Szkło to materiał, który towarzyszy nam w codziennym życiu, rzadko jednak zastanawiamy się nad tym, jak i z czego jest produkowane. Okazuje się, że jest to dość ciekawy proces. Interesujące jest także to, że szkło ma cechy zarówno ciał stałych, jak i cieczy.
Szkło wykorzystuje się w wielu dziedzinach życia. Używane jest zarówno do produkcji elementów zastawy stołowej, okien, jak też soczewek i pryzmatów stosowanych w optyce. W nowoczesnej architekturze rośnie zainteresowanie szkłem budowlanym jako elementem wykończeniowym. Tak szerokie zastosowanie szkła możliwe jest dzięki jego unikatowym właściwościom.
Jak powstaje szkło?
Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak powstaje szkło? Jego produkcja odbywa się w hucie szkła, a składnikami szkła są: piasek, soda, wapień, środki klarujące, barwiące oraz mącące szkło. Wszystkie produkty rozpuszcza się w piecu hutniczym w temperaturze przekraczającej 1000℃, w wyniku czego powstaje tzw. masa szklana składająca się w ¾ z piasku. Wyjęta z pieca masa przypomina wyglądem ciągnący się klej. Poddawana jest dalszym procesom obróbczym, na które składają się: prasowanie, ciągnięcie, walcowanie oraz wytłaczanie w formach. Kształt masie szklanej nadaje się za pomocą specjalnych dmuchaw przemysłowych. Następnie szklane przedmioty poddawane są procesowi suszenia w sprężarkach.
Nieco inaczej powstaje szkło krzemianowe. Do jego produkcji potrzebne są: piasek, węglan wapnia i węglan sodu. Składniki te łączy się w piecu w temperaturze znacznie wyższej niż 1000℃. Ponieważ w trakcie wytapiania skład masy szklanej ulega zmianie, konieczne jest przeprowadzanie wytopów doświadczalnych. Szkodliwymi zanieczyszczeniami powstającymi w produkcji szkła są: żelazo i chrom.
Jakie są właściwości szkła?
Najważniejszą właściwością szkła jest zdolność do przepuszczania światła. Szkło wykorzystywane do produkcji szyb okiennych wykazuje przepuszczalność promieni świetlnych na poziomie 90%. Jest to produkt sztywny i kruchy, co czyni go podobnym do ciał stałych, z kolei ze względu na nieuporządkowaną strukturę cząsteczek z punktu widzenia fizyki szkło mogłoby być zakwalifikowane do cieczy. Nie przewodzi ciepła ani impulsów elektrycznych, nie wchodzi również w reakcję z większością związków chemicznych. Osobliwe właściwości szkła, takie jak zwiększona odporność na zmiany temperatur czy podwyższenie parametrów energooszczędności, uzyskuje się w procesie produkcji. Na tym etapie można również zabarwić szkło, dodając do masy szklarskiej odpowiednie substancje chemiczne (np. żelazo z chromem barwi szkło na zielono, mangan z niklem na fioletowo, a złoto i miedź na czerwono). Dzięki specjalistycznej obróbce szkło barwione w masie jest odporne na działanie czynników zewnętrznych.
W produkcji nowoczesnych szyb okiennych wykorzystuje się specjalne powłoki, które podobnie jak szkło charakteryzują się dużą przepuszczalnością światła. W ten sposób można wydatnie zwiększyć wytrzymałość szyby na stłuczenia oraz dodatkowo wyciszyć okno, nie powodując przy tym zmniejszenia komfortu wizualnego.
