Szkłem nazywa się substancję organiczną lub nieorganiczną, która podczas ochładzania przeszła w stan szklisty. Charakteryzuje się dużą lepkością, odpornością chemiczną, sztywnością oraz przezroczystością. Szkło jest wytwarzane za pomocą wytapiania. Odpowiednie proporcje surowców są mieszane, a następnie topione w piecu zwanym wanną szklarską w temperaturze około 1200-1300°C i formowane w gotowy produkt przed pełnym skrzepnięciem.
Historia produkcji szkła
Szkło jest od dawna znane i używane przez ludzkość. Kultury, które żyły w pobliżu wulkanów miały dostęp do występującego naturalnie szkła w różnych zabarwieniach i rodzajach. Pierwsze próby wytapiania szkła odbywały się prawdopodobnie prawie 3 000 lat p.n.e. W nowożytnych czasach rozwój produkcji szkła wiązał się z powstawaniem hut szkła we Włoszech oraz na wyspie Murano. Początkowo produkowano w nich lustra. Pierwsze produkty ze szkła w Polsce odkryto na przełomie X i XI wieku. Wytwórstwo szkła na świecie zaczęło szybko się rozwijać w XX wieku, kiedy powstała pierwsza maszyna do automatycznej produkcji szklanych opakowań.
Współcześnie do krajów, w których przemysł szklarski jest wysoko rozwinięty należą: USA, , Rosja, Japonia, Francja, Niemcy oraz Wielka Brytania. Polskie szklane wyroby produkowane są głównie w hutach w Krośnie, Sandomierzu, Szklarskiej Porębie, Piotrkowie Trybunalskim i Wałbrzychu. Technika produkcji płaskich i cienkich szyb okiennych udoskonalona została w XIV wieku Normandii. Pojedyncze szyby okienne, czyli tak zwane gomółki szklane, były wytwarzane przez rzemieślników poprzez wydmuchiwanie.
Właściwości fizyczne i chemiczne szkła
Około 90% produkowanego szkła stanowi szkło wapienno – sodowe. Jest to substancja bezpostaciowa, czyli taka, która ma nieuporządkowaną budowę wewnętrzną. Brak uporządkowanej struktury przestrzennej zbliża szkło do cieczy, a jego kruchość i sztywność – do ciała stałego. Szkło nie posiada stałej temperatury topnienia. Jest materiałem izotropowym i jest słabym przewodnikiem prądu. Jest materiałem o wysokiej odporności chemicznej. Nie jest odporne na działanie kwasu fluorowodorowego.
Mechaniczne właściwości szkła budowlanego
- moduł Younga 70 GPa;
- gęstość: 2400–2600 kg/m³;
- odporność na zginanie: 30–50 MPa;
- odporność na ściskanie: 800–1000 MPa;
- twardość: 5–7 w skali Mohsa.
Warto również dodać, że właściwości szkła różnią się zależnie od sposobu wytapiania oraz w mniejszym stopniu od składu chemicznego.
Surowce wykorzystywane do produkcji szkła
Do produkcji szkła tradycyjnego używa się piasku kwarcowego oraz dodatków. Są to najczęściej: węglan sodu oraz węglan wapnia. W produkcji używa się również topników, takich jak tlenek ołowiu i tlenek boru oraz pigmentów, którymi przeważnie są tlenki metali przejściowych, manganu i kadmu. Szkło naturalne takie jak obsydian było wykorzystywane w Ameryce jako broń. Szkło barwne uzyskuje się po dodaniu do masy szklanej odpowiednich tlenków metali. Oto kilka przykładów:
- szkło niebieskie uzyskuje się dodając związki kobaltu;
- szkło fioletowe uzyskuje się dodając związki manganu;
- szkło żółte uzyskuje się dodając związki kadmu i siarki
- szkło zielone uzyskuje się dodając związki żelaza i chromu
- szkło czerwone zawiera koloidalne cząsteczki złota.
Rodzaje szkła
- szkło potasowe jest trudno topliwe i stosuje się je w laboratoriach chemicznych;
- szkło sodowe ma niską temperaturę topnienia i jest używane w życiu codziennym, np. do produkcji szklanek, naczyń oraz szyb okiennych;
- szkło wodne to ciesz o syropowatej gęstości będąca roztworem wodnym krzemianu sodu lub potasu. Ma zastosowanie w ochronie przeciwogniowej tkanin, drewna, papy oraz w wyrobach farb ognioochronnych;
- szkło bezpieczne rodzaj szkła, które po rozbiciu rozpada się na małe kawałki o zaokrąglonych krawędziach. Rodzajem szkła bezpiecznego jest szkło zbrojone;
- szkło kwarcowe jest odporne na zmiany temperatury i charakteryzuje je dobra przepuszczalność promieni widzialnych. Służy do wyrobu lamp kwarcowych, naczyń laboratoryjnych oraz elementów aparatury optycznej;
- szkło ołowiowe charakteryzuje się dużym współczynnikiem załamywania światła i jest łatwo topliwe. Stosuje się je do wyrobu soczewek i kryształów;
- szkło artystyczne kształtuje się z masy płynnej na gorąco.
Poradę dostarczył dystrybutor okien marki Internorm z Gdańska.
Strona WWW: https://okna-internorm.com.pl/