Το γυαλί

Το γυαλί σαν υλικό υπήρχε ανέκαθεν στην φύση, σχηματισμένο από το λιώσιμο συγκεκριμένων πετρωμάτων, σε συνθήκες πολύ υψηλών θερμοκρασιών (κυρίως μετά από ηφαιστειακές εκρήξεις). Πρόκειται για τον οψιδιανό (obsidian), ένα σκούρο αδιαφανές πέτρωμα, που χρησιμοποιήθηκε πριν από χιλιάδες χρόνια για την κατασκευή κοσμημάτων, αγγείων, εργαλείων και όπλων. Μέχρι σήμερα δεν έχει προσδιοριστεί πότε και πού ξεκίνησε η παραγωγή γυαλιού από τον άνθρωπο.

Αρχαιολογικά ευρήματα στην Αίγυπτο δείχνουν ότι εκεί ήδη έλιωναν γυαλί πριν από 7.000 χρόνια, πιθανολογείται όμως ότι οι πρώτοι που κατασκεύασαν γυαλί πρέπει να ήταν οι Βαβυλώνιοι. Κατά τον αρχαίο Ρωμαίο ιστορικό Πλίνιο τον πρεσβύτερο, ο άνθρωπος έγινε μάρτυρας της παραγωγής γυαλιού από ένα τυχαίο περιστατικό.

Εκεί γύρω στα 5.000 π.Χ. στις ακτές της ανατολικής Μεσογείου, Φοίνικες ναυτικοί, ενδεχομένως και ναυαγοί, έστησαν ένα βράδυ στην παραλία ένα πρόχειρο τζάκι από πέτρες «νάτρου» δηλαδή ορυκτής σόδας και στερέωσαν το τσουκάλι τους επάνω, για να ετοιμάσουν το φαγητό τους. Η δυνατή φωτιά φαίνεται πως σιγά-σιγά έλιωσε το νάτριο των πετρωμάτων και καθώς το τήγμα ανακατεύτηκε με την άμμο, σχηματίστηκε ένα παχύρευστο ημιδιαφανές υγρό, που το πρωί ήταν σκληρό γυαλί. Είναι η πρώτη ιστορική αναφορά παραγωγής γυαλιού από ανθρώπινη δραστηριότητα.

Στην ευρύτερη περιοχή της ανατολικής Μεσογείου (Αίγυπτο, Μεσοποταμία) έχουν βρεθεί γυάλινα αντικείμενα (πιθανόν γυάλινες χάντρες), τα οποία πιστεύεται ότι χρονολογούνται από το 3.500 π.Χ. περίπου. Στην ίδια περιοχή ανήκουν και θραύσματα γυάλινων βάζων χρονολογούμενα από τον 16ο π..Χ. αιώνα, ενώ την ίδια περίοδο έχουν κατασκευαστεί τα τρία σωζόμενα βάζα που φέρουν το όνομα του Φαραώ Θούτμοσις του τρίτου (1504-1450 π.Χ.).

Η κατασκευή του γυαλιού άρχισε γύρω στο 1500 π.Χ στην Αίγυπτο και τη Μεσοποταμία. Το πρώτο φυσικό γυαλί ήταν ο οψιδιανός. Οι πρώτοι υαλουργοί έδιναν σχήμα και μορφή στο μαλακό γυαλί τυλίγοντας το γύρω από ένα πυρήνα άμμου η πηλού, ψύχοντας στη συνέχεια το γυαλί και αφαιρώντας το υλικό του πυρήνα.

Κατά την επόμενη χιλιετία, η υαλουργία διαδόθηκε ευρύτερα. Οι υαλουργοί έμαθαν να προσθέτουν διάφορα υλικά στο γυαλί για να βελτιώσουν την αντοχή του, να παράγουν διάφανο γυαλί η να παράγουν γυαλί σε ένα ειδικό χρώμα. Χρησιμοποιούνταν κυρίως από τις βασιλικές οικογένειες η για θρησκευτικές τελετές.

Γύρω στο 300 π.Χ κάποιοι Σύριοι υαλουργοί εφηύραν το σωλήνα του φυσητού γυαλιού σε αναρίθμητα σχήματα και πάχη. Οι Ρωμαίοι έφεραν την επανάσταση στην υαλουργία τον πρώτο αιώνα μ.Χ με τη χρήση διαφόρων κατασκευαστικών τεχνικών. Μεταξύ αυτών ήταν το φύσημα γυαλιού σε ελεύθερη μορφή, το φύσημα γυαλιού σε καλούπι και η συμπίεση γυαλιού σε καλούπι. Άρχισαν επίσης να κατασκευάζουν καθρέπτες.

Με την πτώση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας ,όμως, χάθηκε ένα μεγάλο μέρος της εξαίσιας υαλουργικής τέχνης. Στη Δυτική Ευρώπη, το γυαλί έγινε και πάλι ένα προϊόν αποκλειστικά για τους πλουσίους. Το επίπεδο γυαλί χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή παραθύρων βιτρώ για τους μεσαιωνικούς ναούς. Γύρω στα 650 μ.Χ Σύριοι υαλουργοί ανέπτυξαν μια επαναστατική κατασκευαστική μέθοδο παραγωγής γυαλιού – το καμπυλωτό γυαλί, το οποίο χρησιμοποιούνταν σε παράθυρα μέχρι και το τέλος του 19ου αιώνα.

Οι Βενετοί άρχισαν να αναπτύσσουν τη δική τους υαλουργία στα τέλη του 13ου αιώνα. Τελειοποίησαν μια τεχνική για το επίπεδο γυαλί. Όλοι οι οίκοι υαλουργίας μεταφέρθηκαν στο νησί Murano. Οι βενετικές τεχνικές διαδόθηκαν σε ολόκληρη την Ευρώπη. Πολύ σύντομα οι Γάλλοι υαλουργοί βελτίωσαν τις ιταλικές τεχνικές. Στο μεταξύ, η υαλουργία τελειοποιούνταν και στη Γερμανία, τη Βόρεια Βοημία και την Αγγλία, όπου ο George Ravenscroft εφηύρε τον μολυβδύαλο στη δεκαετία του 1870. Την ίδια περίπου περίοδο άρχισε για πρώτη φορά η παραγωγή υαλοπινάκων στη Γαλλία.

Με την ίδρυση της Βρετανικής Εταιρείας Υαλοπινάκων το 1773, η Αγγλία έγινε το κέντρο του κόσμου. Φοβούμενη τον ανταγωνισμό για τις εγχώριες υαλουργίες, απαγόρευσε την υαλουργία στην Αμερική. Με την Αμερικανική Επανάσταση όμως, προέκυψε μια εισροή ευρωπαϊκής εμπειρίας στην κατασκευή γυαλιού. Η πρώτη αμερικανική καινοτομία στην υαλουργία ήταν μια πρέσα γυαλιού που κατοχυρώθηκε ως ευρεσιτεχνία το 1825.

Η βιομηχανική επανάσταση επέδρασε καταλυτικά και στον τομέα της παραγωγής αρχιτεκτονικού γυαλιού τόσο με την ανάπτυξη της μηχανικής τεχνολογίας όσο και με την επιστημονική έρευνα ως προς την χημική σύνθεση του γυαλιού και τα φυσικά του χαρακτηριστικά. Πρόσωπο κλειδί και ένας από τους προγόνους της σύγχρονης έρευνας του γυαλιού υπήρξε ο Γερμανός Otto Schott (1851-1935), ο οποίος χρησιμοποίησε επιστημονικές μεθόδους για να μελετήσει τις επιδράσεις πλήθους χημικών στοιχείων επάνω στα οπτικά και θερμικά χαρακτηριστικά του γυαλιού. Το 1871 ο William Pilkington, εφηύρε μια μηχανή που αυτοματοποίησε την παραγωγή των υαλοπινάκων που φτιάχνονταν με την μέθοδο των κυλίνδρων, την οποία μηχανή βελτίωσε αργότερα (1903) ο J.H.Lubber στην Αμερική. Ο Αμερικανός μηχανικός Michael Owens ανακαλύπτει μια αυτόματη φιάλη παραγωγής φυσητού γυαλιού. Με την ταυτόχρονη βελτίωση του συστήματος τροφοδοσίας, κατέστη δυνατή η βιομηχανική παραγωγή φιαλών σταθερού μεγέθους σε ταχείς ρυθμούς.

Ανάμεσα στη δεκαετία του 1920 και του 1930 άρχισε να κυριαρχεί στην παραγωγή γυαλιού η τεχνική “έλξης” – επίπεδο γυαλί με την καλύτερη μέχρι τότε ποιότητα – με αποτέλεσμα τη πτώση των τιμών σε ολόκληρη την υαλουργία.

Έως το 1929, το 70% της παραγωγής επίπεδου γυαλιού στην Αμερική διοχετευόταν στην αυτοκινητοβιομηχανία. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της παραγωγής ήταν “κρύσταλλα ασφαλείας”. Η παραγωγή γυαλιού άλλαξε μια για πάντα όταν ο Alastair Pilkington ανέπτυξε τη σύγχρονη τεχνική του γυαλιού float στη δεκαετία του 1950. Σήμερα το 90% του παγκοσμίου επιπέδου γυαλιού παράγεται ακόμη με τη χρήση αυτής της τεχνικής.

Στη δεκαετία του 1960, οι εταιρείες αύξησαν τον όγκο παραγωγής τους, ενώ παράλληλα μείωσαν την τιμή του επίπεδου γυαλιού. Έως το 1975, τα εργοστάσια γυαλιού float ανέρχονταν στο 97%. Με τη παγκόσμια ενεργειακή κρίση στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η ζήτηση για επίπεδο γυαλί μειώθηκε και ολόκληρη η βιομηχανία υπέφερε. Η κατάσταση χειροτέρευσε όταν η Ford Motor Company άρχισε να παράγει το γυαλί float που χρειαζόταν μέσα στα εργοστάσια της, γεγονός που μείωσε σημαντικά τις πωλήσεις στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Οι κατασκευαστές γυαλιού άρχισαν να καθιερώνουν νέες ανακλαστικές επιστρώσεις υψηλών και μεσαίων αποδόσεων όσον αφορά τη μετάδοση του ορατού φωτός, της ηλιακής ακτινοβολίας και το συντελεστή σκίασης. Επίσης, δημιουργήθηκαν νέα φύλλα γυαλιού που έκαναν ευκολότερη τη κύρτωση του επίπεδου γυαλιού για εφαρμογές όπως ο αεροδυναμικός σχεδιασμός των αυτοκινήτων. Επιπλέον, τα κρύσταλλα ασφαλείας έγιναν ελαφρύτερα και λεπτότερα ώστε να αποφεύγεται η παραμόρφωση. Ορισμένοι Ευρωπαίοι κατασκευαστές έχουν συνδυάσει διαφορετικά πάχη γυαλιού για να φιλτράρουν διάφορες συχνότητες θορύβου, ενώ άλλοι έχουν υιοθετήσει το πολύφυλλο γυαλί για να περιορίσουν την ηχορύπανση.

Μια άλλη σημαντική περιοχή ενδιαφέροντος στη βιομηχανία στην επόμενη δεκαετία θα είναι η ηλεκτροχρωμική και η φωτοχρωμική τεχνολογία – επιτρέπουν στο επίπεδο γυαλί να αντιληφθεί τις αλλαγές στο φως και να ρυθμίζεται ανάλογα. Σήμερα το 28% όλου του επίπεδου γυαλιού χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία. Παράδειγμα αποτελεί η εξέλιξη “ρυθμιζόμενων” καθρεπτών στα αυτοκίνητα που αντιδρούν στις αλλαγές του φωτός, μειώνοντας τις φωτεινές αντανακλάσεις κατά τη νυχτερινή οδήγηση.

Καθώς η βιομηχανία του γυαλιού διευρύνεται, ο όγκος παραγωγής ξεπερνά την παγκόσμια ζήτηση κατά 1% περίπου ετησίως. Η περιοχή Ασίας-Ειρηνικού συνέχισε τη σημαντική αύξηση της, η οποία μέχρι το 2002 αποτέλεσε το 50% του παγκόσμιου όγκου παραγωγής επίπεδου γυαλιού. Η Ευρώπη μαζί με το σύνολο της Αμερικής θα έχουν επαρκή όγκο παραγωγής για να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες σε γυαλί. Από την άλλη μεριά, τα περιθώρια κέρδους στην Κίνα έχουν ήδη εξαφανιστεί, αφού η τιμή πώλησης είναι σχεδόν ίση με το κόστος παραγωγής.

Οι άνθρωποι του χώρου της κατασκευής και κατεργασίας γυαλιού έχουν μια μοναδική επιχειρηματική δραστηριότητα, με μια μεγάλη παράδοση παροχής προϊόντων στους πελάτες τους, τα οποία οι ίδιοι βρίσκουν ελκυστικά τόσο από άποψη μορφής όσο και από λειτουργική άποψη. Εκτός αυτού, πόσες σύγχρονες βιομηχανίες έχουν ιστορία 3500 χρόνων; Για να συνεχίσουν την παράδοση της συνεχούς βελτίωσης των προϊόντων τους, είναι ανάγκη να μην λησμονούν ότι είναι οι ίδιοι οι πελάτες που κατευθύνουν τη βιομηχανία τους. Χρειάζεται να γνωρίζουν τις ανάγκες και τις προσδοκίες των πελατών σε ολόκληρο το κόσμο, και να ικανοποιούν τις ανάγκες τους με τις καινοτομίες στα προϊόντα τους. Αν το καταφέρουν, τότε είναι σίγουρο ότι θα έχουν συνεχή επιτυχία ως βιομηχανία.

Σύσταση του γυαλιού

Το γυαλί είναι εξ ορισμού ένα άμορφο υλικό. Αποκαλείται άμορφο επειδή δεν είναι ούτε στερεό ούτε υγρό, αλλά παραμένει σε μια υαλώδη κατάσταση. Το κοινό γυαλί το οποίο χρησιμοποιείται στα κτίρια, είναι προϊόν τήξης πυριτικής άμμου (SiO2) 65%, (συνθετικής) σόδας (Na2CO3) 15% και ασβεστόλιθου (CaCO3)/δολομίτη (CaCO3-MgCO3) 18%. Στο «χαρμάνι» προστίθενται κατά περίπτωση και άλλα υλικά (όπως μεταλλικά οξείδια Al2O3, MgO, Fe2O3), σε μικρές ποσότητες, είτε για να βελτιώσουν τα φυσικά χαρακτηριστικά του γυαλιού, είτε για να διευκολύνουν την διαδικασία παραγωγής, είτε για να χρωματίσουν την μάζα του. Άλλοι τύποι γυαλιών (κρύσταλλα, βοριοπυριτικά γυαλιά κλπ), προκύπτουν από συνδυασμούς των βασικών πρώτων υλών με άλλα δευτερεύοντα υλικά, στις κατάλληλες αναλογίες.

Αναλυτικότερα :

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

Η παραγωγή του επίπεδου γυαλιού γίνεται πλέον όπως προαναφέρεται με την μέθοδο “float” σε 300 περίπου εργοστάσια παγκοσμίως. Σε πρώτη φάση ζυγίζονται και αναμιγνύονται οι πρώτες ύλες με ακρίβεια και ηλεκτρονικά ελεγχόμενο σύστημα. Στην συνέχεια το χαρμάνι αδειάζεται μέσα στον φούρνο τήξης (50 Χ 9 μέτρων περίπου), όπου λιώνουν τα υλικά σε θερμοκρασία 1.500 – 1.600 oC (η καύσιμη ύλη είναι συνήθως φυσικό αέριο). Το λιωμένο γυαλί, ρέει (χύνεται) στο μπάνιο (45 Χ 5 μέτρων περίπου) με τον λιωμένο κασσίτερο (1.000 oC), επί του οποίου επιπλέει (floats) ως ελαφρύτερο και πιο παχύρευστο, απλώνει σε όλη την επιφάνεια του μπάνιου και αυτοεπιπεδώνεται (με την βαρύτητα) σχηματίζοντας ένα στρώμα πάχους 6 – 7 mm το οποίο όσο πηγαίνει προς την έξοδο του μπάνιου κρυώνει, γίνεται στερεό, αποκτά στιλπνότητα και το επιθυμητό πάχος.

Στην έξοδο του μπάνιου η σχηματισμένη ταινία γυαλιού με θερμοκρασία 600 oC πλέον, οδηγείται με σύστημα αντίθετα κινούμενων γραναζιών, στον θάλαμο ψύξης, κυλιόμενη επάνω σε οριζόντιους κυλίνδρους (ράουλα). Η ταχύτητα κύλισης κυμαίνεται από 7 έως 20 μέτρα το λεπτό ανάλογα με το πάχος του γυαλιού. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα «τραβήγματος» του γυαλιού, τόσο λιγότερη ποσότητα συσσωρεύεται μέσα στο μπάνιο, άρα τόσο μικρότερο είναι το πάχος του φύλλου. Αυξομειώνοντας κατά συνέπεια την ταχύτητα εξόδου, ρυθμίζεται το πάχος του παραγόμενου γυαλιού.

Η συνεχόμενη γυάλινη ταινία οδηγείται μέσα στον θάλαμο ψύξης (ανόπτησης) όπου γίνεται η ελεγχόμενη και ομοιόμορφη ψύξη με ηλεκτρικούς ανεμιστήρες οι οποίοι φυσούν αέρα διαφορετικής θερμοκρασίας (θερμότερο στα πρώτα μέτρα) ώστε μέχρι να διανύσει το γυαλί τον θάλαμο (μήκους 100 μέτρων περίπου) να έχει πέσει η θερμοκρασία του από τους 600 oC στους 280 oC. Η ψύξη του γυαλιού γίνεται βαθμιαία και κατά τρόπο απόλυτα ελεγχόμενο προκειμένου να αποφευχθεί η δημιουργία εσωτερικών τάσεων μέσα στην μάζα του γυαλιού. Η ταινία γυαλιού συνεχίζει την κίνησή της προς το ψυχρό μέρος της γραμμής παραγωγής.

Εδώ υπάρχουν οι θάλαμοι ελέγχου, ακριβώς πάνω από την κινούμενη ταινία, μέσω των οποίων διενεργείται αυστηρή επιθεώρηση του γυαλιού για ενδεχόμενα ελαττώματα (φυσαλίδες, υαλώματα, παραμορφώσεις, κλπ). Μια λάμπα «ξένον» κατευθύνεται επάνω στην επιφάνεια του γυαλιού και τα τυχόν ελαττώματα εμφανίζονται σαν σκιές πάνω στο λευκό χαρτί που υπάρχει από κάτω. Τα τμήματα γυαλιού με ενδεχόμενα ψεγάδια, κόβονται και απορρίπτονται κατά την επόμενη φάση της κοπής.

Οι κόφτες, ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι, χαράζουν την κινούμενη γυάλινη ταινία οριζοντίως και καθέτως. Οι δύο πρώτοι κόφτες χαράζουν το γυαλί οριζοντίως (κατά Υ) προκειμένου να απορριφθούν οι πλαϊνές ζώνες της ταινίας με τα σημάδια από τα γρανάζια έλξης και να μείνει το καθαρό πλάτος του γυαλιού (συνήθως 321 ή 330 εκατοστά). Οι επόμενοι τέσσερις κόφτες κινούμενοι, χαράζουν το γυαλί καθέτως (κατά Χ) προκειμένου να κόψουν την συνεχόμενη ταινία στα επιθυμητά ύψη (200, 220, 225, 240, 255, 510 και 600 εκατοστά).

Ακολουθεί ο ψεκασμός της επιφάνειας του γυαλιού με σιλικονούχα πούδρα για να προφυλαχθεί από τυχόν γρατζουνίσματα κατά την φάση του πακεταρίσματος. Αμέσως μετά η ταινία διαχωρίζεται στα σημεία που έχει χαραχθεί και προκύπτουν τα διάφορα μεγέθη γυαλιών. Στο τέλος της γραμμής, ρομπότ με βεντούζες, παραλαμβάνουν τα φύλλα και τα εναποθέτουν επάνω σε μεταλλικά στηρίγματα. Κατά παρόμοιο τρόπο τα γυαλιά παραλαμβάνονται από τα στηρίγματα και συσκευάζονται σε ξύλινα πλαίσια.

Ιδιότητες του γυαλιού

Το γυαλί ως δομικό υλικό έχει ορισμένες φυσικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες που πρέπει να ληφθούν υπόψη στη στατική μελέτη, όπως είναι:

  • Διαφάνεια
  • Λεία επιφάνεια
  • Χημική αδράνεια
  • Οπτικές ιδιότητες
  • Διατήρηση  μηχανικών και οπτικών ιδιοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες
  • Σκληρότητα
  • Διηλεκτρικές ιδιότητες καλές
  • Αναλλοίωτη σύσταση στο πέρασμα του χρόνου
  • Δεν έχει πόρους
  • Ευκολία μορφοποίησης
  • Έχει στιλπνές επιφάνειες

Οι φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του γυαλιού μπορούν να τροποποιηθούν κατά την κατασκευή διαφόρων ειδών γυαλιού, ώστε να αντέχει σε μεγάλες καταπονήσεις (μεγάλα φορτία ανεμοπίεσης, χιονιού, θερμικά φορτία κ.λ.π) με ελαχιστοποίηση του απαραίτητου πάχους του.

Στον πίνακα 1 αναφέρονται ιδιότητες που δεν αποτελούν φυσικές σταθερές του γυαλιού ως υλικό, αλλά εξαρτώνται άμεσα από τις εφαρμογές (έκταση ζώνης ελκυσμού, διάρκεια και είδος φόρτισης, κατάσταση της επιφάνειας του γυαλιού κ.λ.π)

Αναφέρονται επίσης τα παρακάτω χαρακτηριστικά του γυαλιού:

  • Έχει μεγάλη οπτική διαφάνεια.
  • Δεν είναι στερεό διότι σε αυξανόμενη θερμοκρασία δεν παρουσιάζει σημείο τήξης, αλλά ελαττώνεται συνεχώς το ιξώδες του, ενώ στερεοποιείται μέρος του με τη πάροδο του χρόνου.
  • Έχει ειδικό βάρος = 2,23 [gr/cm3] (D50 της Jena) έως 3,02 [gr/cm3] (μολυβδίαλος 8095 της Jena) και 3,45 [gr/cm3] (τύπος 1190).
  • Παρουσιάζει μεγάλη χημική αδράνεια και προσβάλλεται μόνο από το υδροφθόριο, ενώ έχει κάποια ευπάθεια σε βάσεις, οξέα και νερό ανάλογα με την θερμοκρασία και την σύνθεσή του.
  • Παρουσιάζει μεγάλη ηλεκτρική αντίσταση. Επειδή όμως είναι τήγμα ηλεκτρολυτών με την αύξηση της θερμοκρασίας ελαττώνεται το ιξώδες και αυξάνει η αγωγιμότητα.
  • Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του είναι μικρός, αλλά ως δυσθερμαγωγό και εύθραυστο, κάθε απότομη ψύξη ή θέρμανση προκαλεί τάσεις που τείνουν να το καταστρέψουν. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής ελαττώνεται με αύξηση περιεκτικότητας σε SiO2 .
  • Είναι μονωτικό υλικό και δεν κονιοποιείται ούτε προσβάλλεται από μικροοργανισμούς.
  • Εμφανίζει μεγάλη αντοχή σε θλίψη. Γενικά η αντοχή σε θλίψη κυμαίνεται από 4 [kg/cm2] έως 5000 [kg/cm2] και σε εφελκυσμό από 500 [kg/cm2] έως 1000 [kg/cm2].
  • Η τάση εφελκυσμού είναι 70 [kg/cm2] για κοινό γυαλί και 150 [kg/cm2] έως 300 [kg/cm2] για γυαλί με θερμική κατεργασία.
  • Παρουσιάζει μεγάλη σκληρότητα λόγω ύπαρξης πυριτικών αλάτων. Το πυρίτιο και αργίλιο αυξάνουν τη σκληρότητα ενώ το ασβέστιο και νάτριο την ελαττώνουν.
  • Γραμμική διαστολή: Εκφράζεται από έναν συντελεστή ο οποίος μετράει την έκταση (επιμήκυνση) για μια διαφορά θερμοκρασίας 1oC. Ο συντελεστής αυτός ισχύει σε γενικές γραμμές για θερμοκρασίες από 20 έως 300oC. Ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του γυαλιού (a) είναι: 9 X 10-6 m/mk (= 0,009m) Παράδειγμα: Ένα γυαλί μήκους 2 μέτρων, εκτιθέμενο σε μια αύξηση θερμοκρασίας 30 oC θα επιμηκυνθεί κατά: a = 2 Χ 9 Χ 10-6 Χ 30 =0,54 χιλιοστά (μισό χιλιοστό)
  • Τα γυάλινα παράθυρα και πόρτες έχουν ελάχιστη πυραντίσταση.

Κίνδυνος θραύσης από θερμικό σοκ

Η θερμοκρασία ενός υαλοστασίου μεταβάλλεται ανάλογα με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος χώρου. Καθώς η θερμοκρασία ενός υαλοπίνακα ανεβαίνει, αυτός διαστέλλεται. Αυτό γίνεται χωρίς πρόβλημα εφ’ όσον η θερμοκρασία του υαλοπίνακα είναι ομοιόμορφη σ’ όλη του την έκταση. Αντιθέτως, εάν ένα τμήμα μόνο του υαλοπίνακα θερμαίνεται (π.χ. γιατί το βρίσκει ο ήλιος), ενώ το υπόλοιπο παραμένει κρύο (π.χ. γιατί είναι στη σκιά ή μέσα στο πλαίσιο), εμποδίζεται η ομοιόμορφη διαστολή του, με αποτέλεσμα στα όρια των διαφορετικών θερμοκρασιών να αναπτύσσονται τάσεις εφελκυσμού οι οποίες σε περιπτώσεις μεγάλης διαφοράς της θερμοκρασίας από το ένα σημείο στο άλλο, μπορεί να ξεπεράσουν το επιτρεπόμενο επίπεδο τάσεων του υαλοπίνακα, με αποτέλεσμα την θραύση του υαλοπίνακα, λόγω θερμικού σοκ. Περισσότερο επιρρεπείς στην θραύση από θερμικό σοκ είναι βέβαια οι απορροφητικοί υαλοπίνακες (έγχρωμοι) επειδή απορροφούν μεγαλύτερα ποσά θερμότητας. Τον κίνδυνο μειώνει η τοποθέτηση τροχισμένων υαλοπινάκων και τον ελαχιστοποιεί η τοποθέτηση θερμικά σκληρυμένων (Securit) υαλοπινάκων.

Θερμοαγωγιμότητα (thermal conductivity) & Θερμική τάση: Πρόκειται για την ικανότητά του ως υλικό να επιτρέπει την διάδοση της θερμότητας (με αγωγή/επαφή). Η θερμοαγωγιμότητα (λ) του γυαλιού είναι μικρή (λ=1,0 W/(m.K) περίπου). Αυτό με άλλα λόγια σημαίνει ότι δυσχεραίνεται η μετάδοση της θερμότητας από ένα τμήμα του με υψηλότερη θερμοκρασία, στο υπόλοιπο γυαλί και η ομοιόμορφη κατανομή της στην μάζα του, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται εσωτερικές τάσεις στα όρια των περιοχών με τις διαφορετικές θερμοκρασίες, οι οποίες συχνά οδηγούν στην θραύση του υαλοπίνακα (θερμικό σοκ). Το φαινόμενο εμφανίζεται κατά κανόνα σε έγχρωμους υαλοπίνακες με μεγάλη θερμοχωρητικότητα (solar control).Σημείο μαλακώματος (το γυαλί γίνεται μαλακό και μπορεί να διαμορφωθεί): 600 0C
Σημείο τήξεως (το γυαλί γίνεται ρευστό και μπορεί να χυτευθεί): 1.500 οC

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *