В современной архитектуре, искусстве и дизайне интерьеров стекло – один из наиболее востребованных материалов. Ведь стекло – это зеркала и окна, декоративные витрины и витражи магазинов, электронные и электрические приборы, стекло – это мебель.
Этот материал наполнен огромным количеством значений, ведь даже самые обыкновенные формы в стеклянном исполнении приобретают особый смысл и неимоверную красоту. Стекло способно расширять пространство, а так же преломлять световые потоки. Помимо всего прочего оно очень хорошо комбинируется с другими видами материалов. Например, прозрачные столешницы идеально сочетаются с плетеной или чеканной основой, а так же с резными или необычайно выгнутыми деревянными ножками. Некоторые производители мебели используют стекло в тандеме с кожей. Очень популярными становятся сочетания стекла с позолоченной бронзой, полированным алюминием, металлическими фигурками слонов, необычных птиц, львов.
Так что же представляет собой стекло, каково его происхождение?
Стекло – это плавленый материал, состоящий из ряда окисей металлов, в основном из окиси кремния, обладающей прозрачностью.
Добыча сырья и его подготовка
Главным сырьем для производства стекла является кремнезем, кварцевый песок, любая горная порода, содержащая кварц.
Способы его добычи различны. Это может быть как карьерный способ, если песок находится на поверхности, так и шахтовый, если песок находится под пластом другой породы. Главное требование к песку – это его химическая чистота, то есть отсутствие примесей железа. Наглядно все должно иметь белый цвет и песок, и бокситы, и щебень. Сырье доставляется на склады заводов, где хранится раздельно, сушится и измельчается в мельницах до размера частиц менее 0,63 мм. В таком виде отдельные компоненты сырья дозируются, перемешиваются, и получается смесь, которая называется шихта.
Производство стекла, его свойства и контроль качества
Следующим этапом производства является непосредственно изготовление стекла. Из шихты в специальных стекловаренных 
печах варится стекло. Температура получения стекла выше 1000оС. Для того чтобы ускорить процесс варки стекла и придать ему необходимые свойства в шихту добавляют вспомогательные сырьевые материалы, такие как глушители, осветлители, красители и т.д. Глушители – это соединения фтора, фосфора, которые обуславливают непрозрачность стекла. При помощи осветлителей (сульфатов натрия, аммония и др.) из стекломассы удаляют газовые пузырьки. Красители – это соединения кобальта, хрома, марганца, делающие стекло синего, зеленого, фиолетового цвета соответственно. Соотношение размеров печи зависит от производительности завода. Чем меньше печь, тем качественнее стекло.
Стекло, как строительный материал характеризуется плотностью, прочностью, твердостью, хрупкостью, теплопроводностью, термической устойчивостью. Главным свойством стекла, влияющим на оптимальное сочетание эксплуатационных характеристик является его прозрачность, то есть способность пропускать определенное количество падающего света, причем не только видимого, но и любого другого светового потока. Влиять на прозрачность можно различными способами: нанесением определенной окраски, увеличением шероховатости поверхности, путем шлифовки, тушением.
Прозрачное листовое стекло, имеющее толщину равную 4 мм способно пропускать 85-90% видимого светового потока, отражать около 8% и только 2-7% поглощать. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение (< 2500 нм) через стекло способно проходить только частично (где-то 75% и 80% соответственно), а в случае, когда длина волн составляет > 2500 нм, поглощается стеклом практически полностью. Теплопроводность стекла, как раз и зависит от уровня поглощения, то есть чем он выше, тем больше стекло передает теплоты в пространство, а значит тем хуже его теплоизоляционные характеристики. Однако не все так плохо, в настоящее время эта проблема решается путем применения двойного и более остекления, использования стеклопакетов, применения стекол с нанесенными на них различными видами пленок, покрытий, которые в значительной степени улучшают теплоизоляционные свойства.
Следующее свойство стекла - это его прочность. Прочностью называется способность любого материала выдерживать нагрузку, как на изгиб, так и на сжатие. Стекло обладает очень высокой прочностью, что позволяет его использовать при изготовлении определенных материалов, например смарт-стекла. Истинная плотность любого стекла остается практически неизменной и составляет 2300 кг/м3.
Хрупкость – это способность материала разрушаться от кратковременного воздействия ударных сил. Стекло обладает повышенной хрупкостью.
Твердостью называется способность любого материала сопротивляться проникновению в его состав более твердого материала. По минералогической шкале твердость стекла составляет в интервале между 5 и 7,5 – это довольно низкий показатель.
Тепловым расширением тела называется увеличение его линейных размеров в процессе нагрева. У стекла этот показатель является незначительным и составляет 88·10-7.
Термической устойчивостью стекла называется его способность выдерживать резкие перепады температуры при этом не подвергаться разрушению. Это свойство играет очень важную роль при производстве строительных работ, так как уже готовые к эксплуатации здания и сооружения могут иметь значительный перепад внутренней и наружной температуры воздуха.
В строительстве широко используются листовое, армированное, оконное, штучное, узорчатое и другие виды стекла. По качеству поверхности листовое стекло бывает неполированным и полированным; по технологии упрочнения: обычное, закаленное, отожженное, армированное стальной сеткой; по цветовой гамме: бесцветное, цветное; по используемому профилю: волнистое, плоское, гнутое.
Качественные листы стекла должны отвечать следующим требованиям:
- прямоугольная форма, равномерная толщина и плоская поверхность. Стрела прогиба (кривизна) допускается не больше 0,3% всей длины листа;
- поверхность листа должна быть гладкой, кромки ровные, отсутствовать сколы углов, щербинки, радужные налеты, матовые пятна и другие дефекты;
- отжиг равномерный (гарантия отламывания стекла по линии надреза).
Допускается небольшая волнистость только в том случае, если она не искажает изображение предметов, а так же воздушные (прозрачные) и щелочные (непрозрачные) пузырьки в очень маленьком количестве.
Применение стекла в строительстве
В строительстве стекло применяется в основном, как отделочный материал и может быть следую
щих видов.
Стемалит – листовой облицовочный материал, сделанный из плоского листового стекла, внутренняя поверхность которого окрашивается в процессе изготовления, а затем подвергается термической обработке для закрепления краски, а так же упрочнения материала. Используется при облицовке внутренних перегородок и стен промышленных и гражданских зданий, фасадов зданий, ограждения лестничных пролетов, лоджий и т.д.
Стекломрамор – это непрозрачное белое (цветное) стекло, имеющее мраморовидный рисунок. Глушение (непрозрачность) возникает из-за присутствия в массе стекла незначительного количества кристаллической мелкодисперсной фазы, имеющей величину коэффициента преломления, отличающуюся от величины коэффициента преломления основного стекла. Данная фаза способствует рассеиванию падающего света и снижению светопрозрачности стекла вплоть до полной ее потери.
Ситаллы – стеклокристаллический материал, имеющий высокое содержание мелкодисперсной кристаллической фазы (свыше 60%). Изготавливают этот материал путем кристаллизации стекол с определенным химическим составом. Ситаллы подразделяются на шлакоситаллы, золоситаллы, петроситаллы. К примеру, шлакоситалл используется для настила полов гражданских и промышленных зданий, для облицовки внутренних и наружных стен и т.д.
Сигран является высокодек
оративным стеклокристаллическим материалом, имеющим крупнокристаллическую структуру. Широко используется в декоре интерьера.
Изделия, основой которых является стекло – очень эффективные теплоизоляторы. Например, пеностекло, из которого изготавливают плиты, блоки, крошку, щебень.
Проведя анализ физических и химических свойств материалов, изготовленных на основе стекла, их эксплуатационных и декоративных характеристик можно сделать следующий вывод. Эти искусственные материалы могут с успехом применяться в строительстве наряду с такими природными материалами, как гранит и мрамор: для облицовки внешних и внутренних стен и перегородок зданий и сооружений, использоваться в качестве кровельных и напольных покрытий, сооружения перегородок, лестничных пролетов и других строительных конструкций.
Роль стекла в современном интерьере
Редко встретишь дизайнера, который не использует стекло в создании современного интерьера. Именно этот материал придает интерьеру легкость, блеск, изысканность. В последнее время популярными стали стеклянные полы, которые вносят индивидуальность, неповторимый колорит и подчеркивает респектабельный вид данного помещения. Помимо стеклянных половых конструкций осуществляется монтаж стеклянных подвесных потолков, которые выполняются из зеркального или матового стекла. Ну и, конечно же, самая оригинальная дизайнерская находка – это стеклянные крыши, которые полностью решают проблему поступления дневного света в помещение.
Автор текста: Семенова Е.
