Безопасное стекло — это стекло с дополнительными защитными свойствами, которые делают его менее подверженным разрушению или представляющим меньшую угрозу при разрушении. Распространенные конструкции включают закаленное стекло (также известное как закаленное стекло), ламинированное стекло и сетчатое стекло (также известное как армированное стекло). Закаленное стекло было изобретено в 1874 году Франсуа Бартелеми Альфредом Руайе де ла Басти. [1] Сетчатое стекло было изобретено в 1892 году Фрэнком Шуманом . [2] [3] Ламинированное стекло было изобретено в 1903 году французским химиком Эдуардом Бенедиктусом (1878–1930). [4]
Эти три подхода можно легко объединить, что позволяет создавать стекло, которое одновременно закалено, ламинировано и содержит проволочную сетку. Однако сочетание проволочной сетки с другими технологиями необычно, так как обычно выдает их индивидуальные качества. Во многих развитых странах [ какие? ] безопасное стекло является частью строительных норм, что делает объекты более безопасными. [5]
Закаленное стекло обрабатывается контролируемой термической или химической обработкой для повышения его прочности по сравнению с обычным стеклом. [6] Закалка, по замыслу, создает сбалансированные внутренние напряжения, которые заставляют лист стекла при разрушении рассыпаться на мелкие зернистые куски одинакового размера и формы, а не раскалываться на случайные, зазубренные осколки. Зернистые куски с меньшей вероятностью могут нанести травму.
Благодаря своей безопасности и прочности закаленное стекло используется в различных сложных приложениях, включая окна пассажирских транспортных средств , душевые двери, архитектурные стеклянные двери и столы, поддоны холодильников, как компонент пуленепробиваемого стекла , для масок для дайвинга , а также различных типов тарелок и кухонной утвари. В Соединенных Штатах с 1977 года федеральный закон требует установки безопасного стекла в дверях, ваннах и душевых кабинах. [7]
Ламинированное стекло состоит из слоев стекла и пластика, удерживаемых вместе промежуточным слоем. [8] Когда ламинированное стекло разбивается, оно удерживается на месте промежуточным слоем, обычно из поливинилбутираля (ПВБ), между двумя или более слоями стекла, которые крошятся на мелкие осколки. Промежуточный слой удерживает слои стекла связанными даже при разрушении, а его закалка предотвращает раскалывание стекла на большие острые осколки. [9] Это создает характерный рисунок трещин «паутины» (радиальные и концентрические трещины), когда удар недостаточен, чтобы полностью пронзить стекло. [10]
Ламинированное стекло обычно используется, когда существует вероятность человеческого удара или когда стекло может упасть, если разобьется. Для остекления световых люков и автомобильных лобовых стекол обычно используют ламинированное стекло. В географических районах, требующих строительства, устойчивого к ураганам , ламинированное стекло часто используется для внешних витрин, навесных стен и окон. Промежуточный слой ПВБ также придает стеклу гораздо более высокий уровень звукоизоляции из-за эффекта демпфирования , а также блокирует большую часть входящего УФ-излучения (88% в оконном стекле и 97,4% в лобовом стекле). [11]
Стекло с проволочной сеткой (также известное как Georgian Wired Glass) имеет сетку или ячейку из тонкой металлической проволоки , встроенную в стекло. Армированное стекло используется в США из-за его огнестойкости и хорошо выдерживает как тепло, так и потоки шланга. Вот почему армированное стекло используется исключительно в служебных лифтах для предотвращения проникновения огня в шахту, а также почему оно обычно встречается в учреждениях, которые часто хорошо защищены и разделены от огня. [12] [ проверка не удалась ] Проволока предотвращает выпадение стекла из рамы, даже если оно трескается под действием термического напряжения , и гораздо более термостойкое, чем ламинирующий материал.
Армированное стекло, как его обычно описывают, не выполняет функцию, которую большинство людей связывают с ним. Присутствие проволочной сетки, по-видимому, является укрепляющим компонентом, поскольку она металлическая, и вызывает в памяти идею арматуры в железобетоне или других подобных примерах. Несмотря на это убеждение, армированное стекло на самом деле слабее, чем неармированное, из-за проникновения проволоки в структуру стекла. Армированное стекло часто может вызывать повышенные травмы по сравнению с неармированным стеклом, поскольку проволока усиливает неровности любых трещин. Это привело к снижению его использования в учреждениях, особенно в школах. [13]
В последние годы появились новые материалы, которые предлагают как огнестойкость, так и безопасность, поэтому продолжение использования армированного стекла обсуждается во всем мире. Международный строительный кодекс США фактически запретил армированное стекло в 2006 году. [14]
Строительные нормы Канады по-прежнему разрешают использование армированного стекла, но нормы пересматриваются, и ожидается, что использование традиционного армированного стекла будет значительно ограничено. [15] В Австралии аналогичный пересмотр не проводится. [16]