Что включает в себя понятие «безопасное стекло»? Это ламинированное стекло по типу «триплекс» (три и более слоев вплоть до пуленепробиваемого), закаленное стекло или же многослойное закаленное стекло? Основная концепция — «безопасное стекло» не должно причинять вреда человеку в момент своего разрушения.
) Закалённое стекло (термически закаленное). Это обычное листовое стекло, получаемое нагревом до температуры закалки (650—680°C) с последующим быстрым равномерным охлаждением холодным воздухом с обеих сторон. В результате такой обработки в поверхностных слоях стекла образуются остаточные напряжения сжатия, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и безопасность при разрушении. Таким образом, закаленное стекло обладает тремя основными полезными свойствами, каждое из которых имеет свое предназначение в промышленности.
Стекло перед закалкой должно пройти предварительную обработку: резку, полировку, шлифовку, сверление отверстий, матирование (если необходимо). После закалки стекло не поддается механической обработке. Разбиваясь, такое стекло разрушается на множество мелких осколков с тупыми гранями, которые не способны причинить серьёзные травмы. Подобный эффект является доказательством высокой ударной вязкости этого стекла.
Закаленное стекло способно выдерживать резкие температурные перепады от -70°С до 250°С. Данное свойство, в свою очередь, особо ценно в суровых сибирских условиях. В Сибири температура воздуха в зимнее время способна опускаться до -40°С на улице, в то время как внутри здания она равняется +30°С. Обычное же стекло зачастую не выдерживает такой температурной разницы.
Материал может сохранять целостность и свои физические характеристики при медленном возрастании температуры до 1800°С. В связи с этим закаленное стекло получило широкое распространение в области противопожарного остекления, как основной материал.
Оптические свойства закаленного стекла сохраняются на 99%. Даже если закалке подверглось тонированное в массе стекло, оно все равно не утрачивает своих оптических характеристик.
Закаленное стекло все чаще используется и в отделке офисов, общественных зданий. Из него изготавливаются стойки рецепции, офисные перегородки, стойки для буклетов, различные виды стендов и др. Оно может быть энергосберегающим, рефлективным, узорчатым, матовым, тонированным или же просто прозрачным. Однако современные здания и сооружения из бетона и стекла должны быть не только красивыми, но и безопасными. Применяя при их строительстве высокопрочное закаленное стекло, застройщики не только преподносят дань моде, но и заботятся о безопасности людей. Ведь именно закаленное стекло сохраняет равновесие эстетики и безопасности.
Еще одна разновидность безопасного стекла – химически упрочненное стекло. Оказывается, что поверхность стекла можно упрочнять не только термической закалкой, но и химическими методами: травлением, ионным обменом или комбинацией этих способов. Прочность химически упрочненного стекла повышена до 1500–2000 МПа, что выше, чем у некоторых металлов и сплавов. Прочностные возможности такого стекла наглядно демонстрируют стеклянные гвозди.
Триплекс (защитное ламинированное стекло)
Многослойные стекла, состоящие из двух и более слоев, соединенных друг с другом по всей поверхности слоем из прозрачного полимера (в официальной документации такие изделия именуют ламинированными от лат. lamina – полоска, пластинка) принято называть триплексом (от лат. triplex – тройной), хоть этот термин и является зарегистрированной торговой маркой фирмы Pilkington.
Слои могут быть выполненные как из стекла одного, так и различных типов. Стекла могут быть как прямыми, так и гнутыми (форму им придают еще до склейки).
Существует две основных технологии изготовления триплекса: пленочная и заливная. При использовании пленочной технологии между листами стекла располагается поливинилбутиральная пленка (ПВБ), затем в автоклаве происходит склеивание этой композиции в течение трех часов при температуре около 1400°С и давлении 10 Бар. При использовании заливной технологии между листами стекла заливается жидкий полимер, затем происходит его полимеризация под действием ультрафиолетового облучения, химических реакций или под воздействием температуры. При прочих равных условиях (в смысле качества изготовления и исходных материалов) триплекс, изготовленный по пленочной технологии, обладает лучшими оптическими характеристиками, а триплекс, изготовленный по заливной технологии, обладает лучшими прочностными характеристиками (за счет большей толщины полимера). При изготовлении триплекса свойства листового стекла не меняются, а полимер исполняет роль только клея, скрепляющего стекла. Поэтому разрушение каждого из листовых стекол происходит так же, как одинарных стекол в зависимости от силы удара или термических напряжений, и смысл использования триплекса состоит в том, что осколки стекла при его разрушении не падают, а удерживаются полимером. Поскольку наружная часть триплекса – это листовые стекла, его стойкость к внешним воздействиям (химическая стойкость, стойкость к истиранию, термостойкость) такая же, как у листовых стекол.
Основной показатель триплекса: формула (S1 + S2) = толщина. Толщина триплекса может быть любой: от 6,38 мм до 40,84 мм. Она достигается за счет варьирования пленок и стекол, а также количества слоев.
Формула триплекса записывается в виде двух наборов чисел, например 4.4.4 2.2, где первый набор чисел – это толщины стекол, а второй – толщины пленок. Сумма толщин стекол и пленок равна толщине всего триплекса.
Отметим, что у пленок существует своя классификация толщин. В соответствии с ней цифры 2.2 – соответствуют толщине 1,56 мм. Пленки классифицируют следующим образом: 1 – 0,38 мм; 2 – 0,76 мм. Встречаются и другие толщины пленок, например 0,5 мм. В заливной технологии толщина слоя может составлять 1,2 мм.
Многослойное стекло с промежуточной пленкой может:
- задержать незваных гостей и защитить жизнь. Злоумышленники обычно разбивают стекло либо для проникновения внутрь помещения, либо с целью открыть замок наружной двери. В отличие от закаленного стекла, в триплексе при разбивании осколки не разлетаются во все стороны, а остаются «висеть» на эластичной пленке. Лишенные возможности быстро проникнуть в помещение, большинство грабителей спешит убраться прочь. Пулестойкое бронестекло – весьма эффективный способ защиты от внезапного нападения с использованием огнестрельного оружия. Оно используется в кабинах охраны, пунктах обмена валюты, кассовых узлах и т.п.;
- защитить от шума. Обладая высокими звукоизоляционными характеристиками, многослойное стекло может эффективно снижать нежелательный шум на величину от 32 до 44 дБ;
- защитить от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, поглощая 99 % излучения;
- защитить от телесных повреждений. Известно, что до 30 % несчастных случаев в помещениях приходится на долю поражения осколками разбитого стекла и до 70 % ранений при взрывах происходит из-за «вторичных осколков», когда взрывная волна вдавливает рассыпающиеся оконные стекла внутрь помещений. Если разбивается триплекс, такие осколки не образуются;
- обеспечить высокую оптическую прозрачность и стабильность цвета, а также устойчивость к царапинам.
Согласно ГОСТу 30826-2001, многослойное стекло в зависимости от назначения подразделяют на следующие виды:
- стойкое к механическим воздействиям;
- огнезащитное;
- шумозащитное;
- морозостойкое;
- многослойное со специальными свойствами.
Ударопрочное стекло согласно ГОСТу Р 51136-2008 делится по защитным свойствам на:
1. Противоударные (включающие триплекс) класса А1, А2, А3
1. Противовзломные — Б1, Б2, Б3 (защита от топора, от молота)
Классификация стекол защитных многослойных по устойчивости к энергии удара
| Класс защиты по ГОСТ Р 51136-98 | Высота падения,м | Энергия удара, Дж(кгс.м) |
| А1 | 3,5±0,02 | 141±2(14,1) |
| А2 | 6,5±0,02 | 262±3(26,2) |
| А3 | 9,5±0,02 | 382±4(38,2) |
Классификация стекол защитных многослойных по устойчивости к пробиванию
| Класс защиты по ГОСТ Р 51136-98 | Удары тупой стороны топора | Удары лезвием топора | Суммарное число ударов | ||
| Встречная скорость удара V1,м\с±0,3 | Энергия удара E1,Дж±15 | Встречная скорость удара V1,м\с±0,3 | Энергия удара E1,Дж±15 | ||
| Б1 | 12,5 | 350 | 11,0 | 300 | от 30 до 50 |
| Б2 | 12,5 | 350 | 11,0 | 300 | от 51 до 70 |
| Б3 | 12,5 | 350 | 11,0 | 300 | свыше 7 |
Применение ламинированных стекол, выводы и предпосылки:
- при структурном остеклении зданий;
- витринное остекление ответственных объектов (магазинов, офисных перегородок банков, остановочных комплексов, школ, спортивных залов и детских садов);
- опорные боковые поверхности лестничных маршей и эскалаторов;
- балконное остекление;
- стеклянные полы и ступени лестниц;
- детали мебели и стеклянные столешницы;
- плоские лобовые стекла автомобилей и прочего подвижного состава;
- все виды наружного ограждения;
- остекление зданий, находящихся в зоне повышенного шума;
- плоское бронестекло;
- потолочное остекление;
- оформление входов и вестибюлей общественных зданий.
За границей, если в витрине магазина не стоит триплекс или хотя бы стекло покрытое защитной пленкой, ни одна страховая компания такой магазин ни за что не застрахует.
Различия в характеристиках стекол, применяемых в строительстве
