X
تبلیغات
علمی - شیشه

 
تاريخ : پنجشنبه هجدهم آبان 1391

تاریخچه

انسان حتی پیش از اینکه خود شیشه بسازد، شیشه‌های طبیعی نظیر فولگوریت و کوارتز را کشف نموده و از آنها در موارد گوناگون استفاده کرده است. مانند بسیاری از مواد دیگر ، در مورد اختراع شیشه نیز تردید بسیاری وجود دارد. بنا بر یک داستان قدیمی ، فینیقی‌ها برحسب تصادف ، نخستین شیشه را ساخته‌اند. داستان ، روایت بر مسافران یک کشتی دارد که در سوریه لنگر انداخته بودند. آنها برای درست کردن اجاق ، چون سنگی نیافته بودند، از قطعه‌هایی از بار کشتی که پودر رختشویی بود، استفاده کرده بودند. هنگام پختن غذا ناگهان مشاهده کرده‌اند که در اثر حرارت اجاق ، قطعه‌های سود با شنهای دور خود ترکیب شده و به شیشه تبدیل شده‌اند. البته ما دلیلی بر درستی یا نادرستی این داستان نداریم.

شیشه گری ، یکی از قدیمیترین حرفه‌هایی است که بشر بدان اشتغال داشته است. مصری‌ها سازنده اولین اشیای شیشه‌ای بوده‌اند که ظروف بدست آمده از حفاریهای مصر قدمت 5000 ساله دارد. رومیان نیز در فن شیشه گری مهارت داشته‌اند و در این صنعت از سایرین پیشرفته‌تر بودند. رونق شیشه سازی در نخستین ادوار تاریخ اسلامی صورت گرفته است، زیرا هنری بود که در مساجد و زیارتگاه‌ها و تزئینات مذهبی جلوه خاصی داشته و مورد استفاده قرار می‌گرفت. مصری‌ها در هزاره ششم پیش از میلاد ، جواهرات بدلی شیشه‌ای می‌ساختند. در سال 290 میلادی ، شیشه پنجره ساخته شد. در طی قرون وسطی ، ونیز به مرکز انحصاری صنعت شیشه بدل شده بود. در سال 1688 شیشه جام در فرانسه به شکل فراورده نو عرضه گردید. در سال 1608 میلادی ، در ایالات متحده ، در "جیمزتاون" در ویرجینیا ، صنعت شیشه پایه‌گذاری شد. در سال 1914، فرایند فورکالت در بلژیک برای کشش مداوم ورق شیشه بوجود آمد. در قرن 19، در اروپا و به لحاظ نياز شديد معماري به ساخت فضاهاي گسترده مثلنمايشگاه ها ديگر استفاده از مواد و مصالح سنگي يا آجري پاسخگو نبود بنابراين ضرورت ساخت سقف ها و سازه هاي فلزي از سوي معماران مورد توجه قرار گرفت كه به منظوراستفاده از پوشش هاي سبك براي پوشاندن اين سازه هاي فلزي، شيشه به عنوان ماده ايمقاوم از سوي معماران اروپايي مورد استقبال قرار گرفت


تاریخچه شیشه در ایران

صنعت شیشه‌سازی ، در ایران سابقه بسیار طولانی دارد که به حدود پیش از 2000 قبل از میلاد می‌رسد. کشف یک ظرف شیشه‌ای زرد رنگ صدفی با زینتی شبیه به خطوط شکسته موج‌دار که در یکی از قبرستانهای لرستان پیدا شده ، یک گردن‌بند شیشه‌ای حاوی دانه‌های آبی رنگ متعلق به 2250 سال پیش از میلاد ، در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشه‌ای مایل به سبز که در کاوشهای باستان شناسی لرستان ، شوش و حسنلو بدست آمده است، نشان دهنده سابقه تاریخی صنعت شیشه‌سازی در ایران است.

در اوايل قرن 19، توليد شيشه به شكل انبوه و صنعتي آن در اروپا آغاز شد و پس از مدتي رضاخان، به منظور استفادهاز شيشه در ساخت بناهاي جديد، كارخانه شيشه و بلور كرج را احداث كرد. و نخستین واحد ماشینی تولید شیشه ساختمانی در ایران در سال 1340 شروع بکار کرد.


جايگاه شيشه‌گري در معماري مساجد

هنر از تجليات فرهنگ محسوب مي‌شود و هنرهاي اسلامي، ايراني در خانه‌هاي خدا،مساجد، حفظ شده است. هنرمندان مسلمان ايراني كه علم، معنويت و هنر را يكجا دارابودند با كمال اخلاص شاهكارهاي خويش را به خانه خدا هديه كرده‌اند.در معماري اسلامي، شيشه به عنوان يكي از تزيينات با رنگهايمختلف در تزيينات در و پنجره‌هاي سنتي كاربرد داشته است. شيشه‌گري بعد از صنعت حصيربافي و سفالگري قدمت ديرينه‌اي دارد شيشه از قديم تا به امروز نقش مهمي درتزيين مساجد داشته و پيشرفتهاي علمي نيز در كيفيت آن تاثيرگذار بوده است.در ايراننيز شيشه‌گري سابقه ديرينه‌اي دارد و از اين هنر در مراحل مختلف براي ساخت اشياء ولوازم ساده از ظرف گرفته تا شمعدانها و چراغها از شيشه استفاده شده است. از زمانيكه اسلام در ايران رواج يافت، ساخت شيشه‌هاي رنگي در ايران متداول شد، پس از حملهمغول رونق اين هنر از بين رفت و در عوض كاشيكاري رونق گرفت.در زمان تيمور رواجشيشه‌گري قابل توجه است و تعدادي از شيشه‌گران نيز براي تزيين مساجد در بخشهاي شيشهخور به مصر و سوريه عزيمت كردند. در عصر صفويه نيز شيشه‌گري در اصفهان رونق گرفت ودر اصفهان و شيراز مراكزي براي توليد انبوه شيشه به وجود آمد. شيشه‌هاي ايرانيابتدا مات و نيمه شفاف و يا سفيد رنگ بود و سپس ايرانيان توانستند شيشه‌هاي بلورينو شفاف بسازند و در نيشابور به انواع شيشه‌هاي رنگي كه كاربرد تزييني معماري داشته،برخورد مي‌كنيم.شيشه از طريق قالب شني، موزاييكي، تراشيدن و ساييدن، فشردن در قالبو يا دميدن شيشه ساخته مي‌شود. در مساجد ايراني شيشه‌هاي رنگي، آبي، قرمز، سفيدمات، شيشه سبز، زرد مات و بي‌رنگ و شفاف به كار رفته است. در اغلب مساجد ايراني بعداز ساخت از درها و پنجره‌هاي چوبي با شيشه‌هاي كه با روشهاي گوناگون به اشياي شيشه‌اي زيبا تبديل مي‌شود عنصر تشكيلدهنده شيشه است. يكي از جوانب شيشه مساله زيبايي‌شناسي اين شي است. اين نكته دربرخورد با شيشه‌هاي رنگي مساجد ايراني، تجلي تلاش انسانهايي است كه با كمترينامكانات توانسته‌اند، اين چنين هنري را ارائه دهند.




سیر تحولی و رشد

در تاریخ می‌خوانیم که به احتمال ، ده‌هزار سال پیش از میلاد مسیح در کشور مصر یا سوریه ، یک نوع شیشه ابتدایی ساخته شده است. ولی مدارکی دال بر صحت این موضوع در دست نیست، ولی یقین داریم که در 300 سال پیش از میلاد ، در مصر کارگاههای کوچک شیشه‌گری وجود داشته است و شیشه را از ماسه و سود می‌ساختند. می‌توان گفت در آن تاریخ ، وسایل شیشه‌ای جزو اشیاء تجملی مورد استفاده درباریان و توانگران قرار گرفته است.

اکنون در موزه بریتانیا ، قدیمی‌ترین ظرف شیشه‌ای را می‌توان دید که 70 سال پیش از میلاد در رم ساخته و پرداخته شده است. بعدها در سده‌های 11 و 12 میلادی ، مسلمانان در تکمیل هنر شیشه‌گری کوشیده‌اند.

در سده سیزدهم میلادی ، اروپائیان ، شیشه رنگی را ساختند و از آن ، جهت تزئین کلیساها استفاده کردند. اما در آن زمان ، یک وسیله شیشه‌ای ، حاصل مدتها تلاش و کوشش یک هنرمند بود و این کار دستی قیمت سرسام‌آوری داشت. کشف بطریهای گردن دراز که دهانه آن با نقره مسدود شده بود در قرن 12 میلادی ، قالبهای ساخت وسایل شیشه‌ای در نیشابور ، نشان دهنده شتاب بیشتر صنعت شیشه‌گری در اوایل رواج اسلام در ایران است که به‌تدریج با رونق صنعت شیشه‌سازی در ایتالیا ، راه زوال را در پیش گرفت که تا قرن هفدهم میلادی ادامه یافت. از آن پس ، رونق و بازسازی این صنعت دوباره شروع شد و به مدد مهارت ایرانیان در رنگ آمیزی شیشه ، شتاب چشمگیری پیدا کرد. از آن جمله ، می‌توان ساختن انواع محصولات مختلف شیشه‌ای از ابریق گرفته تا گلدان ، بطری و … در شیراز ، اصفهان و قم در قرنهای دوازدهم و هجدهم میلادی را برشمرد. اما از آن زمان به بعد ، بی‌لیاقتی و غفلت دولمتردان وقت باعث شد صنعت شیشه‌سازی در ایران افت کند.


اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه

مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است.

سه ماده کربنات دو سود ، سنگ آهک و سیلیس ، مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس (SiO2) ، دی‌اکسید بور (B2O3) ، پنتا اکسید فسفر (P2O5) که از هر کدام به تنهایی می‌توان شیشه تهیه نمود.


مراحل ساخت شیشه

ذوب

کوره‌های شیشه‌سازی را می‌توان به کوره‌های بوته‌ای یا کوره‌های مخزنی تقسیم‌بندی کرد. کوره‌های بوته‌ای با ظرفیت تقریبی 2 تن یا کمتر برای تولید شیشه‌های ویژه به مقدار کم یا هنگامی که حفاظت از پیمانه مذاب در برابر محصولات احتراق الزامی است، بسیار مفیدند. بوته‌ها از جنس خاک رس یا پلاتین هستند. در کوره مخزنی ، مواد پیمانه از یک سر مخزن بزرگی که از جنس بلوکهای نسوز است، وارد می‌شوند. این کوره‌ها با گاز یا برق گرم می‌شوند.
بسته به توانایی آجر نسوز کوره برای تحمل انبساط ، دمای کوره‌ای که به‌تازگی شروع به تولید کرده است، روزانه تنها به اندازه معینی افزایش می‌یابد. پس از گرم شدن کوره بازیابی گرما ، در تمام اوقات دمایی که دست‌کم معادل با 1200 درجه سانتی‌گراد است، همچنان حفظ می‌شود. بخش زیادی از گرما به جهت تابش در کوره تلف می‌شود و در واقع مقدار بسیار کمتری از گرما برای ذوب شیشه به‌مصرف می‌رسد.

در هر حال ، دمای دیواره‌های کوره ممکن است چنان بالا رود که شیشه مذاب آنها را حل کند یا بپوساند، مگر اینکه اجازه داده شود دیواره‌ها ضمن تابش مقداری خنک شوند. به‌منظور کاهش کنش شیشه مذاب ، غالبا در دیواره‌های کوره ، لوله‌های آب خنک‌کن کار گذاشته می‌شود.


شکل دهی

شیشه را می‌توان با قالب‌گیری ماشینی یا دستی شکل داد. عامل مهمی که باید در قالب‌گیری ماشینی شیشه مدنظر داشت، این است که طراحی ماشین باید چنان باشد که کالای موردنظر ، ظرف چند ثانیه کاملا شکل گیرد. در طی این زمان نسبتا کوتاه ، شیشه از حالت یک مایع گرانرو به جامدی شفاف تبدیل می‌شود. در نتیجه به‌سهولت می‌توان دریافت که حل مشکلات طراحی همچون جریان گرما ، پایداری فلزات و لقی یاتاقانها بسیار پیچیده است و موفقیت چنین ماشینهایی به مهندس شیشه کمک شایانی می‌کند. شیشه پنجره ، شیشه جام ، شیشه شناور ، شیشه نشکن و مشجر ، شیشه دمشی و … ، با ماشین شکل داده می‌شوند.


تابکاری

به‌منظور کاهش کرنش در تمام کالاهای شیشه‌ای ، اعم از آنکه به روشهای ماشینی یا دستی قالب‌گیری شده‌اند، لازم است که تحت عملیات تابکاری قرار گیرند. بطور خلاصه ، عملیات تابکاری دو بخش دارد:


 

  • اول ،‌ نگه داشتن توده‌ای از شیشه در دمایی بالاتر از یک دمای بحرانی معین تا زمانی که میزان کرنش درونی ، ضمن ایجاد یک سیلان پلاستیکی ، کمتر از یک مقدار حداکثر از پیش تعیین شده گردد.
  • دوم ، خنک کردن تدریجی این توده تا دمای اتاق به‌نحوی‌که مقدار کرنش همچنان کمتر از آن میزان حداکثر باقی بماند.

عملیات تکمیلی

تمام انواع شیشه‌های تابکاری شده باید تحت عملیات تکمیلی خاصی قرار گیرند. این عملیات در عین آنکه نسبتا ساده اند، از اهمیت بسیاری نیز برخوردارند و مشتمل بر موارد زیرند:

تمیزکاری ، سنگ زنی ، پرداخت ، برش ، ماس زنی ، لعاب کاری ، درجه بندی و شابلن زنی. هرچند که لازم نیست تمام این عملیات روی همه کالاهای شیشه‌ای صورت گیرد، اما تقریبا همواره یک یا چند تای آنها مورد نیاز خواهد بود.


در این به بخش به توضیحات بیشتری از مراحل تولید شیشه می پردازیم

گدازآورها

کربنات سدیم (Na2CO3) ، کربنات پتاسیم (K2CO3) و خرده شیشه ، سیلیکات سدیم و پتاسیم (Na2SiO3 , K2SiO3) که حاصل ترکیب سیلیس با گدازآورها می‌باشند، در آب حل می‌شتوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می‌کنند. به همین علت است که اغلب شیشه‌های مصرف شده در گلخانه پس از چند سال کدر می‌شوند و نور از آنها بخوبی عبور نمی‌نماید.

تثبیت کننده‌ها (مقاوم کننده شیشه در برابر آب و هوا)

برای آنکه مقاومت شیشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنیم، باید اکسیدهای دو ظرفیتی باریم ، سرب ، کلسیم ، منیزیم و روی به مخلوط اضافه کنیم که به این عناصر ، ثابت کننده می‌گویند.

تصفیه کننده‌ها (جداکننده حباب هوا)

موجب کاستن حباب هوای موجود در شیشه می‌شوند و بر دو نوعند:

1.      فیزیکی: سولفات سدیم (Na2SO4) ، کلرات سدیم (NaClO3). با ایجاد حباب‌های بزرگ حباب‌های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می‌کنند.

2.      شیمیایی: املاح آرسنیک و آنتیموان که حباب‌های کوچک داخل شیشه را از بین می‌برند.

تا اینجا به موادی اشاره کردیم که عدم وجودشان ، در مواد اولیه باعث از بین رفتن مرغوبیت کالا می‌شد.


حال به چند ماده دیگر که به نوعی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌کنیم.

افزودنیها

1.      استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم (گدازآور)

2.      استفاده از نیترات سدیم NaNo3برای از بین بردن رنگ سبز شیشه (ناشی از اکسید آهن است

3.      استفاده از اکسید منگنز که باعث مقاومت بیشتر در مقابل عوامل جوی و شفاف‌تر شدن شیشه می‌شود.

4.      استفاده از اکسید سرب PH3O4 , PbO به جای CaO برای ساختن شیشه‌های مرغوب بلور و کریستال که باعث درخشندگی شیشه می‌شوند.

5.      برای ساختن کریستال مرغوب از اکسید نقره استفاده می‌کنند.

6.       استفاده از فلدسپار که باعث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می‌شود.

7.      برای اینکه شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فسفات به آن می‌افزایند.

8.      استفاده از خرده شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می‌دهد.

9.      استفاده از اکسید فلزات برای تهیه شیشه‌های رنگی.

10.  اکسید سزیم برای جذب اشعه زیر قرمز

11.  اکسید بُرُم برای ازدیاد مقاومت حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.


فرآورده‌های مختلف شیشه‌ای

در حال حاضر ، صنایع شیشه‌سازی عمدتاً در پنج شاخه اصلی مصرف در ایران فعالیت دارند:

  • ساختمان سازی
  • صنایع غذایی
  • تهیه لوازم خانگی
  • صنایع خودرو سازی
  • صنایع دارو سازی و آزمایشگاه

 


تقسیم بندی شیشه‌ها از نظر مواد مصرفی،  مزایا، معایب و استفاده

سیلیس گداخته

تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته می‌شود مزیت: اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور می‌دهد.

سیلیکاتهای قلیایی (شیشه آبی)

تنها شیشه‌های دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند و از ترکیب:ماسه و کربنات سدیم تهیه میشود موارد استفاده: چسب کاغذ بکار می‌رود.
حالت ضد آتشانواع قلیایی‌تر آن به عنوان شوینده‌های لباسشویی و مواد کمکی
صابونها بکار می‌رود.

شیشه آهک سوددار

این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل می‌دهد و از آن ، برای ساخت تمام انواع بطری‌ها ، شیشه تخت ، پنجره خودروها و سایر پنجره‌ها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده می‌شود.

تذکر: جخت مقاومت شیشه در برابر مواد شیمیایی در تولید شیشه بطری از آلومین و آهک زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب می‌شود،
شیشه سربی

با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست می‌آید. این شیشه‌ها بدلیل برخورداری از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رسانده‌اند.

درخشندگی یک
بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.

 


شیشه بوروسیلیکاتی (پیرکس)

شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوق‌العاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالاست.
ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته می‌شود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشه‌ای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشه‌ای مناسب برای پخت و پز) نیز بکار می‌رود. مصارف دیگر شیشه‌های بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.


شیشه ضد گلوله

این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلی‌متری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایه‌‌ها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم می‌جشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می‌دارند تا لایه‌ها کاملا به همدیگر بچسبند.

اشتراس
که سنگ نو نیز نامیده می‌شود و از آن ،‌ جواهرات مصنوعی درست می‌کنند. دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد Pbo است.

فلینت
که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار می‌رود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد سرب است.

شیشه ضد پرتوها

این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیان‌بار آنها را می‌گیرد.

شیشه جاذب نوترون

این نوع شیشه‌ها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه می‌شوند و به‌عنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.

شیشه شفاف در مقابل IR

این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل می‌شود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار می‌گیرند.


شیشه‌های رنگی

برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشه‌های رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده می‌شود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دی‌اکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن می‌شوند.

به دو طریق می‌توان شیشه رنگی بدست آورد.

1.      با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگهای مختلف قرمز می‌دهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیله اکسید کبالت بدست می‌آید. رنگ زرد با افزودن مقداری اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می گردد.

2.      شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌های رنگی در ویترین مغازه‌ها ، نمایشگاهها ، آزمایشگاهها و ساختمانهای صنعتی بکار می‌روند.


شيشه سودا-لايم-سيليكا
شيشه ، جامد بي شكلي است كه در دماي تقريبي 650 درجه سانتيگراد به نقطه نرميمي رسد و در دماي 1450 درجه سانتيگراد ذوب مي گردد. از ميان انواع گوناگون شيشه كه با تكنولوژي متفاوت و به منظور استفاده هاي گوناگون تهيه مي شوند ، انواعي كه توسط اين گروه توليد و به بازار عرضه مي شوند عبارتند از:
شيشه سكوريت
شيشه سكوريت اتومبيل، شيشه سكوريت ساختماني
شيشه طلقي
شيشه طلقي اتومبيل، شيشه طلقي ساختمان
شيشه هاي رفلكتيو
 شيشه هاي Low-E
شيشه هاي سيمي (wired glass)
 شيشه هاي دو  جداره (double glazing)


شيشه سودا-لايم-سيليكا :
شيشه ، جامد بي شكلي است كه در دماي تقريبي 650 درجه سانتيگراد به نقطه نرميمي رسد و در دماي 1450 درجه سانتيگراد ذوب مي گردد. از ميان انواع گوناگون شيشه كهبا تكنولوژي متفاوت و به منظور استفاده هاي گوناگون تهيه مي شوند ، انواعي كه توسطاين گروه توليد و به بازار عرضه مي شوند عبارتند از:

1- شيشه سكوريت:
روش و ماشين آلات شيشه هاي نشكن سازي شده (tempered) اولين بار توسط شركتفرانسوي سنت گوبين طراحي و ابداع شد و اين نوع شيشه با نام تجاري سكوريت وارد بازارگرديد. از اين زمان به بعد شيشه هاي سكوريت مصارف بسياري از جمله در صنايع خودروسازي ، ساختمان ، قطار ها، هواپيماها ، ... پيدا كرد. شيشه هاي سكوريت داراياستحكام 5 الي 8 برابر شيشه هاي معمولي هستند . بنابر پس از شكستن به تكه ها و ذراتكوچك و ريزي تبديل مي شوند كه داراي لبه هاي تيز و خطرناك نمي باشند. اين شيشه ها C درجه سانتيگراد نيز مقاومت مي كنند ، در°=175TDهمچنين در مقابل تغييرات دمائيصورتي كه شيشه هاي معمولي در اثر اين اختلاف دما ترك مي خورند. در اين قسمت ، شيشههاي سكوريت را در دو طبقه بندي شامل اتومبيل و ساختماني بطور جداگانه بررسي ميكنيم:

الف- شيشه سكوريت اتومبيل:
استفاده از اين نوع شيشه براي قسمت عقب (backlite) و جانبي (sidelite) اتومبيلمي باشد و متناسب با حالت آيروديناميكي ، خم مناسب نيز به آن داده مي شود. اين نوعشيشه در كوره هاي مخصوص در دماي حدود 700 درجه خم مي شود و با عمليات دمش ناگهانيهوا ،‌تنش سطحي بالائي در شيشه ايجاد مي گردد كه سبب افزايش استحكام سكوريت شدن ميشود.

ب- شيشه سكوريت ساختماني
استفاده از شيشه معمولي (غير سكوريت) در ساختمانهاي بلند مرتبه در صورت بروزحادثه اعم از طبيعي مانند زلزله يا حوادث ناشي از دخالت بشر ، خطر آسيب ديدگي جدي وحتي مرگ به همراه دارد، چرا كه شيشه شكسته شده به صورت قطعات بزرگ در هوا شناور ميشود و شعاع زيادي را در معرض خطر قرار مي دهد . بكار گيري شيشه هاي سكوريت بعلت شدنشيشه در صورت شكست و ريزش پاي ساختمان خطرات احتمالي را به حداقل ممكن كاهش مي دهد.

- شيشه طلقي
اين نوع شيشه شامل دو نوع اصلي مي شود :

الف – شيشه طلقي اتومبيل :
براي تهيه شيشه جلوي اتومبيل ، از دو لايه شيشه و يك لايه طلق مياني (PVB) استفاده مي گردد كه علت اين عمل پايدار ماندن شيشه پس از شكستن مي باشد. با استفادهاز طلق هاي رنگي مي توان سايه باني در شيشه جلو ايجاد كرد كه از آزار چشم رانندهتوسط تابش خورشيد جلوگيري مي كند.

ب- شيشه طلقي ساختمان:

شيشه طلقي ساختمان به دو روش : 1- استفاده از طلق هاي PVB (پلي وينيل بوتيرال) و 2- رزيني تهيه مي شود. اين نوع محصول از دو لايه شيشه و يك لايه طلق يا رزينتشكيل شده است. از خواص اين شيشه مقاومت در برابر عبور اجسام و عدم ريزش آن پس ازشكست مي باشد و همچنين مي تواند به عنوان عايقي مناسب در برابر نور و صوت بكار رود.



4- شيشه هاي رفلكتيو
به شيشه هائي گفته مي شود كه داراي پوششهائي به رنگهاي متفاوت مي باشند وباعث انعكاس نور مي گردند. اين نوع شيشه ها هم به لحاظ زيبائي و هم از جهت انعكاسنورهاي مزاحم به كار برده مي شوند.

5- شيشه هاي Low-E
به شيشه هائي گفته مي شود كه داراي پوشش خاصي باشند. اين پوشش بيرنگ است وباعث مي گردد كه پرتوهاي نوري با طول موج پايين (يا اشعه با انرژي بالا) واردساختمان شوند، اما اجازه خروج اين اشعه را كه پس از برخورد با اسباب و اثاثيه داخلمنزل طول موجش افزايش مي يابد نمي دهد. بنابر اين انرژي گرمائي در داخل ساختمانذخيره مي گردد.

6- شيشه هاي سيمي (wired glass)
به شيشه هائي گفته مي شود كه هنگام توليد بعد از مرحله ذوب و هنگام شكل دهي ،يك لايه تور سيمي داخل شيشه قرار مي گيرد. كاربرد اين شيشه ها براي جلوگيري از حريقمي باشد و غالبا در آسانسورها بكار مي رود.


3- شيشه هاي دو جداره (double glazing)

شيشه دوجداره از تركيب دو لايه شيشه و يك لايه جدا كننده آلومينيومي كه با رطوبت گير (سيليكاژل) پر شده است ساخته مي شود .
 بين دو لايه شيشه را مي توان باگاز آرگون (عايق حرارتي) يا  SF6 )عايق صوتي) يا تركيبي از آن دو پر نمود.
تزریق گازها به درون این محفظه خالی،شیشه دو جداره را به یک عایق ایده ال حرارتی و صوتی تبدیل می نماید.
یکی از مهمترین روش های ذخیره گرمایش و سرمایش و نیز کنترل صدا درساختمان می باشد.

مزاياي استفاده از اين نوع شيشه در ساختمان
صرفه جوئي در مصرف انرژي
  كاهش توليد گازهاي آلاينده تا حدود 70%
    جلوگيري از توليد گازهاي زيان آور و حفاظت از محيط زيست
      كاهش آلودگي صوتي و کاهش اتلاف انرژی
        جلوگیری از نم زدگی شیشه
          ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره


شیشه دو جداره از به هم چسبانیدن یک یا چند قاب شیشه ای موازی به

منظور بوجود آوردن یک واحدغیر قابل نفوذ ساخته میشود.این  شیشه

در اصل برای به وجود اوردن محفظه ای همگن ازهوای خشک یاگازدار

می باشد  که بین یک یا چند جداره پر شده است ایجاد میگردد.

 

بدین ترتیب میزان انتقال گرما ،سرماو نفوذ سروصدا به داخل ساختمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد .

تزریق گازها به درون این محفظه خالی،شیشه دو جداره را به یک عایق

ایده ال حرارتی و صوتی تبدیل مینماید.

این محصول که به صورت چشمگیر باعث کاهش اتلاف انرژی میشود

یکی از مهمترین روشهای ذخیره گرمایش و سرمایش ونیز کنترل صدا درساختمان می باشد.

ویژگی ای که شیشه را نه فقط میرا که خطرناک هم می ساخت. اما امروزه به کمکِ تکنولوژیِ مدرن دیگر شیشه ها   نمی شکنند! شیشه سکوریت که طیِ فرایندی دقیق بر روی شیشه های خام حاصل     می شود حتی اگر هم در شرایطِ بسیار خاص و ویژه بشکند به قطعاتِ بسیار ریزی تبدیل می شود که به هیچ وجه برنده و خطرناک نیستند.


بدین ترتیب ماندگاری و ایمنی نیز به واقع نمایی و زیباییِ شیشه افزوده شد و این ویژگی ها، در کنارِ دوام و صرفه یِِ فوق العاده شیشه نسبت به موادی چون آهن و چوب، کاربردِ آن را بیش از پیش گسترش داد.


امروزه شیشه های سکوریت به عنوانِ درهای ورودیِ شیشه ای، پنجره ها و نورگیرها در چهارچوب هایِ فلزی و چوبی و نیز برای پوششِ نمای ساختمان ها و پنجره های دوجداره کاربردِ وسیعی دارند.


فرایند تولید شیشه دو جداره

در ابتدا جامهای شیشه بوسیله دستگاه حمل بر روی رکهای دستگاه حمل اتوماتیک قرار گرفته و به تعدادی که اپراتور مشخص می کند به میز برش اتوماتیک انتقال می یابد . سپس اندازه شیشه های مورد نظر توسط نرم افزار بهینه سازی جهت به حداقل رساندن ضایعات توسط دستگاه طراحی و سپس برش داده می شود. شیشه ها پس از جداسازی به خط تولید شیشه دو جداره منتقل می شود ابتدا شیشه ها با آب سختی گیری شده بطور کامل شسته شده و پس از کنترل کیفی به مرحله بعدی منتقل می گردد.

به موازات مراحل مذکور فریم های ما بین دو جدار (Spacer) توسط دستگاه خم کن  (Bending)بر اساس اندازه شیشه خم و برش داده میشود و داخل فریم از مواد رطوبت گیر پر می شود. سپس دو لبه فریم توسط دستگاه بوتیل چسب زده می شود که بمنظور درزگیری و قرار گرفتن اسپیسر مابین دو شیشه و چسبیدن آنها به یکدیگر  می باشد. فریم ها جهت نصب روی شیشه انتقال می یابد  شیشه ها پس از نصب فریم به دستگاه پرس منتقل می شود و همزمان گاز آرگون به صورت اتوماتیک به داخل شیشه دو جداره تزریق می شود سپس توسط روبات محیط شیشه دو جداره با چسب پلی سولفید به منظور درزبندی ثانویه پر می شود.

 استاندارد تولید شیشه دو جداره

تولید شیشه دو جداره با توجه به شرایط موجود و نیازهای جامعه طبق استاندارد ملی ایران صورت میگیرد . در تدوین این استاندارد تا حد امکان استانداردهای کشورهای صنعتی پیشرفته و بین المللی لحاظ شده است .

هدف از این استاندارد تعیین روش های آزمون ، شیشه های دو جداره به منظور بررسی و حصول اطمینان از کیفیت آنها می باشد .
جهت انجام آزمایشات نمونه هایی با ابعاد 350x500±5mm در نظر گرفته می شود .
حد اقل تعداد نمونه ها باید 20 عدد از یک محصول باشد .
کلیه نمونه ها باید حداقل به مدت 2 هفته در محیط آزمایشگاهی با دمای °c2±23 به صورت عمودی قرار گرفته باشند
عیت ظاهری آزمونه ها از لحاظ عدم وجود هرگونه خرابی ویا ترک خوردگی بررسی شود .

 آزمونهای استاندارد شیشه های دو جداره

     1- آزمون تعیین نقطه برفک
     2- آزمون پایداری در برابر محیط هایی با رطوبت بالا
     3- آزمون چرخه های آب و هوایی تسریع شده
     4- آزمون مه گرفتگی
     5- آزمون تعیین ضخامت محفظه هوا
     6- آزمون تعیین ضخامت قطعه شیشه دوجداره
     7- آزمون تعیین ابعاد شیشه دوجداره


مراحل توليد شيشه دوجداره                

 

 

 ۱-برش اتوماتيك شيشه

در برخی از شرکت های تولید شیشه دوجداره ،برش شيشه ها توسط دستگاه كاملا" اتوماتيك CNC  انجام ميگردد و قابل برنامه ريزي بودن اين دستگاه ،امكان برش شيشه به اشكال مختلف را فراهم ميسازد.

 

2-خم كاري قابهاي آلومنيومي

قابهاي آلومنيومي مورد مصرف در فرايند توليد شيشه هاي دو جداره ،با تنوع رنگ فراوان ازآلياژ مخصوصي ساخته شده كه به راحتي قابل خم شدن است.اين توانايي كمك ميكند تا قاب به كار رفته در بين دو شيشه كاملا" يكپارچه  بوده و از مصرف گوشه هاي پلاستيكي اجتناب شود .كليه مراحل ساخت اين قابها با توجه به ابعاد شيشه و به صورت كاملا"اتوماتيك انجام ميشود و انتخاب ضخامت اين قابها با توجه به ملاحظات فني صورت ميگيرد

 

3-تزريق مواد رطوبت گير

تزريق اين مواد با توجه به خصوصيات  ذيل انجام ميشود :

 

الف:  ميزان تزريق مواد توسط دستگاه اندازه گيري ميشود .

ب: تزريق DESICANT در شرايط بسته و تخليه شده از هوا صورت ميگيرد تا قابليت جذب رطوبت هواي بين دو جداره  شيشه براي اين ماده بماند و اين قبل از استفاده اشباع نشود.

 

4-شستشوي شيشه

شستشوي شيشه در داخل دستگاه و با استفاده از مواد شوينده  خاص و آب مقطر انجام شده و هر گونه اثري از چربي ،از سطح شيشه برداشته ميشود.

 

5-خشك كردن شيشه

شيشه در داخل ماشين خشك كن ،خشك ميشود تا  هيچ گونه لكه اي بر سطح شيشه باقي نماند .

 

6-سيستم نصب آلومنيومي

مرحله شستشوي شيشه توسط اپراتور انجام شده و سپس شيشه وارد پرس ميشود تا دو لايه شيشه بر روي قاب آلومنيومي پرس شود.

 

7-برداشت پوشش (Coating ) از روي شيشه هاي رفلكتيو

درشيشه هاي رفلكتيو،كه از لحاظ زيبايي و خواص نوري ويژه ميزان مصرف گسترده اي نسبت به ساير شيشه  ها دارد،چسبندگي مواد درز گير به سطحي از شيشه كه پوشش آيينه اي (Coating)دارد،بسيار پايين است و در كوتاه مدت اين چسبندگي مواد درز گير به سطح قابل قبول رسيده و كيفيت عايق بودن شيشه ها در سطح استانداردباقي بماند.


   

عايق حرارتي و برودتي
 خصوصيات و ويژگيهاي شيشه هاي چند جداره مربوط به صرفه جويي در مصرف انرژي از نقطه نظر كميت مقدار گرماي انتقال يافته از طريق يك پنجره توسط پارامتري به نام ضريب انتقال گرما يا ثابت تعيين مي شود.
ثابت k از رابطه (K=Q/A*(T1-T2 به دست مي آيد كه در آن:
W)Q) = ميزان انتقال حرارت از طريق پنجره بر حسب وات
M2)A) = مساحت پنجره بر حسب متر مربع
K)T2) = درجه حرارت بيرون پنجره بر حسب درجه كلوين
K)T1) = درجه حرارت داخل اطاق بر حسب درجه كلوين بوده و ضريب انتقال حرارت K بشرح زير بيان مي گردد:
W/M2*K
اگر ميزان جريان يافتن گرما از طريق پنجره را با استفاده از رابطه Q=K*A*(T1-T2)   محاسبه کنیم،
ميزان صرفه جويي سوخت در يك آپارتمان مسكوني
كه حدود 30 متر مربع پنجره داشته و در آنها از
پنجره هاي u-PVC با شيشه‏هاي دوجداره استافده شده
 باشــد، سـالانه 1500 تا 2500 مي باشد


كاهش آلودگي صوتي
 ميانگين شدت سر و صدا در محيط هاي معمولي زندگي در شهرها حدود 60 تا 70 دسي بل (db) مي‏باشد، از لحاظ علمي سر و صدا با شدت 60 db به عنوان صداهاي مزاحم و گوش خراش و با شدت    90 db به عنوان ناقض كننده شنوايي و با شدت 120 db را عبور كننده از حد آستانه احساس و خطرناك و كشنده تلقي مي نمايد.
 در صورتي كه اندازه سطح صداهاي مطلوب در مكان هاي مختلف به شرح زير مي باشد:
در آپارتمانها و مجتمع هاي مسكوني حدود 25 تا 35 db
                  در بيمارستانها و كتابخانه ها و ... حدود 20 تا 25 db
                                     در دفاتر اداري و تجاري و ... حدود 35 تا 40 db

                با اسـتفاده از شيشه هاي دو جداره، سطح صدا را از 29 تا 31 db مي توانيم كاهش دهيم.

نوع شیشه

فلوت 6 میلیمتر

سکوریت 6 میلیمتر

دوجداره 6-10-4

لمینت

دوجداره با یک لایه لمینت

دوجداره با دو لایه لمینت

میزان کاهش db

22

22

34

36

41

43

 


تنوع در ارائه شیشه 
علاوه بر آن با نصب روکش های خاص
PVC به نام (Gorgin Bar) بر سطح لایه بیرونی شیشه، این امکان را برای مشتری فراهم می آورد انواع رنگ های متنوع، ساده و رفلکس، لمینیت، سکوریت، سیم دار، ضد گلوله Low - E جهت ساختمان های دولتی و یا مجتمع های تجاری، اداری، مسکونی و بیمارستانی را فراهم آورد
ـ تنوع در ارائه شیشه
 
علاوه بر آن با نصب روکش های خاص PVC به نام (Gorgin Bar) بر سطح لایه بیرونی شیشه، این امکان را برای مشتری فراهم می آورد انواع رنگ های متنوع، ساده و رفلکس، لمینیت، سکوریت، سیم دار، ضد گلوله Low - E جهت ساختمان های دولتی و یا مجتمع های تجاری، اداری، مسکونی و بیمارستانی را فراهم آورد.


                    

 

 

 

 

   

 


مزاياي در و پنجره هاي UPVC
- زيبا و شکيل با تنوع مناسب در رنگ و طرح
- استحکام عالي به دليل شکل خاص هندسي پروفيل هاي UPVC در عين سبکي سازه
- تقويت مضاعف با استفاده از پروفيل هاي گالوانيزه داخلي U شکل
- مقاومت خوب در شرايط خاص محيطي به ويژه محيطهاي مرطوب و عدم امکان زنگ زدگي، خوردگي و ...
- نصب بسيار ساده با قابليت استفاده در ساختمانهاي نوساز و ساختمانهاي قديمي در حال بازسازي
- صرفه جويي مناسب در مصرف انرژي و جلوگيري از تبادل سرما و گرما
- عايق صوتي با استفاده از سيستم هاي دوجداره
- بدون لرزش و انتقال صدا در اثر وزش باد و طوفان با استفاده از يراق آلات مدرن
- درزبندي کامل و جلوگيري از ورود باد، باران، گرد و غبار و آلودگي هاي محيطي
- عدم خوداشتغالي هنگام آتش سوزي به دليل استفاده از افزودنيهاي خاص


 

عايق در برابر صوت:

صدا و منابع توليد کننده آن

مقادير بر حسب دسي بل

صداي ناشي از شليک گلوله از تپانچه

150-160

موتور جت در فاصله ي 5 متري

140-150

ايستگاه موتوري (اتوبوس)

100-110

ماشين آلات بافندگي

90-110

بيشترين صوت در خيابان

80-90

حداکثر صداي موزيک

80

جاروبرقي

60

صحبت کردن

50

صداي عمومي در خانه

40

صداي عمومي در پارک

30

صداي دم و بازدم

10

سکوت - آستانه شنوايي

0-10

 


جدول مقايسه پنجره هاي سنتي با سيستم هاي مدرن UPVC

UPVC

آلومينيوم

آهن

چوب

است

نيست

نيست

است

عايق گرما و سرما

است

نيست

نيست

است

عايق صدا

است

نيست

نيست

نيست

عايق نسبت به نفوذ رطوبت و باران

ندارد

سياه شدن رنگ

دارد

دارد

نياز به رنگ شدن

ندارد

کدر شدن سطح

دارد (زنگ زدن)

دارد

خورندگي در شرايط محيط

تقويت مضاعف با استفاده از پروفيل گالوانيزه

خوب

خوب

ضعيف

استحکام

قفل در چند نقطه

قفل در يک نقطه

قفل در يک نقطه

قفل در يک نقطه

ايمني سيستم قفل و يراق

متوسط

متوسط

ارزان

گران

قيمت يک پنجره






ارسال توسط امین

اسلایدر

دانلود فیلم