Как определить плотность стекла – проверенные методы + полезные таблицы
У большинства людей стекло почему-то ассоциируется с чем-то очень постоянным, стабильным. Чаще всего такое представление основывается на личных впечатлениях – за время существования ни оптические параметры, ни плотность стекла почти не поменялись – хотя бы геометрические параметры и плотность оконного стекла за множество десятков лет эксплуатации в рамах окна остаются такими же, как и множество лет назад.
Какая плотность стеклянной массы – реальные данные? При производстве стекла есть множество марок (десятки) стекла, у каждой из которых особенная плотность.
По сути, параметр удельного веса применяется в роли одной из основных характеристик, которые позволяют отличать одним заготовки из стекла от остальных.
Общие сведения
Коэффициент преломления у заготовки из стекла никак не измерить, а зная, какова плотность такого материала, как стекло, получается с легкостью отличать материал высокого качества от проблемного. По справочнику, стеклянная плотность будет составлять до 2.2 до 7.5 грамм на кубический сантиметр. Разница получается больше, чем в 3 раза.
Для примера предлагаем привести несколько самых популярных марок стеклянной массы и произвести сравнение их плотности:
Обратите внимание, что очень маленькими партиями делают очень тяжелое стекло, у которого плотность составляет до 7 тонн на кубический метр. Такие стекла почти не пропускают заметный световой диапазон, но имеют отлично пропускание света в ультрафиолете и инфракрасном диапазоне. Для простого человека стекло, у которого высокий удельный вес будет выглядеть, словно камень, полностью непрозрачный и имеющий стеклянный блеск.
Самой интересной оконной категорией стекол присуще то, что она отличается по параметру удельного веса, и крайне точный показатель по картам с технологиями бывает от 2.45 до 2.56 грамм. Это означает, что для самой популярной толщины в 0.4 см плотность стекла будет 2.5 грамма на кубический сантиметр. Но даже такие сведения не дадут полного представления про качества стеклянной массы.
Подробности
На что указывает удельная масса стекла
Для изменения структуры и плотности стеклянного листа, который монтирован в оконный проем или применяется для биокамина, требуется два главные условия:
Чем больше будет стеклянная плотность, тем выше получится его светопропускная способность и оптическая плотность. Стекло окна со стандартным показателем удельного веса может выдерживать нагревание без последствий до +95 градусов, более легкие (кварцевые) способны нагреваться до +600 градусов, а закаленное и достаточно тяжелое стекло может выдерживать до +260…+300 градусов.
Плотность как параметр качества
Алгоритм создания стекла был очень сложным во все времена, а стекломассу, до того, как она будет залита внутрь формы, проваривается и перемешивается при высокой температуре. Делается это для того, чтобы убрать по максимуму воздушные пузырьки и газы, которые растворены в лаве. Если варить стекло по ускоренной технологии, то его плотность бывает даже меньше показателей, которые приведены в справочниках. Легкое китайское стекло отличается от стандартного, и плотность такого стекла равна от 2.33 до 2.38 г/см3. Если лист стекла отечественного производства с толщиной в 0.4 см весит 10 кг, то китайский вариант с толщиной 0.4 см может быть на 70 грамм легче.
С одной стороны, как может показаться, легкий вариант стекла имеет ценные достоинства:
Обратите внимание, что тепловая проводимость стекла со стандартной плотностью составляет от 0.86 до 0.88 Вт/м*Со. Для листа кварцевого стекла такой показатель приблизительно в 2 раза больше.
Более низкий уровень плотности оконного легкого стекла обусловлена не применением особенных добавок или технологий, а простым изъяном – наличие большого числа микроскопических пузырьков воздуха в стеклянной массе. Из-за маленьких размеров их почти не заметно, и определить наличие можно лишь по специальному прибору или по плотности материала. Единственный реальный плюс материала, у которого низкий удельный вес, более высокая степень шумовой изоляции, приблизительно на 10% выше, нежели у стекла со стандартной плотностью.
Уменьшение удельного веса – не одно следствие появления дефектов. Этот материал обладает весьма низкой степенью механической прочности, и главное, его довольно сложно обрабатывать резанием, потому что линия реза из-за плотности материала и неоднородности начинает «вилять» на разные участки листового стекла. Спустя 5 лет испорченное стекло, которое установлено в стеклопакете, может стать причиной того, что целое окно выйдет из строя. Вторая проблема стекол с малым удельным весом – снижение пропускания света. Для обычного оконного материала с толщиной в 0.4 см коэффициент световой потери составляет лишь 9%, а для премиум-марок с плотностью в 2.56 грамм/см3, пропускание света на уровне материала с толщиной 0.6 см.
По внешнему виду может быть зеленый оттенок, а если посмотреть под углом к стеклу, то структура изнутри начнет опалесцировать как опал.
Специализированные разновидности стекол
Добиваться высокой степени тепловой изоляции посредством стекла с уменьшенным удельным весом на практике крайне трудно, и мало того, подобное стекло в большей части не является пригодным для создания стеклопакетов, которые на сегодня считаются самым лучшим методом сохранения тепла. Из-за множества дефектов стекла газ, который закачан в полость двух листов, быстро наберет стандартную влажность воздуха на улице. Как результат, стеклопакет из материала с низкой удельной массой всегда будет на 35% холоднее обычного. Чтобы повышать энергоэффективность, применяют строительные материалы с особой структурой. Самым простым вариантом будет теплозащитное стекло с повышенным содержанием окисла металлов. Этот материал приобретет сероватый оттенок и увеличенную матричную плотность, что обеспечивает уменьшение количества тепла, которое проникает с лучами солнца, на 15%. Более сложные по плотности и структуре виолевые стеклянные марки применяются для того, чтобы увеличивать количество ультрафиолета, который попадает с солнечным светом в комнату.
Современные методы борьбы с тепловыми потерями заключается в применении так называемого I-стекла. Этот материал изготавливают из пары стекол, с различными показателями удельного веса и отличающимися пропускными способностями. Слой внутри с высокой степенью плотности выпускает излучение короткими волнами, длинные теплые лучи отражаются в помещение. Слой снаружи дополнительно покрывают полимерами с высоким удельным весом. Кроме того, что образуется возможность отрегулировать степень отражения излучений с малой плотностью, уменьшаются тепловые потери за счет того, что уменьшается конвективная тепловая отдача. Более современная версия К-стекла с тепловым сбережением изготавливается из пару слоев с пониженной степенью удельного веса, между которыми есть слой покрытия с напылением из металла. Стекло по большей части будет выполнять функцию теплового изолятора, а внутреннее напыление будет отражать тепловые лучи, причем направленность будет зависеть от температуры воздуха.
Плотность стекла важна, так как при низкой температуре наружная поверхность будет пропускать тепло в помещение, а новый слой будет отражать инфракрасное излучение в дом. В летнее время года направление перепуска будет меняться на противоположное. В такой ситуации основным фильтром работают слои К-стекла внутри. Наиболее легкими можно считать глухие стекла с небольшим удельным весом, у которых наполнитель из титанового оксида. В таком случае плотность снизится не за счет внутренних изъянов, а из-за легкого окисла металла. Как результат, есть возможность получить отличный уровень затенения без уменьшения прочности листа стекла.
Заключение
Размер удельного веса стеклянного материала косвенным образом дает возможность судить про то, насколько соответствуют заявленным в документах параметрам настоящим показателям, таким как светопропускная способность и материальная прочность. Присутствие в стекле внутренних дефектов в количестве 1.1% (газовые включения и пузырьки) уменьшает прочность и долговечность полотна на 14%. Для маленьких окон это некритично, а для больших стеклянных дверей ли витрин это всегда критически важно.
Источник: