecze-
nia. Obróbka termiczna zmienia istotnie cha-
rakter rozbicia szkła float, przy którego rozbi-
ciu powstają długie, ostre, spiczaste fragmen-
ty, stanowiące istotne zagrożenie dla bezpie-
czeństwa oraz ochrony ludzi (rys. 8a). Dlate-
go też szkło hartowane nazywane jest szkłem
bezpiecznym i stosuje się je tam, gdzie istnieje
ryzyko jego rozbicia.
Oprócz tego efektu wpływającego na bez-
pieczeństwo użytkowania uzyskuje się rów-
nież inne pozytywne cechy nowego wyrobu,
takie jak:
1. kilkukrotny wzrost wytrzymałości materiału
poddanego hartowaniu (tab. 3), (rys. 7b, 7c)
przy zachowaniu pozostałych parametrów fi-
zycznych na niezmienionym poziomie;
2. zwiększenie odporności na oddziaływania
termiczne w obrębie jednej tafli szkła (tab. 3);
3. zwiększenie wytrzymałości na uderzenie
przez miękkie ciało odkształcalne zgodnie
z wymaganiami normy PN-EN 12600 [10];
4. odporność na uderzenie piłką, np. zgodnie
z normą DIN 18032 [11], co pozwala klasy-
fikować szyby o grubości co najmniej 6 mm
jako odpowiednie do zastosowania w wiel-
kopowierzchniowych przegrodach szkla-
nych nawet w salach sportowych i gimna-
stycznych;

5. zmniejszenie ryzyka zranienia w przypadku
rozbicia tafli szkła.
Zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwa każ-
da szyba hartowana musi być jednoznacz-
nie i trwale oznaczona w widocznym miejscu
na podstawie normy PN-EN 12150 [12], [13].
Szkło hartowane instalowane jest wszędzie
tam, gdzie wymagana jest wysoka wytrzyma-
łość na obciążenia i bezpieczeństwo eksplo-
atacji. Istotną wadą szkła hartowanego jest
brak możliwości jego obróbki mechanicznej
po dokonaniu zahartowania. Wszystkie prace
związane z jego obróbką w postaci: wycinania
rozmaitych kształtów, otworów, frezowania czy
też gięcia muszą być wykonane przed jego za-
hartowaniem, jeszcze na odprężonym materia-
le szkła float.

 

Szkło hartowane może być poddawane dodatkowej obróbce termicznej związanej z dodatkowym wygrzewaniem gotowych wyrobów. Mamy wtedy do czynienia ze szkłem hartowanym wygrzewanym termicznie (ESG-H). Tego typu obróbka termiczna związana jest z  koniecznością wyeliminowania (zdecydowanego ograniczenia) ryzyka samoistnego pękania szyb ze szkła hartowanego wysta-wionego w warunkach eksploatacji na dzia-łanie podwyższonej temperatury – co głów-nie dotyczy fasad budynków. Ryzyko samo-istnego pękania szyb hartowanych związa-ne jest z przypadkami występowania w mate-riale wsadowym (szkle float) cząstek siarcz-ku niklu (NiS), które mogą się znaleźć w su-rowcach wsadowych stosowanych do wytwo-rzenia masy szklanej. W szkle float takie za-nieczyszczenia w żaden sposób nie wpły-wają na stan bezpieczeństwa eksploatacji.

W szkle hartowanym podczas procesu szyb-kiego chłodzenia materiału szklanego docho-dzi do zamrożenia cząstek siarczku niklu (NiS) w jego skrystalizowanej wysokotemperaturo-wej postaci. Gdy w trakcie eksploatacji docho-dzi do oddziaływania termicznego na szkło, struktura tego kryształu może zmieniać się poprzez zwiększenie jego objętości, co skut- kuje samoistnym pęknięciem szyby. Z uwa- gi na to, że nie można technologicznie wyeli-
minować ryzyka występowania tego typu za-nieczyszczenia w fazie produkcji masy szkla- nej szyby, bezpiecznie wystawione na dzia- łanie wysokiej temperatury podawane są te-stowi HST (Heat Soak Test) zgodnie z normą PN-EN 14179-1 [14]. Test ten polega na do-datkowym wygrzewaniu gotowych tafli harto-wanego szkła w piecu w temperaturze oko-ło 290°C w celu przyspieszenia procesu prze-miany fazowych NiS, które skutkują zwiększe-
niem jego objętości. W przypadku obecności takiego zanieczyszczenia szyby ulegają znisz-czeniu w komorze grzewczej. Takie działanie ogranicza ryzyko (na poziomie 99%) uży-cia szyb, które po zainstalowaniu na obiektach będą samoistnie pękać; jest to zgodne z postanowieniami normy PN-EN 14179 [14], [15]. Termicznie wygrzewa-ne hartowane szkło sodowo-wapniowo-krze-mianowe nie traci swojej charakterystyki wy-trzymałościowej na zginanie i odporności na różnice temperatur. Producent zobowiązany jest do jednoznacznego oznaczenia szyb pod-danych temu testowi, a także do umieszczenia informacji o ich hartowaniu. Szkło hartowane oraz szkło wygrzewane ter-micznie poddawane są testom na siatkę spę-kań, wytrzymałość na uderzenie wahadłem we-dług PN-EN 12600 [10], a także na wytrzyma-łość na zginanie według PN-EN 1288-3 [16].


Drukuj   E-mail