Jak powstaje i gdzie wykorzystuje się szkło hartowane?

Szkło jest jednym z najbardziej powszechnych przetworzonych materiałów, które wykorzystuje się do wykończeń wnętrz w budynkach, lub wykańczania detali w meblach czy samochodach. Dzieje się tak za sprawą niezwykłej uniwersalności tego materiału, które w dodatku można wyprodukować w różnych wersjach. Szkło hartowane jest jedną z odmian, która zastosowała swoje zastosowanie tam, gdzie wymagana jest duża odporność.

Jak powstaje szkło?

Szkło jest wykorzystywane przez człowieka od kilku tysięcy lat. Pierwsze wzmianki o szkle, które są potwierdzone badaniami archeologicznymi, pochodzą już sprzed siedmiu tysięcy lat. Prawdopodobnie pierwsze wytapianie szkła było dziełem przypadku, gdyż jest to dość prosty proces, choć od strony czysto chemicznej bardzo skomplikowany. Pomimo że istnieją różne rodzaje szkła, a nawet ich kombinacje, takie jak szkło hartowane, to sam proces wytwarzania jest taki sam dla wszystkich rodzajów. Do produkcji tradycyjnego szkła wykorzystuje się piasek kwarcowy, który jest podstawowym składnikiem. Ze względu na schemat produkcji potrzebne są jeszcze dodatki, takie jak węglan wapnia i węglan sodu. Dodatkowo wykorzystuje się tak zwane topniki, czyli tlenek boru i tlenek ołowiu, a także pigmenty, którymi są tlenki kadmu, manganu, lub inne tlenki metali przejściowych. Szkło powstaje w temperaturze około 1300 °C, gdy w piecu mieszane są wszystkie składniki. Po przetopieniu wszystkich składników formuje się szkło w specjalnych formatach na oczekiwane kształty. 

Szkło może występować w różnych wersjach:

  • Szkło zielone
  • Szkło fioletowe
  • Szkło niebieskie 
  • Szkło żółte
  • Szkło czerwone

Barwa szkła jest zależna od tego, jakich substratów pigmentowych użyje się do produkcji. Z istotniejszych właściwości, które posiada szkło, jest to, że bardzo słabo przewodzi elektryczność oraz ma dużą odporność chemiczną. 

Jak przebiega proces hartowania szkła?

Proces hartowania szkła przebiega bardzo podobnie do hartowania metalu. Szkło najpierw jest bardzo mocno nagrzewane aż do temperatury około sześciuset stopni, po czym jest dynamicznie chłodzone. Najczęściej robi się to za pomocą sprężonego powietrza. Taki proces powoduje powstawanie naprężeń rozciągających, a także ściskających, co sprawia, że cały materiał zyskuje nawet trzykrotnie większą wytrzymałość. Szkła hartowanego nie można już poddawać żadnej obróbce, takiej jak cięcie, gdyż to niszczy jego strukturę i znacząco osłabia jego wytrzymałość. Takie szkło powinno być produkowane pod wymiar, na konkretne zamówienie. Jedyną obróbką, która jest niezbędna do produkcji szkła hartowanego, jest odpowiednie fazowanie, aby uniknąć problemów z wytrzymałością całej konstrukcji. Powinien tym się jednak zajmować szklarz, gdyż cały proces produkcji hartowanej szyby jest dość misterny, a błąd w sztuce może sprawić, że nie osiągnie się zamierzonego efektu, jakim jest zwiększenie odporności szkła.

Gdzie wykorzystuje się elementy szklane?

Szkło jest wykorzystywane do produkcji wielu rzeczy, takich jak opakowania szklane, elementy wykończeniowe mebli, lustra, wyroby artystyczne lub wyroby użytkowe. Do takich zastosowań przeważnie wykorzystuje się zwykłe szkło, gdyż nie musi ono posiadać podwyższonej wytrzymałości. Są jednak zastosowania, które wymagają od materiału wytrzymałości nawet kilkukrotnie wyższej.

Gdzie wykorzystuje się szkło hartowane?

Zastosowanie szkła hartowanego jest bardzo rozległe. Największą rewolucję ten rodzaj szkła wprowadził w przemyśle motoryzacyjnym. Przed wprowadzeniem takiego rodzaju szyb do masowej produkcji, używano szyb ze zwykłego szkła. Sprawiało to, że takie szybko często pękały, a po pęknięciu szyba rozpadała się na duże płaty, które  były niezwykle niebezpieczne ze względu na ostre krawędzie. Wprowadzenie szyb hartowanych drastycznie zmniejszyło ilość pękających szyb, a nawet podczas wypadków, spadła ilość okaleczeń związanych z pękającym szkłem. Ma to związek z faktem, że szyba hartowana pęka na wiele, maleńkich kawałeczków, a nie na wielkie płaty z ostrymi krawędziami. 

Kolejnym zastosowaniem jest produkowanie szklanych balustrad lub elementów wykończeniowych budynków. Zastosowanie szkła jest aktualnie niezwykle popularne, a na początku XXI wieku stało się niezwykle modne wśród architektów i projektantów. Nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnego stylu budownictwa, który stosuje się do budowy wieżowców i drapaczy chmur, biurowców, a także nowoczesnych domów bez udziału licznych elementów szklanych. Szkło jest wykorzystywane tam bardzo często do budowy fasad budynków lub elewacji, a w przypadku niektórych biurowców, wydaje się, że są one całe zbudowane ze szkła. Oczywiście elementy konstrukcyjne buduje się tradycyjnie, ale faktycznie, często można spotkać budynki, które są niemalże na całej swojej powierzchni przeszklone. Wymaga to zastosowania grubego, hartowanego szkła, które jak widać, świetnie spisuje się nawet w tak wymagających warunkach. Wielką zaletą szkła jest również to, że można je dowolnie formować, a także produkować w różnych kolorach, co daje projektantom duże pole do popisu.