Công nghệ xẻ mộc - Chương 5 doc

Khái niệm chungTuỳ thuộc vào sự phát triển không ngừng của kỹ thuật sản xuất thủy tinh và yêu cầu của công trình kiến trúc đối với công năng của thuỷ tinh từ chố lấy ánh sáng là duy nhất

Chương 5 Thuỷ tinh kiến trúc và chế phẩm Đ1 Khái niệm chung

Tuỳ thuộc vào sự phát triển không ngừng của kỹ thuật sản xuất thủy tinh và yêu cầu của công trình kiến trúc đối với công năng của thuỷ tinh từ chố lấy ánh sáng là duy nhất hướng đến sự phát triển đa năng, tính năng của các loại thuỷ tinh mới đã không ngừng được hoàn thiện, như nó có thể khống chế được ánh sáng, điều tiết năng lượng, giảm bớt tiếng ồn, cải thiện môi trường nội thất, trong công trình trang sức thủy tinh và chế phẩm của nó đã trở thành một loại vật liệu trang sức có tính cơ bản

I Đặc trưng của thủy tinh

Cường độ kháng nén của thuỷ tinh tương đối cao từ 600÷1200MPa, nhưng cường độ kháng kéo lại chỉ bằng khoảng 1/10 cường độ kháng nén Mật độ là 2,6g/cm3, độ cứng trên 5, modul đàn hồi từ 6÷7,5.104MPa Thủy tinh có tính chịu axit, kiềm rất cao

Thủy tinh thuộc loại vật liệu chịu giòn, cường độ kháng kéo thấp, tính

ổn định nhiệt kém, do tính ổn định nhịêt kém khi cục bộ chịu nhiệt nhiệt lượng không có thể truyền nhiệt ra các bộ phận khác của thủy tinh, chỗ chịu nhiệt sẽ trương nở mà sản sinh nội ứng lực Khi cục bộ chịu lạnh bên trong thuỷ tinh cũng sản sinh nội ứng lực Loại nội ứng lực này trong nội bộ thuỷ tinh dễ làm nó nứt vỡ

Tính năng của thuỷ tinh có thể căn cứ vào yêu cầu cụ thể của mọi người mà tiến hành cải tiến nhằm thích ứng hoàn cảnh sử dụng khác nhau Ví

dụ như thuỷ tinh an toàn thì phải khắc phục tính giòn và khả năng chịu lạnh

và tức thời

II Chế tác thuỷ tinh phổ thông

Thuỷ tinh lấy cát thạch anh, kiềm nguyên chất, đá vôi làm nguyên liệu chính, lại cho thêm vào lượng nguyên liệu phụ trợ thích hợp nung chảy trong

lò cao, sau khi thành hình để nguội ta được thuỷ tinh Thuỷ tinh là vật liệu

đồng chất phi kết tinh thể vô định hình Thành phần hoá học của thuỷ tinh rất phức tạp, chủ yếu gồm SiO2, Na2O và CaO Khi sản xuất thủy tinh màu có thể cho thêm các nguyên liệu màu vào trong nguyên liệu Sản xuất thuỷ tinh phổ thông có phương pháp kéo dẫn, phương pháp nổi và phương pháp khuôn Sản xuất thuỷ tinh tấm phẳng đa phần là dùng phương pháp kéo dẫn và nổi Phương pháp kéo dẫn có phương pháp kéo ngang và phương pháp kéo đứng, phương pháp kéo đứng là đem thuỷ tinh đã nóng chảy trong lò dùng gạch dẫn

mà kéo dẫn thẳng đứng lên thông qua hàng loạt con lăn nén amiăng và làm nguội mà hình thành, căn cứ vào yêu cầu kích thước cắt thành sản phẩm, như hình 5.1 đã chỉ Công nghệ phương pháp nổi là một loại phương thức mà hiện nay các nhà sản xuất đang sử dụng nhiều, nó đem nguyên liệu đã nóng chảy làm cho dung dịch nóng chảy nổi trên máng thiếc, sau khi nguội qua cắt mà hình thành sản phẩm Công nghệ phương pháp như hình 5.2 đã chỉ Công nghệ của phương pháp kéo dẫn đứng đơn giản, độ dày thuỷ tinh khó khống chế Công nghệ phương pháp nổi bề mặt kính phẳng được sản xuất ra phẳng nhẵn và hoàn chỉnh và độ dày đồng đều, chất lượng tốt hơn phương pháp kéo dẫn đứng

Ghạch dẫn

Kính

Hình 5.2: Phương pháp nổi

III Chủng loại thủy tinh

Chủng loại thủy tinh rất nhiều, thông thường căn cứ vào thành phần hoá học và công năng mà phân loại

1 Căn cứ vào thành phần hoá học

<1> Thủy tinh Na (Natri)

Thuỷ tinh Na còn được gọi là thuỷ tinh Natricanxi Thành phần chủ yếu của nó là oxyt Silic, oxyt Natri, oxyt Canxi Do hàm lượng tạp chất của nó nhiều, do đó màu sắc của chế phẩm là màu lục Tính chất có hoa của thuỷ tinh

Na, tính năng quang học và độ ổn định hoá học tương đối kém Nó chủ yếu được dùng làm kính cửa sổ trong kiến trúc và các đồ dùng thuỷ tinh hàng ngày

<2> Thuỷ tinh Kali

Thủy tinh Kali còn gọi là thuỷ tinh cứng, thành phần của nó là dùng

K2O thay thế cho phần Na2O trong thuỷ tinh, đồng thời nâng hàm lượng SiO2

trên cơ sở đó mà chế tạo thành Độ cứng, độ sáng và các tính năng khác của thuỷ tinh Kali đều tốt hơn thuỷ tinh Na Nó có thể dùng để chế tạo các vật dụng cao cấp và thiết bị hoá học

<3> Thủy tinh nhôm – magie

Cơ cấu gia nhiệt

Đó là một loại thủy tinh được tổ thành bởi oxyt Silic, oxyt Canxi, oxyt Magie, oxyt Natri và oxyt nhôm Loại thủy tinh này có điểm mềm hoá thấp, tính chất cơ học, quang học và tính ổn định hoá học đều mạnh hơn thủy tinh Natri Có thể dùng để chế tạo thuỷ tinh kiến trúc cao cấp.

<4> Thủy tinh chì

Loại thủy tinh này còn gọi là thủy tinh nặng hoặc thủy tinh tinh thể Thành pầhn của nó là oxyt chì, oxyt Kali và một ít oxyt Silic Độ sáng, độ trong suốt, tính năng cơ học, tính chịu nhiệt, tính cách điện và độ ổn định hoá học đều rất tốt Nó được dùng để chế tạo kính quang học, các dụng cụ cao cấp

<5> Thủy tinh Boric

Thủy tinh này còn gọi là thủy tinh chịu nhiệt, thành phần chủ yếu có oxyt Silic, oxyt Boric Thủy tinh Boric có độ sáng, độ trong suốt, tính năng cơ học, tính chịu nhiệt và tính ổn định hoá học đều rất tốt Nó dùng để chế tạo đồ dùng cao cấp trong hoá học và vật liệu cách điện

<6> Thủy tinh thạch anh

Sự tổ thành của thuỷ tinh thạch anh là oxyt Silic Nó có được tính năng

cơ học, quang học và nhiệt học đều rất tốt Tính năng ổn định hoá học của nó tốt, cho tia tử ngoại đi qua Nó có thể dùng chế tạo các dụng cụ cao cấp và thiết bị đèn sát khuẩn

2 Căn cứ vào công năng khác nhau của thuỷ tinh kiến trúc mà phân loại

<1> Thủy tinh kiến trúc phổ thông

Thủy tinh kiến trúc là tên gọi chung cho chế phẩm thủy tinh vô cơ phổ thông Nó là vật liệu cơ bản để chế tạo các loại thuỷ tinh công năng đặc biệt

Nó được phân thành:

a Thủy tinh phẳng phổ thông

Thông thường là chỉ thuỷ tinh dạng tấm, dùng phương pháp kéo dẫn, ép dẫn và nổi để sản xuất Nó chủ yếu được dùng trong cửa sổ của công trình kiến trúc.

b Thuỷ tinh trang sức

Loại thuỷ tinh này ngoài việc có những đặc trưng như thuỷ tinh phẳng phổ thông mà nó còn có công năng trang sức nhất định Như thuỷ tinh mờ, thủy tinh màu, thuỷ tinh ép hoa và thuỷ tinh phóng xạ

<2> Thuỷ tinh an toàn

Nó có tác dụng bảo đảm an toàn cho con người, có thể làm cho người

bị thương bởi thuỷ tinh có mức độ thấp nhất Thuỷ tinh này bản thân nó có cường độ cao ra mà ngay khi sử bị hư hại thì các mảnh vỡ của nó không dễ làm thương tổn đến con người Thủy tinh thép hoá, thuỷ tinh nhiều lớp, thuỷ tinh có sợi và thủy tinh dán màng mỏng đều thuộc loại này

<3> Thuỷ tinh đặc biệt

Thủy tinh đặc biệt là chỉ loại thủy tinh có một loại tính năng đặc biệt nào đó được nổi rõ so với thủy tinh phổ thông và thủy tinh an toàn Ví dụ thủy tinh phản xạ nhiệt; thủy tinh hút nhiệt; thủy tinh đổi màu do điện, ánh sáng; thủy tinh rỗng; thủy tinh rỗng cao tính năng và thủy tinh mặt cong

IV Gia công bề mặt thủy tinh

Bề mặt thủy tinh sau khi gia công thu được sản phẩm đạt yêu cầu, có thể cải thiện được ngoại quan và tính chất bề mặt của thủy tinh, thu được tính trang sức tốt

Gia công thủy tinh có phương pháp nguội, phương pháp nóng và gia công bề mặt

1 Gia công nguội

Cái gọi là gia công nguội chính là chỉ dưới trạng thái nhiệt độ thường dùng phương pháp cơ học được làm thay đổi ngoại hình của thủy tinh, trạng thái bề mặt, phương pháp thường thấy trong gia công nguội có:

<1> Mài, đánh bóng

Mài thủy tinh chính là dùng vật liệu mài có độ cứng hơn thuỷ tinh như kim cương, cát thạch anh, saphia mà đem những phần thô ráp trên mặt thủy tinh mài đi, làm cho nó thoả mãn hình dạng, kích thước theo yêu cầu có được

bề mặt hoàn chỉnh Thủy tinh trong khi mài trước tiên tiến hành mài thô, sau

đó dùng hạt mà mịn tiến hành mài tinh, cuối cùng là đánh bóng từ đó mà thu được bề mặt phẳng nhẵn, trong suốt

<2> Phun cát, cắt hoặc khoan lỗ

a Phun cát

Là lợi dụng dòng khí cao áp thông qua vòi phun hình thành dòng khí tốc độ cao có kèm cát, thạch anh hoặc hạt kim cương được thổi lên bề mặt thủy tinh, bề mặt thủy tinh chịu lực xung kích của các hạt bé nhỏ mà tạo nên

bề mặt mờ Phun cát dùng để chế tác kính mờ hoặc chế tác đồ án trên mặt thủy tinh

b Cắt

Cắt thủy tinh là lợi dụng ứng suất tàn dư và tính giòn của thủy tinh tại chỗ muốn cắt sau khi tạo nên một vệt ứng lực tập trung mà có thể bẻ gãy dễ dàng Đối với thủy tinh có độ dày 8mm có thể tiến hành cắt bằng dao thủy tinh Thủy tinh có độ dày lớn hơn có thể dùng dây điện trở để tiến hành cắt, tại chỗ muốn cắt tiến hành gia nhiệt, sau đó dùng nước hoặc không khí làm sạch đột ngột làm xuất hiện ứng lực cục bộ rất lớn, từ đó hình thành vết cắt Thủy tinh có độ dày càng lớn có thể dùng đĩa cưa kim cương hoặc đĩa cưa cacbon silic tiến hành cắt

c Khoan lỗ

Phương pháp khoan lỗ bề mặt thủy tinh có mài lỗ, khoan lỗ qua máy mài, khoan lỗ xung kích và khoan lỗ siêu âm Khi thi công trang sức dùng phương pháp khoan lỗ và mài lỗ tương đối phổ biến Mài khoan lỗ là dùng que đồng hoặc vàng ép trên thủy tinh và chuyển động thông qua cacbon silic

và nước mà có tác dụng mài làm cho thủy tinh hình thành lỗ theo yêu cầu phạm vi của đường kính lỗ từ 3÷100mm.

Phương pháp thao tác khoan lỗ trên máy với mài lỗ là tương tự, nó dùng cacbon vophram hoặc đầu khoan kim loại cứng, tốc độ khoan lỗ tương đối chậm, có thể dùng nước, dầu thông để làm mát

2 Gia công nhiệt

Gia công nhiệt thủy tinh là lợi dụng đặc tính nhớt của thủy tinh và sức căng bề mặt tuỳ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ với hệ số dẫn nhiệt mà tiến hành

Phương pháp gia công nhiệt thủy tinh có “đốt miệng”, cắt bằng ngọn lửa hoặc khoan lỗ và đánh nhẵn bằng lửa

Đốt miệng ngọn lửa là dùng ngọn lửa nhiệt độ cao tập trung mà gia nhiệt cục bộ, dựa vào tác dụng của sức căng bề mặt của thủy tinh làm cho thủy tinh khi mềm biến thành trơn tròn

Cắt bằng ngọn lửa với khoan lỗ là dùng ngọn lửa cao tốc tiến hành gia nhiệt tập trung, cục bộ đối với chế phẩm, làm cho chỗ thủy tinh bị gia nhiệt đạt đến trạng thái nóng chảy lưu động, lúc này dùng dòng khí cao tốc đem cắt rời chế phẩm

Đánh bóng bằng lửa là lợi dụng nhiệt độ cao của ngọn lửa gia nhiệt cục

bộ cho những vết nứt tế vi hoặc bề mặt lượn sóng làm cho nó bị nóng chảy dàn phẳng trơn, các khuyết tật tế vi này trên mặt thủy tinh đã được loại bỏ

thể dùng axit Fluohydric ăn mòn, làm cho bề mặt của thủy tinh hình thành hoa văn, chữ hình nhất định.

<2> Nhuộm màu bề mặt

Nhuộm màu bề mặt cho thủy tinh chính là phủ trên bề mặt thủy tinh một lớp hồ nhão dạng muối nóng chảy, kim loại bởi các ion màu của nó dưới nhiệt độ cao làm cho có sự giao lưu xâm nhập ion vào trong thủy tinh, khuếch tán đến lớp mặt làm cho nó được nhuộm màu

<3> Mạ bề mặt

Mạ bề mặt chính là lợi dụng các loại công nghệ làm cho một màng mỏng kim loại có tính năng đặc biệt được phủ lên bề mặt thủy tinh Công nghệ mạ bề mặt thủy tinh có công nghệ hoá học và công nghệ vật lý Công nghệ hoá học bao gồm phương pháp phun mạ nhiệt, phương pháp điện nổi, phương pháp mạ ngâm và phương pháp hoàn nguyên Công nghệ vật lý có phương pháp lắng đọng tướng khí chân không và phương pháp phát xạ âm cực khống chế từ tính chân không Trước mắt được sử dụng tương đối phổ biến là phương pháp phóng xạ âm cực khống chế từ tính chân không

Phương pháp phóng xạ âm cực khống chế từ tính chân không là trong môi trường chân không thấp (thường từ 10-1÷10-3Pa) âm cực dưới sự công phá của năng lượng hạt ion (như ion dương của chất khí), nguyên tử của bề mặt

âm cực toàn bộ bị bật ra, một bộ phận nguyên tử tách ra bị va chạm với phân

tử khí mà trở về âm cực, một bộ phận khác bị lắng đọng trên bề mặt thủy tinh nơi gần cận âm lực, sản sinh ra màng mạ

Đ2 Thủy tinh kiến trúc phổ thông

I Thủy tinh tấm phẳng phổ thông

Thủy tinh tẩm phẳng phổ thông còn được gọi là kính Nó có công năng thấu quang, chắn gió, bảo ôn và cách âm, có cường độ cơ học nhất định, giòn,

tỷ lệ tia tử ngoại xâm nhập qua thấp Hình dạng của sản phẩm thường hình chữ nhật Độ dày có 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12mm, phạm vi quy cách kích thước được chỉ ra ở bảng 5.1

hệ số Hòm thực tế là dùng cho tính toán số lượng khi vận chuyển Độ dày của kính khác nhau, lượng đóng gói của mỗi hòm thực tế cũng khác nhau Hòm thực tế căn cứ vào số bình phương luỹ tiến cùng một độ dày nhân với hệ

số độ dày thì sẽ được số hòm tiêu chuẩn Trọng lượng hòm là chỉ kính phẳng

có độ dày 2mm, trọng lượng của mỗi hòm tiêu chuẩn

1 Tính năng Chất phủ học

Tính năng cơ lý của tấm phẳng phổ thông chỉ ra ở bảng 5.2

Bảng 5.2: Tính năng cơ lý của kính phẳng

Mật độ (g.cm 3 ) Độ cứng Modul đàn hồi, MPa Cường độ, MPa

Kháng nén Kháng uốn

2 Tính năng quang hộc và nhiệt học

Tính năng quang học và nhiệt học xem bảng 5.3

Bảng 5.3: Tính năng quang học, nhiệt học của kính phẳng

Tính năng quang học Tính chất nhiệt học

Độ thấu quang, % Tỷ nhiệt/ (J.

(kg.K) -1 )

Nhiệt độ mềm/ 0 C

Hệ số giãn nở/10 -6 0 C

Hệ số dẫn nhiệt/ (W.(m.K) -1 )

</ 88 </ 86 </ 62 0,837×103 720×730 8÷10 0,75÷0,82

3 Tính năng cách âm

Tính năng cách âm của kính phẳng xem bảng 5.4

Bảng 5.4: Tính năng cách âm của kính phẳng

4 Tính năng chịu áp lực gió

Tính năng chịu áp lực gió của kính phẳng xem bảng 5.5

Bảng 5.5: Tính năng chịu áp lực gió của kính phẳng

Bảng 5.6: Tiêu chuẩn ngoại quan của kính phẳng

Loại khuyết

Sản phẩm đặc biệt

Sản phẩm loại 1

Sản phẩm loại 2

trung

Không được tập

Độ rộng dưới 0,1mm,

số đường cho phép mỗi

m 2

Độ dài ≤ 50mm 4

Rộng 0,1 ÷ 0,8mm Dài < 100

Hạt cát

Không có tính phá hoại, đường kính 0,5 ÷ 2mm,

30mm, cạnh cho phép có rộng dưới 0,5mm, 1 đường

Rộng dưới 0,5mm, 2 đường

Chú ý:

- Bọt khí tập trung chỉ trong vòng đường kính 100mm, diện tích có 6 cái

Kính phẳng phổ thông có thể được làm kính cửa sổ trong kiến trúc, làm nguyên liệu cơ sở để gia công kính an toàn hoặc kính đặc chủng, cũng có thể chế tạo kính công nghệ

Trên các cửa sổ của kiến trúc cao tầng khi sử dụng kính phẳng cần phải chú ý đến sự chịu đựng áp lực gió lớn nhỏ để xác định độ dày của kính và diện tích lớn nhỏ

Kính phẳng phổ thông thuộc dạng vật liệu dễ vỡ, nên dùng hòm gỗ để đóng gói vận chuyển đồng thời chú ý phía nắp hòm phải hướng lên trên, để đứng không được nằm hay xiên đồng thời chú ý tránh ẩm ướt và nước mưa Nếu phát hiện giữa 2 tấm kính có bọt khí nước mà khó tách rời có thể dùng

phương pháp đổ nước xà phòng nóng vào giữa 2 tấm kính đó, như vậy dễ tách rời chúng ra.

II Trang sức kính tấm phẳng

Kính mờ là chỉ một loại kính mà có bề mặt thô nháp nhất định mà nó

đã được xử lý bằng phun cát cơ giới, mài thủ công hoặc ăn mòn trên bề mặt kính phổ thông Khi tia sáng chiếu đến bề mặt của kính mờ sẽ sản sinh tán xạ làm cho chỉ có tính thấu quang mà không có tính thấu thị, ánh sáng lọt qua không chói chang, không chói mắt Kính mờ được dùng trong những trường hợp nhà vệ sinh, buồng tắm, phòng làm việc Cũng có thể làm bảng đen hoặc

bề mặt hòm đèn Khi lắp ráp kính mờ mặt thô nhám nên hướng vào trong

2 Kính màu

Kính màu được phân thành kính trong suốt và kính không trong suốt Kính màu trong suốt là trong nguyên liệu có cho vào một số oxit kim loại nhất định (như Co, Cu, Cr, Fe, Mn) làm cho nó có màu sắc Kính màu không trong suốt là trên một mặt của kính phằng hình dạng nhất định, phủ lên lớp men màu, qua nung và tôi mà thành

Màu sắc của kính màu tương đối nhiều: Đỏ, vàng, xanh, lục Kính màu

có khả năng chịu ăn mòn, dễ rửa sạch, có thể ghép thành hoa văn đồ án nhất định, có thể được dùng làm cửa sổ, mặt tường trong của công trình kiến trúc

và những nơi có yêu cầu ánh sáng có màu sắc đặc biệt

3 Kính hoa văn

<1> Kính ép hoa

Kính ép hoa là đem dung dịch kính trong quá trình nguội được ép lên hoa văn liên tục nhờ trục cán mà thành Nó có thể là hoa một mặt, hoa 2 mặt Kính ép hoa có loại có màu và loại không màu Bề mặt kính ép hoa do đồ án hoa văn có độ sâu nông khác nhau, khi ánh sáng thông qua cũng có hiện tượng tán xạ tương tự như kính mờ, đó là thấu quang mà không thấu thị Bề mặt của nó có cảm giác chiều sâu mạnh mẽ đối với các hoa văn, làm cho loại kính này có tính trang sức nhất định Độ dày thường dùng của kính là 2, 3,

5mm đa số được dùng trong phòng làm việc, nhà hội nghị, nhà tắm và vách ngăn.

<2> Kính khắc hoa

Kính khắc hoa là chỉ một loại kính mà trên bề mặt nó đã làm thành hoa văn hay đồ án thông qua phương pháp cơ giới hay phương pháp ăn mòn hoá hoặc được tiến hành trên kính phẳng phổ thông Tính lập thể của kính này rất mạnh, tính trang sức cũng cao, đồ án bề mặt phong phú Độ dày thường dùng

có 5, 6, 8, 10mm Nó thường được dùng ở siêu thị, khách sạn, quán rượu, vũ trường và những nơi có tính vui chơi Kích thước và đồ án thường được quyết định ở bên A

<3> Kính in

Kính in là dùng kính phẳng phổ thông dùng phương pháp in vật liệu đặc biệt các đồ án, màu sắc trên nó Đồ án và màu sắc của loại kính này tương đối phong phú, chỗ được in không thấu quang, nó có hiệu quả trang sức đặc biệt Có thể dùng trong siêu thị, khách sạn, quán rượu, quán cà phê để làm cánh cửa, vách ngăn hoặc tấm bình phong

<4> Kính băng hoa (hoa tuyết)

Kính băng hoa là đem kính phẳng phổ thông sau khi qua xử lý đặc biệt

mà trên bề mặt của nó hình thành đồ án, hoa tuyết như thật, đẹp đẽ Nó có tính không gian lập thể mạnh mẽ, cảm giác thoải mái dễ chịu, hoa văn tự nhiên và thấu quang không thấu thị

Kính hoa băng có loại không màu, màu chè, màu lục và màu xanh Hiệu quả trang sức hơn kính ép hoa

Nó có thể được dùng làm kính trang sức trong khách sạn, nhà hàng, gia đình, làm cửa sổ, vách ngăn và tấm bình phong

4 Kính phóng xạ Ra

Loại kính này sau khi qua xử lý đặc biệt, mặt sau xuất hiện hiện tượng lập thể hoặc ánh sáng kỳ ảo, dưới sự chiếu rọi của tia sáng có thể hình thành hiện tượng vật lý nhiễm xạ, qua phản xạ của kim loại bề mặt kính hình thành

hoa văn, màu sắc rực rỡ Hình ảnh trang sức và màu sắc bề mặt của kính phóng xạ Ra, do góc tới của tia sáng khác nhau, mà phát sinh sự thay đổi, như vậy có thể làm cho mặt trang sức màu sắc huy hoàng, phong phú.

Màu sắc của kính có loại màu xanh, tro, tím, lục Kết cấu của nó có loại

1 lớp, có loại kẹp tầng Loại kính này, phù hợp với trang sức siêu thị, khách sạn, khu vui chơi, biểu hiện mặt cửa, tấm ngăn, mặt bàn

Yêu cầu tính năng của kính, tham khảo tiêu chuẩn của xưởng sản xuất

Đ3 Kính an toàn

Kính an toàn so với kính phổ thông có cường độ cơ học cao hơn năng lực khánh xung kích lớn Kính an toàn khi bị vỡ nát thì các mảnh vỡ vụn không bắn ra làm sát thương người đồng thời có công năng chống cháy

I Kính tôi hoá

Phương pháp tôi hoá vật lý còn gọi là tôi thép hoá, nó đem kính phẳng phổ thông gia nhiệt trong lò đều, gần đến nhiệt độ mềm (khoảng 6500C) thông qua sự biến đổi của bản thân mà làm tiêu biến nội ứng suất, sau đó lấy kính ra khỏi lò nung lại tiếp tục dùng vòi phun không khí lạnh cao áp thổi vào 2 mặt của kính, làm cho nó nhanh chóng nguội đều đến nhiệt độ phòng, như vậy đã làm được kính tôi hoá Kính trong quá trình nguội, bề mặt nguội trước, khi bề mặt hoàn toàn nguội, cứng hoá ở lớp trong vẫn chưa nguội, lớp cứng hoá bề mặt làm ngăn trở sự co rút thể tích Như vậy kính ở trạng thái bên trong chịu khó, bên ngoài chịu nén

Phương pháp tôi hoá hoá học là đem kính phẳng phổ thông ngâm vào trong dung dịch muối Liti, Ion Na+ hoặc K+ trên bề mặt của thủy tinh phát sinh trao đổi với Ion Li+ do hệ số giãn nở của Li+ nhỏ hơn Na+, K+ do đó mà trong quá trình làm nguội tạo nên lớp ngoài có rút ít mà lớp trong co rút nhiều Khi kính nguội đến nhiệt độ phòng bề mặt của kính sẽ hình thành chịu nén, còn phía trong ở trạng thái chịu kéo

Hình 5.3a là phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang của tấm kính chịu uốn, hình 5.3b là tình hình phân bố ứng suất của tiết diện ngang tấm kính đã được tôi hoá.

Khi tấm kính thép hoá chịu tác dụng của ngoại lực chỗ thủy tinh vốn có cường độ chống kéo thấp trước khi chịu tác dụng kéo nén có thể bị triệt tiêu bởi ứng suất nén lớp mặt một bộ phận tác dụng với ứng suất kéo ngoại lực mà cường độ chống nén của kính tương đối cao, như vậy đã là nâng cao cường độ chống kéo của toàn bộ kính Hình 5.3c là phân bố ứng suất trên tiết diện ngang khi kính tôi chịu tác dụng ngoại lực

Hình 5.3: So sánh trạng thái ứng suất của kính tôi và kính phổ thông

a Mặt cắt phân bố ứng suất chịu uốn lên kính phổ thông; b Mặt cắt phân bố nội lực

của kính tôi hoá; c Mặt cắt phân bố ứng suất chịu uốn của kính tôi hoá

Thủy tinh thép hoá được chế tạo bởi phương pháp vật lý sau khi bị vỡ miếng vỡ hình thành các cạnh tròn còn thủy tinh thép hoá bằng phương pháp hoá học tuy cường độ cao nhưng khi vỡ lại là các miếng nhọn, do vậy không

dễ được sử dụng làm kính an toàn Cường độ cơ học của kính thép hoá cao, cường độ uốn của nó bằng 4÷5 lần kính thường Tính đàn hồi của nó tốt khi chịu tác dụng của ngoại lực có thể sản sinh ra biến dạng tương đối lớn mà không bị phá hoại Thủy tinh thép hoá còn có tính năng ổn định tốt, có thể chịu chênh lệch nhiệt độ 2040C.

Thủy tinh thép hoá căn cứ vào hình dạng được phân dạng tấm phẳng và dạng mặt cong; Căn cứ vào mức độ thép hoá mà phân thành phổ thông, bán thép hoá và thép hoá khu vực

Quy cách của loại thép này thường có (400÷900)mm×(500÷900)mm×2, 4,5mm Kích thước bề mặt của loại kính này ở nước ngoài có thể đến 2500mm×3500m×12mm, hoặc hơn

Yêu cầu tính năng của kính thép hoá xem bảng 5.7, yêu cầu ngoại quan xem bảng 5.8

Bảng 5.7: Tính năng kỹ thuật của kính

500±10 1,9

Tính chịu nhiệt thay đổi đột ngột

Đem kính tôi đặc vào hòm đông lạnh -40 0 C trong 2h, sau khi lấy ra, đổ chì đã nóng chảy lên trên Bề mặt tấm kính không bị nứt vỡ; đem kính tôi đặt vào lò nung 200 0 C, lấy ra, cho vào nước 30 0 C, không nứt vỡ

Bảng 5.8: Chất lượng ngoại quan của kính

Tên khuyết tật Thuyết minh Số khuyết tật cho phép

Loại ưu Đạt yêu cầu

không quá 20mm Độ sâu kéo dài từ phần cạnh của kính hướng về bề mặt của kính không quá 6mm, từ bề mặt kéo dài theo độ dày, độ sâu, không vượt quá 1/2 chiều dày

không thấy vết

Số đường vạch cho phép trong 1mm 2 , độ rộng vết

giữa góc Độ dài trong phạm vi 5mm

II Kính kẹp sợi

Kính kẹp sợi còn được gọi là kính chống vỡ, hoặc kính sợi thép Nó là đem những sợi thép hoặc lưới thép đã được gia nhịêt trước ép vào bên trong tấm kính phổ thông ở trạng thái mềm hoá, sau khi để nguội là được

Dung sai cho phép kích thước của kính kẹp sợi và yêu cầu ngoại quan phân biệt xem bảng 5.9 và 5.10

Bảng 5.9: Dung sai cho phép kích thước kính kẹp sợi

Kính kẹp sợi mài

Kính thước phần cong lồi, khuyết tật không vượt

Kích thước xiên lệch không vượt quá/mm 4

1 tấm kính chỉ cho phép khuyết góc, độ sâu khuyết góc

Kính kẹp sợi do tác dụng của cốt thép bên trong, không chỉ nâng cao cường độ của kính mà còn có thể làm cho kính khi bị xung kích hoặc khi bị phá hoại do sự thay đổi nhiệt độ sẽ bị vỡ mà không văng, tránh được tác dụng sát thương đối với người do mảnh vỡ Khi có phát sinh hoả hoạn còn có tác dụng ngăn cách ngọn lửa, vì vậy còn gọi là kính chống lửa

Bảng 5.20: Chất lượng ngoại quan của kính kẹp sợi

Bọt khí

Số bọt khí có đường kính từ 3÷6mm cho phép trong

5 Không hạn chế số lượng, nhưng

không được tập trung

1m 2 diện tích,

số bọt khí dài cho phép trong mỗi m 2

Dài 6÷8mm 2

Dài 6÷10mm 10

Dài 6÷10mm 10 Dài 10÷20mm 4 Hoa văn

biến dạng

Mức độ hoa văn biến dạng

Không cho phép hoa văn biến

dạng rõ

Không quy định

Số dị vật không có tính phá hoại đường kính từ 0,5÷2,0mm cho phép mỗi m 2

phép

Cánh cạnh dưới 30mm

Cánh cạnh dưới 100mm