Szkło hartowane MRS GLASS Poznań

Własności mechaniczne szkła stosowanego przez MRS GLASS Poznań

Postanowiliśmy Państwu przybliżyć technologicznie oferowany produkt oraz jego specyfikę.

1 Gęstość

Gęstość szkła wynosi 2,5 g/cm3. W przypadku szkła płaskiego, tafla o powierzchni 1m2 i grubości 1 mm posiada więc masę 2,5 kg. Masa właściwa szkła, wyrażona w jednostkach urzędowego systemu miar, wynosi 2500 kg/m2. Masa jednego metra kwadratowego szkła o grubości 4 mm wynosi więc 10 kg.

2 Wytrzymałość na ściskanie

Wytrzymałość szkła na ściskanie jest bardzo wysoka: 1000 N/mm, czyli 1000 MPa. Oznacza to, że rozbicie sześciennej kostki szkła o boku długości 1 cm wymaga obciążenia rzędu 10 ton.

3 Wytrzymałość na zginanie

Przy poddawaniu szkła zginaniu, jedna jego powierzchnia ulega ściskaniu, druga rozciąganiu. Wytrzymałość szkła na zginanie wynosi:

  • 40 MPa (N/mm2) w przypadku niehartowanego szkła float
  • 120-200 MPa (N/mm2) w przypadku szkła hartowanego (w zależności od grubości, obróbki krawędziowej i typu konstrukcji).

Wysoka wytrzymałość szkła hartowanego SGG SECURIT, która charakteryzuje się pięciokrotnie większą wytrzymałością na uderzenie ciałem miękkim od zwykłej szyby wynika z faktu, że tego rodzaju obróbka powoduje bardzo duże naprężenia wstępne powierzchni szkła. Uwzględniając współczynniki bezpieczeństwa, w tabeli poniżej podajemy naprężenia robocze dla najbardziej powszechnych i najczęstszych zastosowań, jakie są zalecane przez GLASSOLUTIONS POLSKA.

Rodzaj szkła – Naprężenie średnie R (N/m2)
Szkło float (SGG PLANILUX, SGG PARSOL, SGG ANTELIO itd)45 x 106(PN-EN 572)
Szkło utwardzane (SGG PLANIDUR)70 x 106(PN-EN 1863)
Szkło hartowane termicznie (SGG SECURIT)120 x 106(PN-EN 12150)

4 Sprężystość

Szkło jest materiałem idealnie sprężystym, niepodlegającym trwałym odkształceniom. Jest to jednak zarazem materiał bardzo kruchy, co oznacza, że przy przyłożeniu rosnącej siły zginającej, szkło ulega pęknięciu bez żadnych uprzednich objawów.

Moduł Younga E (współczynnik sprężystości wzdłużnej)

Moduł Younga określa, jaką siłę rozciągającą należałoby teoretycznie przyłożyć do pręta szkła, aby spowodować podwojenie jego długości pierwotnej. Wyraża się on w jednostkach siły na jednostkę powierzchni. Zgodnie z europejskimi normami, moduł Younga dla szkła wynosi:

E = 7 x 1010 Pa = 70 GPa

Wspołczynnik Poissona (współczynnik odkształcenia poprzecznego)

W przypadku, gdy pręt szkła poddany zostanie rozciąganiu, jego przekrój ulegnie zwężeniu (skurczeniu poprzecznemu). Współczynnik Poissona jest to stosunek względnego odkształcenia poprzecznego rozciąganego pręta do jego wydłużenia względnego w kierunku rozciągania. W przypadku szkła budowlanego wartość współczynnika Poissona wynosi 0,2.

Zachowanie termiczne szkła stosowanego przez MRS GLASS Poznań

1 Rozszerzalność liniowa

Rozszerzalność liniowa materiału wyraża się jako współczynnik określający wydłużenie materiału na jednostkę długości przy wzroście temperatury o 1°C.

Współczynnik ten jest zazwyczaj podawany dla zakresu temperatur od 20 do 300 °C. Współczynnik rozszerzalności liniowej szkła wynosi 9 x 10-6 1/°C.

Przykład

Tafla szkła o długości 2 m (podanej w mm), w przypadku ogrzania o 30°C, ulegnie wydłużeniu o:

2000 x 9 x 10-6 x 30 = 0,54 mm

Podwyższenie temperatury o 100 °C powoduje wydłużenie 1 m szkła o około 1 mm.

W tabeli poniżej podajemy współczynniki rozszerzalności liniowej niektórych innych materiałów oraz odniesienie tych wartości do rozszerzalności linowej szkła

Współczynnik rozszerzalności liniowejPrzybliżony stosunek w odniesieniu do szkła
Drewno (jodła)4 x 1060,5
Cegła5 x 10-60,5
Kamień (wapniowy)5 x 10-60,5
Szkło9 x 10-61
Stal12 x 10-61,4
Cement (zaprawa)14 x 10-61,5
Glin23 x 10-62,5
Polichlorek winylu PCW70 x 10-68

2 Naprężenia termiczne

Ze względu na niską przewodność cieplną szkła częściowe rozgrzanie lub schłodzenie tafli szklanej wywołuje naprężenia, które mogą powodować jej pękanie „pod wpływem czynników termicznych”. Najbardziej powszechny przykład ryzyka pękania szkła pod wpływem naprężeń termicznych dotyczy osadzonych we wpuście krawędzi szkła, które poddane działaniu promieni słonecznych rozgrzewają się wolniej niż jego pozostała powierzchnia. Jeśli warunki montażu lub użytkowania mogą powodować wysokie różnice temperatur, należy podjąć odpowiednie środki ostrożności w zakresie montażu i obróbki krawędziowej. Dzięki dodatkowej obróbce cieplnej (typu hartowanie) szkło wytrzymuje różnice temperatur od 150 do 200 °C. Szkło hartowane ma większą odporność termiczną oraz wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne. Jest bezpieczne, gdyż przy stłuczeniu rozpada się na małe kawałeczki o zaokrąglonych krawędziach. Dlatego chętnie wykorzystujemy ten materiał podczas wielu naszych realizacji w Poznaniu.