Як визначити щільність скла-перевірені методи + корисні таблиці
У більшості людей скло чомусь асоціюється з чимось дуже постійним, стабільним. Найчастіше таке уявлення грунтується на особистих враженнях – за час існування ні оптичні параметри, ні щільність скла майже не помінялися – хоча б геометричні параметри і щільність віконного скла за безліч десятків років експлуатації в рамах вікна залишаються такими ж, як і безліч років тому.
Яка щільність скляної маси-реальні дані? При виробництві скла є безліч марок (десятки) скла, у кожної з яких особлива щільність.
По суті, параметр питомої ваги застосовується в ролі однієї з основних характеристик, які дозволяють відрізняти одним заготовки зі скла від інших.
Загальні відомості
Коефіцієнт заломлення у заготовки зі скла ніяк не виміряти, а знаючи, яка щільність такого матеріалу, як скло, виходить з легкістю відрізняти матеріал високої якості від проблемного. За довідником, скляна щільність становитиме до 2.2 до 7.5 грам на кубічний сантиметр. Різниця виходить більше, ніж в 3 рази.
Для прикладу пропонуємо навести кілька найпопулярніших марок скляної маси і зробити порівняння їх щільності:
- Оптичні марки випускають і з середньою щільністю, тобто від 3 до 3.5 грам на кубічний сантиметр, а також важкі Флінти, у яких питома вага становить 4.5 грам.
- Для стекол, які застосовують у вікнах, такий показник становить 2.56 грам на кубічний сантиметр.
- Кварцовий Моноліт, причому щільність скла 2.2 грама на кубічний сантиметр.
Зверніть увагу, що дуже маленькими партіями роблять дуже важке скло, у якого щільність становить до 7 тонн на кубічний метр. Такі скла майже не пропускають помітний світловий діапазон, але мають відмінно пропускання світла в ультрафіолеті і інфрачервоному діапазоні. Для простої людини скло, у якого висока питома вага буде виглядати, немов камінь, повністю непрозорий і має скляний блиск.
Найцікавішою віконною категорією стекол притаманне те, що вона відрізняється за параметром питомої ваги, і вкрай точний показник по картах з технологіями буває від 2.45 до 2.56 грам. Це означає, що для найпопулярнішої товщини в 0.4 см щільність скла буде 2.5 грама на кубічний сантиметр. Але навіть такі відомості не дадуть повного уявлення про якості скляної маси.
Подробиця
На що вказує питома маса скла
Для зміни структури і щільності скляного листа, який монтований у віконний отвір або застосовується для біокаміна, потрібно два головні умови:
Високий рівень температури, який буде вище температури плавлення маса скла на 170-200 градусів. Лише при таких умовах скло почне істотно змінюватися, що спричинить зміну основних властивостей, в тому числі і щільність.Чим більше буде скляна щільність, тим вище вийде його світлопропускна здатність і оптична щільність. Скло вікна зі стандартним показником питомої ваги може витримувати нагрівання без наслідків до + 95 градусів, більш легкі (кварцові) здатні нагріватися до +600 градусів, а загартоване і досить важке скло може витримувати до +260…+300 градусів.
Щільність як параметр якості
Алгоритм створення скла був дуже складним у всі часи, а скломасу, до того, як вона буде залита всередину форми, проварюється і перемішується при високій температурі. Робиться це для того, щоб прибрати по максимуму повітряні бульбашки і гази, які розчинені в лаві. Якщо варити скло за прискореною технологією, то його щільність буває навіть менше показників, які наведені в довідниках. Легке Китайське скло відрізняється від стандартного, і щільність такого скла дорівнює від 2.33 до 2.38 г/см3. Якщо лист скла вітчизняного виробництва з товщиною в 0.4 см важить 10 кг, то китайський варіант з товщиною 0.4 см може бути на 70 грам легше.
З одного боку, як може здатися, легкий варіант скла має цінні переваги:
- Нижче навантаження на раму вікна або склопакет.
- Менше теплова провідність скла, а значить, при питомій зниженій вазі теплові втрати через поверхню скла теж будуть менше.
Зверніть увагу, що теплова провідність скла зі стандартною щільністю становить від 0.86 до 0.88 Вт / м * Со. Для листа кварцового скла такий показник приблизно в 2 рази більше.
Більш низький рівень щільності віконного легкого скла обумовлена не застосуванням особливих добавок або технологій, а простою вадою – наявність великого числа мікроскопічних бульбашок повітря в скляній масі. Через маленьких розмірів їх майже не помітно, і визначити наявність можна лише за спеціальним приладом або по щільності матеріалу. Єдиний реальний плюс матеріалу, у якого низька питома вага, більш високий ступінь шумової ізоляції, приблизно на 10% вище, ніж у скла зі стандартною щільністю.
Зменшення питомої ваги – не один наслідок появи дефектів. Цей матеріал має досить низьким ступенем механічної міцності, і головне, його досить складно обробляти різанням, тому що лінія різу через щільність матеріалу і неоднорідності починає «виляти» на різні ділянки листового скла. Через 5 років зіпсоване скло, яке встановлено в склопакеті, може стати причиною того, що ціле вікно вийде з ладу. Друга проблема стекол з малою питомою вагою-зниження пропускання світла. Для звичайного віконного матеріалу з товщиною в 0.4 см коефіцієнт світлової втрати становить лише 9%, а для преміум-марок з щільністю в 2.56 грам/см3, пропускання світла на рівні матеріалу з товщиною 0.6 см.
За зовнішнім виглядом може бути зелений відтінок, а якщо подивитися під кутом до скла, то структура зсередини почне опалесцировать як опал.
Спеціалізовані різновиди стекол
Домагатися високого ступеня теплової ізоляції за допомогою скла зі зменшеною питомою вагою на практиці вкрай важко, і мало того, подібне скло в більшій частині не є придатним для створення склопакетів, які на сьогодні вважаються найкращим методом збереження тепла. Через безліч дефектів скла газ, який закачаний в порожнину двох листів, швидко набере стандартну вологість повітря на вулиці. Як результат, склопакет з матеріалу з низькою питомою масою завжди буде на 35% холодніше звичайного. Щоб підвищувати енергоефективність, застосовують будівельні матеріали з особливою структурою. Найпростішим варіантом буде теплозахисне скло з підвищеним вмістом оксиду металів. Цей матеріал придбає сіруватий відтінок і збільшену матричну щільність, що забезпечує зменшення кількості тепла, яке проникає з променями сонця, на 15%. Більш складні по щільності і структурі віолеві скляні марки застосовуються для того, щоб збільшувати кількість ультрафіолету, який потрапляє з сонячним світлом в кімнату.
Сучасні методи боротьби з тепловими втратами полягає в застосуванні так званого I-скла. Цей матеріал виготовляють з пари стекол, з різними показниками питомої ваги і відрізняються пропускними здібностями. Шар всередині з високим ступенем щільності випускає випромінювання короткими хвилями, довгі теплі промені відбиваються в приміщення. Шар зовні додатково покривають полімерами з високою питомою вагою. Крім того, що утворюється можливість відрегулювати ступінь відбиття випромінювань з малою щільністю, зменшуються теплові втрати за рахунок того, що зменшується конвективна теплова віддача. Більш сучасна версія к-скла з тепловим заощадженням виготовляється з пару шарів зі зниженим ступенем питомої ваги, між якими є шар покриття з напиленням з металу. Скло здебільшого буде виконувати функцію теплового ізолятора, а внутрішнє напилення буде відображати теплові промені, причому спрямованість буде залежати від температури повітря.
Щільність скла важлива, так як при низькій температурі зовнішня поверхня буде пропускати тепло в приміщення, а новий шар буде відображати інфрачервоне випромінювання в будинок. У літню пору року напрямок перепуску буде змінюватися на протилежне. У такій ситуації основним фільтром працюють шари к-скла всередині. Найбільш легкими можна вважати глухі скла з невеликою питомою вагою, у яких наповнювач з титанового оксиду. В такому випадку щільність знизиться не за рахунок внутрішніх вад, а через легкого оксиду металу. Як результат, є можливість отримати відмінний рівень затінення без зменшення міцності листа скла.
Укладення
Розмір питомої ваги скляного матеріалу непрямим чином дає можливість судити про те, наскільки відповідають заявленим в документах параметрам справжнім показникам, таким як світлопропускна здатність і матеріальна міцність. Присутність в склі внутрішніх дефектів в кількості 1.1% (газові включення і бульбашки) зменшує міцність і довговічність полотна на 14%. Для маленьких вікон це некритично, а для великих скляних дверей чи вітрин це завжди критично важливо.