Для специальных целей выпускают химически-стойкое стекло, а также стекло, стойкое к тем или иным видам агрессивных воздействий.
Основной недостаток обычных стёкол — хрупкость. Для того, чтобы расширить сферу применения стекла, его подвергают закалке (закалённое стекло), армированию, создают многослойные композиты (триплекс).
Закаленное стекло – это листовое стекло, которое подвергается специальной химической и термической обработке, в результате чего существенно, более чем в 5 раз повышается механическая прочность материала и его устойчивость к резким перепадам температур. При разрушении такое стекло оказывается достаточно безопасным, рассыпаясь на множество мелких осколков.
Закаленное стекло производят в специальных печах из листов неполированного, полированного, матового, тонированного или узорчатого стекла. Процесс закалки стекла происходит в следующем порядке: сначала стекло разогревают выше температуры размягчения, а затем интенсивно охлаждают в равномерно подаваемых на всю поверхность стекла струях воздуха. Первыми при охлаждении затвердевают поверхностные слои стекла, а затем внутренние слои, где при охлаждении возникают остаточные напряжения сжатия. Эти напряжения и обеспечивают механическую прочность и термостойкость материала. Однако стоит отметить, что противопоказаны раскрой и резка стекла. Уже готовые закаленные стекла нельзя сверлить или подвергать другим видам механической обработки. Все нужные технологические вырезы и отверстия, а также обработку кромки следует предусмотреть заранее и сделать до начала процесса закалки.
Благодаря уникальным свойствам и достаточно высокому уровню безопасности (в сравнении с обычным стеклом), закаленное стекло все чаще находит свое применение в самых различных областях. Например, в современном строительстве материал успешно используется при остеклении конструкций любой сложности, в том числе фасадов многоэтажных зданий и входных групп, лестничных ограждений, светопрозрачных кровель и полов; при остеклении балконов и лоджий, телефонных кабин и остановок общественного транспорта; при изготовлении витрин и витражей. Более того, во многих странах мира, а также в крупных городах России (Москве, Санкт-Петербурге) уже несколько лет действует строительная норма, строго регламентирующая применение закаленного стекла при остеклении лоджий и балконов. Оно может активно применяться не только в архитектуре и строительстве, но и в отделке жилых интерьеров. Из этого прочного материала изготавливают оригинальные межкомнатные перегородки или прозрачные стены, стильные двери без рам или почти невесомые барные стойки. В закаленном стекле воплощаются самые смелые фантазии дизайнеров, создающих прозрачную мебель и всевозможные аксессуары.
В качестве главной составной части в стекле содержится 70—75 % двуокиси кремния (SiO2), получаемой из кварцевого песка при условии соответствующей грануляции и свободы от всяких загрязнений. Венецианцы для этого применяли чистый песок из реки По или даже завозили его из Истрии, тогда как богемские стеклоделы получали песок из чистого кварца.
Второй компонент — окись кальция (CaO) — делает стекло химически стойким и усиливает его блеск. На стекло она идёт в виде извести. Древние египтяне получали её из щебня морских раковин, а в средние века она приготовлялась из золы деревьев или морских водорослей, так как известняк в качестве сырья для приготовления стекла был ещё не известен. Первым подмешивать к стеклянной массе мел, как тогда назывался известняк, стали богемские стеклоделы в XVII веке.
Следующей составной частью стекла являются оксиды щелочных металлов - натрия (Na2O) или калия (K2O), нужные для плавки и выделки стекла. Их доля составляет примерно 16—17 %. На стекло они идут в виде соды (Na2CO3) или поташа (K2CO3), которые при температуре легко разлагаются на окиси. Соду сначала получали выщелачиванием золы морских водорослей, а в местности, удалённой от моря, применяли содержащий калий поташ, получая его выщелачиванием золы буковых или хвойных деревьев.
Различаются три главных вида стекла:
Содово-известковое стекло (1Na2O : 1CaO : 6SiO2)- можно с лёгкостью плавить, оно мягкое и потому легко поддаётся обработке, а кроме того, чистое и светлое.
Калийно-известковое стекло (1K2O : 1CaO : 6SiO2) - более тугоплавкое, твёрдое и не такое пластичное и способное к формовке, но обладает зато сильным блеском. Оттого что раньше его получали непосредственно из золы, в которой много железа, стекло было зеленоватого цвета, и в XVI веке для его обесцвечивания начали применять перекись марганца. А так как именно лес давал сырьё для изготовления этого стекла, его называли ещё лесным стеклом. На килограмм поташа шла тонна древесины.
Калийно-свинцовое стекло (1K2O : 1PbO : 6SiO2) («хрусталь»), получается заменой окиси кальция окисью свинца. Оно довольно мягкое и плавкое, но весьма тяжёлое, отличается сильным блеском и высоким коэффициентом светопреломления, разлагая световые лучи на все цвета радуги и вызывая игру света.
1.5 Стекло в интерьере
Прозрачное стекло
Этот материал, благодаря своей прозрачности и легкости, оптически «лишает» громоздкости даже массивные конструкции. С помощью этого экологически чистого, натурального материала современные интерьеры словно наполняются воздухом и светом, становятся более «прозрачными» и легкими. Ведь современные технологии работы со стеклом и способы обработки кромок и поверхностей настолько совершенны, что позволяют сделать из стекла практически любой предмет интерьера. Возможно, именно по этим причинам дизайнеры все охотнее и чаще обращаются к нему и не перестают удивлять новыми решениями, оригинальными и непредсказуемыми. Более того, некоторые дизайнеры даже считают, что в дальнейшем стекло вполне может стать главной составляющей интерьера, причем вовсе не обязательно оформленного в современном стиле. Современные технологии позволяют воссоздать с помощью стекла атмосферу любого исторического стиля, не говоря уже о композициях, актуальных для интерьера XXI века.[8]
Идея использования стекла в качестве конструкционного и отделочного материала возникла давно. Можно вспомнить традиционные японские жилища, внешние стены которых состоят из рам, затянутых полупрозрачной бумагой, или Хрустальный дворец, построенный Джозефом Пекстоном в 1851 году в Гайд-парке по случаю всемирной выставки. Кстати, именно в те времена появились металлические конструкции и технологии производства стекла, позволяющие строить из него полноценные многоэтажные дома, и в XX веке стекло все чаще стало использоваться в этом качестве.
Дизайнерская и архитекторская мысль двинулась в очень интересном направлении: сделать стекло, хрупкий, в идеале невидимый материал, защищающим элементом, с помощью которого человек сможет созерцать безграничный окружающий мир, не чувствуя ни пронизывающего ветра, ни ледяной пурги, ни секущего дождя. Возможно, именно такой подход привел к тому, что сегодня коттеджи с огромными окнами во всю стену или даже с прозрачными стенами очень популярны в Европе.
Остекленные раздвижные стены, сплошной лентой опоясывающие дом, не просто осуществляют визуальную связь между внутренним и внешним пространствами, но делают их взаимопроникающими - можно сказать, способствуют слиянию двух миров - природы и человека. Действительно, «стеклянный» дом вполне способен создать неповторимое ощущение свободы и масштабности: ведь пейзаж за огромным окном или стеклянной стеной становится постоянно присутствующей в интерьере живой картиной, от восхода до заката дом пронизывает естественный свет (рис. 3-6)...Разумеется, стекло для изготовления таких громоздких конструкций используется специальное, обработанное особым образом. Причем из стекла в современных респектабельных домах за рубежом выполняются не только стены, но и крыша. Она может быть как из матового стекла, так и витражной (рис. 7).
Конструкции могут иметь практически любую форму, стены - раздвигаться, крыши - подниматься и опускаться. На стекла наносятся современные защитные покрытия (например, такие, как «multy coat» и «heat miiTor»), не пропускающие ультрафиолетовых лучей, предотвращающие «парниковый» эффект летом и удерживающие тепло зимой. Используются и другие виды стекла: тонированное, зеркальное, поляризованное, матовое.
Однако эта же прозрачность одновременно может оказаться и недостатком. Согласитесь, далеко не каждому человеку комфортно жить в коттедже, беззащитном перед любопытными взглядами прохожих. Кроме того, дом с прозрачными стенами подходит не для всякого климата. Ведь даже если стена выполнена из нескольких листов закаленного стекла, не очень уютно созерцать снег, лежащий почти что в комнате, - особенно в тех широтах, где холода длятся не менее полугода. Наконец, при некоторых климатических особенностях такой дом становится просто небезопасным, а очарование прозрачности практически пропадает, если весной веранды, примыкающие к домам, оказываются под угрозой сосулек, зимой стеклянную крышу закрывает снежная шуба, весной -лед, летом -пыль, а осенью -опавшая листва.
Как разделяющую зоны перегородку можно использовать также стеклянный стеллаж (рис. 9 и 10) или стеклянный экран (рис. 11).[9]
Стены и перегородки внутри помещения могут быть изготовлены из стеклоблоков - современного материала, выгодно отличающегося от печально известного изделия, широко распространенного в отечественном строительстве несколько десятилетий назад и, к сожалению, зачастую имевшего неэстетичный внешний вид. Стеклоблоки «нового поколения» прекрасно рассеивают солнечные лучи, делая свет внутри помещения мягким и комфортным, увеличивают пространство и осветляют самые далекие участки помещения. С их помощью можно получить эффект панорамного обзора или, наоборот, «интимную» обстановку (рис. 12).