Изготовление стекла
Стекло — это неорганический хрупкий материал, используемый в различных сферах повседневной жизни. Изготавливается из разных материалов, от которых зависят его свойства. Разберем подробнее, как именно устроено производство.
Состав стекла
Стекло выполняется чаще всего из сырья, которое проходит плавление при высоких температурах. Основным компонентом выступает песок, хотя в техническом плане это все-таки кварц или диоксид кремния. К нему добавляют прочие составляющие, например:
- кальцинированная сода;
- доломит;
- известняк;
- стеклобой;
- прочие химикаты.
Для производства стекла осуществляется охлаждение компонентов, которые вначале были расплавлены при температуре от +300 до +2500 градусов. Скорость такая, что не допускается формирования заметных кристаллов. Интересно, что для работы бывает достаточно исключительно и песка, но тогда приходится повышать температуру. Именно по этой причине для модификации используется сода. Например, известняк повышает прочность. Оптимальный состав такой: 75% кремнезема, 10% извести и 15% соды.
Какими могут быть изделия из стекла
Изделия из стекла бывают разными. Условно они делятся на такие группы:
- прозрачные и непрозрачные;
- цветные и бесцветные;
- люминесцированные;
- поглощающие или отталкивающие ультрафиолет.
Неорганическое стекло отличается высокими механическими, химическими и тепловыми характеристиками. Стоит отметить, что, хоть материал и очень чувствителен к повреждениям, сопротивление сжатия у него аналогично таковому у чугуна. Повысить прочность можно при помощи закалки, химической или термической обработок. Благодаря этому устраняются микротрещины, которые возникают под воздействием окружающей среды.
В России производство стекла основывается на следующих процессах:
- подготовка сырья;
- формирование шихты;
- варка;
- охлаждение;
- отжиг и обработка.
Все процессы тщательно отработаны, за счет чего готовые изделия получаются высокого качества.
Этапы производства
Чаще всего стекло изготавливается из таких веществ, как кремнезем, SiO2 и Na2CO3. При производственной необходимости составы могут обогащать дополнительными модификаторами. Для осветления, например, берут сульфаты, хлорид натрия, нитрат аммония и так далее. Перед началом изготовления все компоненты просеивают и сушат. Затем их смешивают, пока масса не станет однородной. При необходимости осуществляется дополнительное измельчение.
Далее шихта отправляется в печь, которая применяется специально для варки стекла. Нагревание позволяет испарить остаточные частички воды. В это время происходит разложение абсолютно всех компонентов. По мере увеличения температуры наступает плавление силикатов. В процессе они формируют непрозрачную массу. Заканчивается этот этап сразу после того, как температура доходит до 1200 градусов. В этот момент стекло приобретает прозрачность.
Далее идет стеклообразование. В ходе этого процесса зерна кварца растворяются в силикатном расплаве, в результате чего возникает однородная масса. Идет это несколько медленно, занимает до 90% времени провара шихты. Когда масса достигает температуры 1500-1600 градусов, происходит удаление газов.
Еще один этап производственного процесса — осветление. Для этого добавляются специальные компоненты, которые способствуют уменьшению поверхностного натяжения стекломассы. Расплав хорошо перемешивают специализированным оборудованием. Вместе с этим процессом проводится гомогенезация.
Завершающий этап — охлаждение. Необходимо соблюдать вязкость массы, которая позволит в дальнейшем сформировать требуемую продукцию. Температура в процессе держится на уровне 700-1000 градусов. Тут очень важно медленно и аккуратно ее уменьшать. Создание различных изделий из стекломассы осуществляется механическим способом на специальном оборудовании.
Что такое шихта
Производство стекла стартует уже в карьере. Кварцевый песок необходимо тщательно очистить, чтобы готовое изделие получилось качественным и надежным. Для очистки сырья от посторонних примесей осуществляется промывка с использованием специализированного оборудования. По завершении этого процесса песок сушат и перемещают в вибрационное сито для просеивания. Отбираются те крупинки, диаметр которых не превышает миллиметра.
Полученное сырье направляют уже на производство — в специальное хранилище. Это главный компонент шихты, но, конечно, не единственный. Сейчас при изготовлении стекла нельзя обойтись без добавок, которые укрепят его и придадут некоторые дополнительные свойства. В состав шихты обычно входят следующие компоненты:
- кремнеземное сырье;
- сода;
- доломит;
- кокс, сульфат соды;
- силикат натрия, лития или калия;
- известняк;
- полевой шпат и так далее.
Естественно, перед использованием компоненты тщательно подготавливают и смешивают при определенных условиях. Еще в шихту могут добавлять иногда измельченное битое стекло. Такое сырье не требует никаких дополнительных обработок, что делает производство лишенным отходов.
О стекломассе
Как только смесь будет готова, ее отправляют в печь для варки стекла. Там температура поддерживается на уровне 1600 градусов. По достижении шихтой жидкого состояния, она перемещается в другую часть печи, а на ее место устанавливают новую партию. Интересно, что данный процесс не останавливается. Каждую минуту может подаваться до полутора тонн материала.
На следующем участке температура снижается до 1000 градусов. Материал становится более однородным, из него удаляют газы. По готовности стекломассу оставляют остывать, за счет чего она становится вязкой. Далее можно переходить к формированию.
Силикатное стекло
Силикатное стекло встречается нам каждый день. Из него изготавливают самые разные вещи: посуду, предметы декора, очки, лампы накаливания, окна и многое другое. Производится оно путем плавки двуокиси кремния при температуре 1700 градусов. В итоге получается материал, который характеризуется прекрасной светопропускаемостью, стойкостью к низким температурам и отсутствием взаимодействия с химикатами. Надо отметить, что он еще и хорошо сверлится, полируется или шлифуется.
Силикатное стекло, помимо уже упомянутых сфер, используется в авиации и судостроении. С его использованием изготавливают кабины, делают фонари и устройства, отвечающие за визуальный контроль. Указанный материал прекрасно подходит для изоляции.
Листовое стекло
Для изготовления листового стекла берут два основных компонента — карбонат натрия и кварцевый песок. Масса размещается в специализированной ванне, в которой также находится расплавленное олово. При этом сам материал может быть нескольких типов:
- термостойкий;
- огнестойкий;
- защищенный от воздействия тепла;
- закаленный;
- стойкий к механическим воздействиям;
- ламирированный.
Из этого следует, что листовое стекло можно использовать в разных сферах, но чаще всего — в строительстве или для обустройства автомобилей. В последней отрасли без него обойтись вообще невозможно.
Лобовые стекла
Лобовое стекло необходимо для качественной защиты салона автомобиля от внешних воздействий, проникновения внутрь осадков и пыли. Оно обеспечивает находящимся внутри людям достаточный уровень безопасности. Каждый день технология производство совершенствуется. Чаще всего стекло изготавливают из материала «Триплекс». В таком случае оно будет иметь трехслойную структуру, благодаря которой не разлетится от удара. Осколки будут удержаны армирующей пленкой.
Еще один вариант — «Сталинит». Тут в основе лежит специализированная процедура закаливания, за счет которой прочность стекла значительно повышается. При ударе оно разлетается на мелкие осколки, которые тоже не вредят людям. Но к такому материалу прибегают довольно редко.
Сама технология производства начинается с разметки по конфигурации и геометрическим размерам. Но проводится только надрез, по которому затем продвигается специализированная горелка, согревающая стекло до необходимой температуры. Это приводит к тому, что оно лопается вдоль линии. Затем кромки обрабатываются специализированными абразивными лентами, а материал промывают мыльным раствором для избавления от остатков грязи и пыли. После покрывают раствором, защищающим от слипания.
Как только эти этапы будут пройдены, специалисты проверяют, насколько качественный и крепкий получился материал. Потом два стекла соединяют друг с другом, и им придается необходимая форма, специфическая для конкретной марки автомобиля. Конструкцию кладут в печь, прогреваемую до температуры 760 градусов, что придает стеклу пластичность. Охлаждение проводится аккуратно и медленно, а после затвердевания между заготовками вставляют прозрачную пленку. Все эти процессы, естественно, автоматизированы, так что можно получить несколько идентичных изделий.
Способы производства стекла
Стекло — это твердое вещество, которое активно используется в различных строительных работах. Оно способно пропускать солнечный свет, не давая при этом теплу выйти изнутри. Чаще всего из него изготавливают окна, витрины, перегородки и зеркала. Листовые стекла обрабатывают в специализированных печах, что закаляет его, то есть придает ему увеличенную прочность. Укрепленные варианты нередко применяются для остекления лоджий и балконов. Если вдруг они повредятся, то от них не будет опасных острых осколков.
Современное производство стекла предлагает потребителям различные модели. Существуют даже энергосберегающие, солнцезащитные и армированные. В первом случае применяется тонкое прозрачное покрытие с высокой проводимостью тепла. Свет оно пропускает очень хорошо, что идеально для отопительного сезона.
Солнцезащитные стекла многократно тонируются для достижения идеального результата. Их применяют для фасадов, включают в состав стеклопакетов. Они способствуют повышению комфортности проживания в доме. Иногда встречаются при производстве аквариумов и витражей.
Армированные стекла хороши для обустройства окон или перегородок. Они отличаются высокой стойкостью к огню благодаря наличию специальной сетки из металла.
Изготовление цветного стекла
Цветное стекло может быть изготовлено различными способами, от которых зависит окончательный оттенок. Первая технология предполагает окрашивание в массе. Она довольно проста и практически ничем не отличается от производства обычного материала. В сырье добавляют разные красители, а также обязательно устанавливается строго заданная температура. Минус — высокий расход средств для придания желаемого оттенка.
Вторая технология уже сложнее, зато краситель уходит более экономно. Стекло изготавливается из двух слоев: первый — простой прозрачный лист, второй — либо тонкий крашеный, либо цветная оксидная пленка. Очень важно следить за линейным коэффициентом, он должен быть абсолютно одинаковым.
Особые виды стекла
Существуют особые виды стекла, которые могут использоваться в разных сферах и для разных целей. Разберемся подробнее в этом вопросе:
- Плоское стекло. Чаще всего его используют в окнах, дверях, автомобильных стеклах и так далее. Для изготовления жидкий материл доводится до желаемой толщины, а потом охлаждается и сгибается при необходимости. Стеклопакеты соединяют сразу несколько панелей в одну систему.
- Стеновые стеклоблоки. Для изготовления берут две разных половинки, которые спрессовывают и отжигают вместе. Их используют в архитектурной сфере для обустройства стен, люков и так далее. Стоит отметить, что такие изделия отличаются эстетичностью.
- Бронированное стекло. Оно является пуленепробиваемым и применяется в различных сферах промышленности. Выполняется из многослойного стекла, для изготовления которого прибегают к реализации специальных технологий. Подобный материал идеален для повышения безопасности: например, в ювелирных магазинах, банках.
- Кварцевое стекло. Считается одним из самых ценных. Выполняется из природного кристалла, который измельчают до гранулята и расплавляют. Чаще всего используется для изготовления деталей точной механики — например, кварцевых часов, контейнеров химических реагентов, лабораторного оборудования и так далее.
- Стеклокерамика. Сначала применялась для создания зеркал и креплений телескопов. Сейчас же из нее также изготавливают варочные панели и посуду. Производится путем «контролируемой кристаллизации».
- Светочувствительные стекла. Они позволяют получить картинку через образование микроскопических частиц из металла после воздействия электромагнитного излучения. Считается перспективным для выполнения всевозможных сложных микросхем.
- Стекловолокно. Расправленный материал пропускают через очень тонкие отверстия, в результате чего формируются нити, которые потом сплетаются друг с другом или остаются в пухлом веществе, применяемом для изоляции тепла или звука. Из стекловолокна делают различное спортивное оборудование, корпуса лодок и прочее.
- Жидкое стекло. Используется для заполнения пор и различных недостатков. Оберегает поверхности от воздействия влаги и солнца, а также прочих потенциально опасных факторов.
- Хрусталь. Из этого вида стекла выполняются элементы декора, имеющие красивый блеск.
- Богемское стекло. Производство ведется в Чехии и Силезии. Резка и гравировка производятся вручную.
- Оптическое стекло. Встречается в разных сферах: медицине, астрономии, фотоаппаратуре и так далее. Производство считается довольно сложным процессом, поскольку важна скрупулезная точность и чистота. Обработка осуществляется с помощью алмазных пил. Стандарты должны строго соблюдаться, в противном случае будет брак.
- Гнутое стекло. Зачастую применяется для витрин, необычных полок и мебели. Материал получают посредством медленного нагрева полотна до 650 градусов. Он смягчается и под собственным весом сгибается. Сам процесс занимает от двух до двадцати часов.
Технология производства стекла не стоит на месте и регулярно совершенствуется. Благодаря этому готовые изделия приобретают все более высокое качество. Знание особенностей создания стекла поможет выбрать самый качественный и подходящий для конкретной ситуации вариант.
Капитальный ремонт: теплоизоляция позволяет на 75% снизить энергопотребление в многоквартирных домах
Применение качественных теплоизоляционных материалов при капитальном ремонте способно сэкономить до 54% тепловой энергии после ремонта детского сада, 65% – больницы, и до 75% – многоквартирного жилого дома. Такие данные получили эксперты ROCKWOOL Россия после анализа результатов энергоэффективных проектов компании. Григорий Громаков, менеджер по развитию направления «Фасады» ROCKWOOL Россия, рассказал об одном из исследований компании в области энергоэффективности на онлайн-форуме «Энергоэффективный ремонт многоквартирных домов».
Эксперты компании смоделировали использование теплоизоляционных материалов разной толщины, сделанных по различным технологиям в серии типовых московских домов. «В итоге выяснилось, что за отопительный период можно практически в два раза снизить затраты на отопление именно за счет применения качественных материалов соответствующей толщины», – отметил Григорий Громаков.
По данным Минстроя РФ, около 80% затрат энергии на обеспечение многоквартирного жилого дома связана с отоплением, вентиляцией и горячим водоснабжением. И сегодня теплопотери в жилых домах на 20-30% превышают проектные значения из-за низкого качества строительства и эксплуатации. «Помимо многоквартирных домов у нас есть проекты по ремонту больниц, школ, детских садов. В таких зданиях активно используется горячее водоснабжение, и толщина теплоизоляции труб сильно влияет на затраты по их эксплуатации», – подчеркнул Григорий Громаков.
По словам эксперта, главная проблема в части энергоэффективности в России – недостаточное законодательное регулирование потребления теплоизоляционных материалов при капремонтах фасадов. Ведь обновление здания просто за счет окраски стен (что часто называют капитальным ремонтом) имеет ограниченное влияние на сохранение тепла. Еще одна проблема: зачастую проектировщики не проводят расчеты по нормам плотности теплового потока. Как следствие – даже если теплоизоляция и применяется, она может быть неэффективной, поскольку выбор строителей пал на неправильную толщину. Поэтому расчёт по нормам плотности теплового потока следует производить для труб ГВС.
В чем же конкретно заключается разница между теплоизоляцией разной толщины? На этот вопрос отвечают результаты эксперимента ROCKWOOL Россия. Специалисты рассчитали энергопотребление пятиэтажного дома серии I-477, стены которого покрыты керамзитобетоном силикатным кирпичом 440 мм. Без теплоизоляции стоимость отопления такого дома составляет 650 тысяч рублей за отопительный период (стоимость отопления одной квартиры – 6600 рублей). С применением теплоизоляции 50 мм тепло для дома будет стоить 335 тысяч рублей, а для квартиры – 3400 рублей. А если воспользоваться теплоизоляцией 100 мм, то целый дом получит тепло всего за 257 тысяч рублей, а квартира – за 2600!
Исследование ROCKWOOL Россия показало, что использование теплоизоляции при капитальном ремонте фасадов – одна из основных мер, которая позволяет снизить теплопотери и увеличить срок службы внешних конструкций. Таким образом, повышение толщины теплоизоляции фасада экономически оправдано за счет снижения стоимости отопления, а увеличение толщины теплоизоляции для систем ГВС существенно снизит тепловые потери с поверхности трубопровода.
«Мокрый фасад»: в границах комфорта
Система СФТК, или попросту «мокрый фасад», активно задействуется в облицовке и утеплении зданий различного типа. Она завоевала популярность как у профессиональных строителей, так и у обычных граждан. СФТК состоит из множества важных технологических слоев, что позволяет повысить энергосбережение дома в сочетании с множеством вариантов его наружной отделки. Подробнее о «мокром фасаде» — в специальном развороте «Технологии и материалы».
Дмитрий Шевцов, продукт-менеджер СФТК (ETICS) Caparol, Alpina, кластер ДАВ Россия — Беларусь:
— Компания DAW SE, дочерней компанией которой является ДАВ-Руссланд - пионер технологии утепления фасадов по методу «мокрый фасад» в Германии. Первый объект компанией был реализован еще в 1957 году. Сама же история компании DAW SE в части производства фасадных материалов датируется 1895 годом. Вот уже более 125 лет мы занимаемся разработкой и выпуском передовых материалов и технологий для отделки и защиты фасадов.
ДАВ-Руссланд в настоящее время предлагает в России все виды штукатурных систем утепления «мокрый фасад» под торговыми марками Capatect Basic и Capatect Classiс за исключением систем с наружным облицовочным слоем. Компания локально производит клеевые, базовые (армирующие), защитно-декоративные штукатурные составы на полимерминеральной и полимерной основе, специализированные фасадные краски и грунтовки для системы «мокрый фасад». В частности, отличительной особенностью систем Capatect является их повышенная надежность в части лицевых защитных и отделочных покрытий. Долговечность фасадных систем утепления Capatect исчисляется сроком более 25 лет.
Тамара Афонина, директор по маркетингу Vetonit, компания «Сен-Гобен»:
— «Сен-Гобен» производит СФТК-системы, используя продукцию под брендами WEBER-VETONIT и ISOVER. Коллаборация сильных брендов и опыт собственного производства более 30 лет — одни из основных преимуществ фасадных систем компании. Наши системы сертифицированы по ГОСТ Р 56707-2015 с присвоением повышенного класса надежности СК0. Собственный R&D-центр на территории России способствует поддержанию высокого качества продукции, что подкрепляется доверием крупных застройщиков и долговечностью объектов, некоторые из них смонтированы более 25 лет назад. Наши системы легко монтируются благодаря запасам прочности, что особенно важно для клеевых фасадных смесей. Прогнозируемый срок службы декоративных покрытий по ГОСТ 9.401-2018 не менее десяти лет. В портфолио «Сен-Гобен» входит уникальный продукт для российского рынка теплоизоляции — кварцевые плиты ISOVER, которые на 40% легче аналогов из базальта при сохранении тех же прочностных характеристик 45/15 кпа, что облегчает монтаж, а также увеличивает качество выполнения работ.
Добавлю, что «Сен-Гобен» — это единственная компания в России, которая производит основной комплекс фасадных продуктов на собственных производственных мощностях. Санкции и новые экономические условия, безусловно, затронули практически каждого игрока отрасли, однако мы продолжаем вести активную производственную деятельность, выполняя все обязательства перед своими партнерами. Надеемся, что строительная отрасль в целом будет показывать устойчивый рост и готовность к изменениям.
Василий Аксенов, руководитель технической поддержки направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ:
— Глобально «мокрые фасады» делятся на два типа — тонкослойные и толстослойные. Отличаются они между собой по типу монтажа. Мы предлагаем рынку уже готовые системные решения, в которых подобраны все элементы. Специалистам отрасли не нужно подбирать подходящие материалы, задумываться об их совместимости между собой — эту работу уже проделали наши инженеры. В состав системы входит теплоизоляция, крепежи, грунтовочные и штукатурные составы, армирующие сетки, декоративные штукатурки. Главное преимущество для потребителя, помимо качества и надежности, — возможность все приобрести у одного производителя.
Отмечу, что основное преимущество технологии — это ее универсальность. Она не имеет ограничений с точки зрения типа здания, его функционального назначения, открывает перед архитекторами и дизайнерами широкие горизонты по оформлению экстерьера. Этому способствует обилие фактур декоративной штукатурки и разнообразная палитра красок для фасада. С точки зрения монтажа по трудоемкости и затратам данная технология проще, чем, например, слоистая кладка. По этой причине «мокрый фасад» и получил широкое распространение во всех отраслях строительства.
Виталий Борисов, руководитель направления по техническому развитию компании PAROC:
— На строительном рынке сегодня популярно несколько фасадных решений, выбор которых зависит от архитектурного стиля и погодных особенностей региона. Так, в Петербурге в силу его классического стиля более востребованы штукатурные фасады, в то время как в Москве и Подмосковье больше строят объектов с вентилируемыми фасадами. В любом случае каждая фасадная система имеет свои технологические плюсы. Так штукатурные системы открывают простор для множества архитектурных деталей и цветовых решений. Поэтому СФТК активно применяются как для нового строительства, например, в Санкт-Петербурге, так и в других городах — в первую очередь при реконструкции старого фонда.
Компания PAROC предлагает несколько эффективных решений для фасадного рынка. Это собственные инновационные разработки PAROC, которые уже хорошо известны на строительном рынке и получили высокие оценки профессионалов. Одна из них — серия PAROC Linio, рекомендованная для тепло- и звукоизоляции как существующих, так и вновь построенных зданий. Продукция подходит для кирпичных, блочных, деревянных, стеклянных и даже стальных стен. Есть и готовое решение — система PAROC PreWIS, в основе которой железобетонная панель с наружным теплоизоляционным слоем и многослойной защитно-декоративной композицией, выполненной по технологии СФТК. Монтаж теплоизоляции в системе PAROC PreWIS ведется в заводских условиях, что гарантирует качество исполнения и обеспечивает долговечность системы, так как полностью исключены риски попадания осадков под слой теплоизоляции.
Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL Россия:
— Система СФТК уже широко опробована в строительстве и доказывает временем свою надежность. Она развивается параллельно с навесными фасадными системами в России и чуть более востребована по объемам строительства. Общий рынок применения этих двух популярных фасадных систем в РФ аналитики оценивают в величину около 60 миллионов квадратных метров за 2021 год, большая часть из них с утеплителем.
Мы поставляем полный комплект материалов для выполнения системы фасадной теплоизоляционной композиционной с тонким штукатурным слоем. Система ROCKFACADE пожаробезопасна, имеет высший класс надежности по ГОСТ Р 56707-2015 и состоит из клея на цементной основе, негорючей теплоизоляции из каменной ваты ROCKWOOL серии ФАСАД, базовой и декоративной штукатурки разных типов и фактуры, а также сетки, тарельчатых анкеров и набора профилей для выполнения углов, откосов, рустов и декоративных элементов. Добавлю, что компоненты системы ROCKFACADE производятся из экологичных и безопасных материалов, обладают отличными теплотехническими характеристиками, высокой паропроницаемостью и широкими архитектурными возможностями. Система применяется в зданиях любой сложности и этажности, а также благодаря своим декоративным возможностям — для реконструкции старых зданий с воссозданием архитектуры времени постройки.
Елена Пашкова, генеральный директор Торгового дома HOTROCK:
— Компания Hotrock производит утеплитель для основного теплоизоляционного слоя системы штукатурных фасадов. Две главные характеристики, которыми стоит оперировать при выборе, — это, во-первых, коэффициент теплопроводности в режиме эксплуатации лямбда Б. Чем он ниже — тем теплее будет в доме. Второй важной характеристикой является показатель на отрыв слоев (предел прочности при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям). Он отвечает за то, какую нагрузку выдержит материал — это может быть клинкерная плитка или штукатурный слой. Необходимо также учесть, что для зданий, находящихся в зоне повышенных ветровых, влажностных и сейсмических нагрузок, этот показатель должен быть выше, а на частный дом до 2–3 этажей — наоборот.
