Как изготовить стекло - технология производства

Рассмотреть себя в витрине магазина, умыться и глянуть утром в зеркало, понаблюдать за диковинным перемешиванием кофе с молоком сквозь прозрачные стенки чашки — привычные занятия. И никто не задумывается о том, как изготовить стекло, чтобы стать неотъемлемым атрибутом быта современного человека. Все начинается со смешивания необычных ингредиентов.

Технология производства стекла начинается с подготовки и смешивания составных частей. От степени подготовки ингредиентов зависит качество стеклянных изделий.

Сортировка основы для стекла

Перед тем как изготовить стекло, песок просеивают и сортируют. Сырье худшего качества пускают на производство оконного стекла, лучшее — на изготовление посуды, украшений, оптических линз и художественных изделий. Сказывается разница в размере крупинок и химическом составе: чем мельче песок, тем шире сфера его применения. Если преобладают крупные песчинки, то такой песок — основное сырье для оконного стекла.

Необычное стекло — ЕХперименты с Антоном Войцеховским

Нравится: 498 5.0

498

Стекло — один из самых уникальных материалов, оно одновременно прочное и хрупкое. О том как производится стекло, расскажет Антон Войцеховский ЕХперименты Glass-Store.ru

Стекло-один из самых уникальных материалов, имеющихся в распоряжении человека. Хрупкое и одновременно прочное – оно сочетает в себе самые удивительные характеристики. Мы и представить себе не можем, сколько всего интересного можно узнать о нем буквально за 30 минут своего времени. Почему стекло похоже на жидкость? Откуда взялись маленькие стеклянные шарики – сокровище нашего детства? Какие виды стекол бывают и почему маленькую капельку нельзя разбить молотком?

Стекло имеет ряд свойств делающих его похожим на жидкость. Рассмотрите старую оконную раму – снизу она окажется толще на несколько миллиметров. Почему это произошло? Все на самом деле очень просто. Давайте рассмотрим несколько интересных опытов и фактов, и вы наглядно убедитесь, что стекло намного интереснее, чем вам может показаться.

Что связывает стекло с жидкостью?

В стекле отсутствует кристаллическая решетка, проще говоря, его частицы связаны между собой практически беспорядочно, позволяя субстанции перетекать и менять форму. Получается, что стекло, это вязкая, густая жидкость. И даже в твердом состоянии стекло сохраняет некоторые ее свойства.

Можно ли сделать стекло из обычного песка?

Можно. Для этого не понадобится специальных добавок или какого-либо особого вида песка, как это делается на производстве. Обычный песок, взятый из детской песочницы, нагревают в специальной печи, и спустя 7 часов плавления получается жидкая консистенция. После первого этапа массу отправляют на отжиг, без него стекло попросту потрескается. Вот и весь процесс. Получившееся стекло практически невозможно отличить от того, что производят из кварцевого песка. Оно лишь немного мутнее и имеет неровные вкрапления.

А слышали ли вы о знаменитых Каплях принца Руперта?

Вы наверняка видели необычные стеклянные капли, изогнутые спирали? Это закаленное стекло. Особенность такой капли заключается в том, что ее не получится разбить молотком. Но как, спросят многие? Все дело в способе. Из-за особого строения, каплю можно сравнить по своей прочности со сталью. Но если повредить ее оболочку в самом тонком месте, а именно в основании хвостика, капля попросту разорвется на мелкие частицы.

Производство стекол – очень интересный и сложный процесс. Обычное, закаленное и многослойное стекло – у каждого из подвида есть свои нюансы изготовления и особенности, о которых мы с вами зачастую даже не подозреваем. О том, как производиться стекло, его главные секреты и самые интересные опыты вы сможете увидеть на видео Антона Войцеховского из цикла «EXперименты».

Новости
Журнал стекло и бизнес →
← Душевые кабины из стекла: легкость и воздушность в интерьере ванной комнаты

Охлаждение и выравнивание стеклянной поверхности

Полученная смесь выливается в ванны, наполненные расплавленным оловом. Плотность последнего меньше плотности горячего стекла, поэтому оно ровно растекается по ванне. При этом охлаждается до температуры в 600 градусов, ведь температура олова ниже температуры жидкого стекла. Крупный ролик вытягивает мягкое стекло и проталкивает дальше.

Состав, свойства и сырьевые компоненты

В создании привычного нам твердого стекла участвуют три компонента:

песок,
вода,
известняк.

Si + Na + Ca = стекло.

Если плавить только два, то получим двухкомпонентную стекловидную массу:

Si + Na = жидкое стекло.

Жидкое стекло – обобщенное понятие для всех водных щелочных растворов силикатов.

В зависимости от задействованного щелочного катиона, оно подразделяется на:

натриевое (Na),
калиевое (K),
литиевое (Li),
с органическим основанием (например, аммонием),
комбинированного и комплексного типа.

Если коротко, то жидкое стекло – это раствор на основе натриевых, калиевых или литиевых силикатов. Выпускают также смеси натриевого и калиевого силиката в разных пропорциях.

Внешне это тягучая, густая, напоминающая резину масса желтого, зеленого, серого цвета или бесцветная без видимых глазу примесей и включений, на воздухе затвердевает.

У данного технического продукта имеется еще одно название (торговое) — силикатный клей. Он может быть представлен в виде:

силикатной глыбы (гранул);
жидкого раствора;
растворимого порошка.

Авторство изобретения жидкого стекла принадлежит немецкому профессору Иоганну Фуксу. Открытый им в 1818 году состав из щелочей и кремневой кислоты остается актуальным и в наши дни, изменились лишь технологии его получения.

Каждый вид данного продукта обладает своими особенностями. От этого зависят и области использования материала, которые рассмотрим ниже.

Нарезание

Полученный «бесконечный» стеклянный лист надрезается алмазом. Режущее устройство двигается по траектории под углом. Лист подается постоянно двигающимися валиками. Алмаз «улавливает» движения, подстраивается и надрезает ровные листы. Далее один из валиков приподнимается и стекло рассоединяется по линии отреза.

Оборудование для изготовления стекол

Процесс производства стекла, конечно, длительный, но в настоящее время большинство операций автоматизированы. Оборудование разнообразное и дорогостоящее.

Основное оборудование стекольных заводов:

транспортные средства для перевозки песка из карьеров к конвейерам;
конвейерные ленты для перемещения сырья к местам сортировки;
барабаны для мытья песка;
сортировочные устройства;
фильтрующие установки;
установки для смешивания компонентов;
стеклоплавильные печи;
ванны для выравнивания или устройства для вытягивания листов стекла;
укомплектованные роликами конвейеры для передвижения стекла по цеху;
автоматизированный прибор с алмазом для разрезания листов;
пневматические захватывающие устройства.

Стекло в домашних условиях

Народные умельцы могут изготовить стекло даже дома. Для начала нужно просчитать пропорции компонентов. Изучив, из чего делают стекло, в состав будущей стеклянной смеси включают: песок, соду, известь, стекло битое.

Вот как изготовить стекло для дома:

Подготовка основных компонентов. Необходимо 180 грамм пищевой соды нагреть на огне до испарения влаги. Прогреть 400 грамм просеянного промытого песка на огне, просушить. Измельчить 80 грамм извести. Засыпать в одну посуду. Добавить 10 грамм борной кислоты и две столовой соли пищевой.
Чтобы самому изготовить стекло, следует подготовить емкость. Металлическую посуду для сохранения целостности в сильном огне желательно обмазать смесью из жидкого стекла и глины в несколько слоев. Для этого несколько ложек глины для лепки перемешать с водой до жидкого состояния. Затем добавить одну-две ложки жидкого стекла. С помощью кисточки покрыть посуду.
Прокалить обмазанный сосуд на газе. Его поверхность покроется выпуклыми «пупырышками».
Подготовить стеклянный бой: разбитую посуду просеять. Три столовые ложки мелких стеклянных частичек засыпать в посуду для варки. Добавить остальное сырье.
Полученную шихту поставить в огонь. Поддувать можно с помощью горна. Через три–четыре часа смесь расплавится до жидкой консистенции стекла.

Способ изготовления стекла с применением жаровни

Второй способ изготовления стекла в домашних условиях – это жаровня на древесном угле. Давайте и в данном случае разберем все пошагово.

Оборудование для работы

Для начала нужно смастерить печь. Отлично для этого подойдет гриль для барбекю. Важно, чтобы он отапливался древесным углем. В данном случае для того, чтобы расплавить кварцевый песок в стекло используется тепло, которое вырабатывает уголь при сжигании. Опять-таки, стоимость данного материала не слишком высокая. Находятся они в широкой доступности.

Важно! Гриль используйте стандартного размера. Лучше если он будет в виде купола. Главные качества, которыми он должен обладать, — это наличие толстых стен и хорошая прочность. Если в гриле имеется отверстие для вентиляции, обычно оно расположено снизу, его нужно открыть.

Однако в данном методе могут быть небольшие препятствия. Даже если имеются очень высокие цифры температуры, не всегда можно расплавить его с легкостью. Для этого перед началом процесса нужно добавить в песок известь, буру или стиральную соду. Количество добавок не должно превышать ⅓-¼ от объема песка.

Важно! Помните, что эти добавки значительно снижают температуру плавления песка.

Форматирование стекла

Для выдува стекла подготовьте длинную полую металлическую трубку. Для того чтобы вылить стекло, необходима форма. Она должна быть плотной и не должна расплавиться от горячего стекла. Используйте, например, графит.

Важно! При использовании данного метода необходимо помнить, что нагрев гриля происходит намного выше его обычного нагрева. Не исключено, что может расплавиться и сам гриль. Поэтому при изготовлении стекла данным способом, нужно аккуратно и ответственно выполнять все действия. Халатность может привести к серьезным травмам или же вовсе к летальному исходу.

Меры безопасности:

Возле рабочей зоны расположите большой объем песка и огнетушитель.
Всю работу необходимо выполнять вне помещения.
Пол должен быть бетонным, например.
В момент варки стекла находитесь подальше от гриля, для того чтобы защитить себя и свою одежду от высоких температур.
Не забудьте надеть защитную одежду. Это — огнестойкая одежда, рукавицы для печей, высокопрочный фартук поверх одежды, и обязательно сварочную маску.
Также в данном способе вам понадобится пылесос. Он будет выполнять роль поддува угля. Располагаем его следующим образом: относим корпус на достаточное расстояние. Шланг фиксируем к вентиляционному отверстию, которое расположено снизу. Возможно, его придется изогнуть, чтобы придать необходимую форму. Фиксировать же можно к одной из ножек гриля. Шланг должен быть закреплен прочно и не двигаться.

Важно! Если же произошло обратное, то ни в коем случае к нему не подходите, ведь он очень сильно разогрет. Далее необходимо выключить пылесос и посмотреть положение шланга. Он должен быть направлен точно в вентиляционное отверстие.

Порядок работы:

На внутреннюю поверхность гриля выложите древесный уголь. Положить его необходимо в два, а то и три раза больше, чем для запекания мяса. Хорошо, если он будет наполнен практически до краев.

Важно! Используйте уголь из твердой древесины. Он горит быстрее и лучше, нежели брикетированный.

В середину чаши расположите чугунную емкость или тигель с песком.
Внимательно изучите упаковку от используемого угля. Разожгите его подходящим способом. Есть уголь который поджигается непосредственно сам, а есть материал, для которого используется жидкость для разжигания. Подождите, пока пламя равномерно распространится.
Ждите, пока уголь будет готов к дальнейшей работе. Готовность углей можно определить по цвету. Они будут оранжевыми.
Следующим шагом включите пылесос. Это необходимо для того, чтобы уголь продувался.

Важно! Уголь, на который воздействует поток воздуха, может нагреваться до очень высоких температур. Примерно до 1100 градусов по Цельсию. Это необходимо учитывать, находясь рядом с печью. Из нее могут появляться восходящие вспышки.

Если же температура не достигла желаемой цифры, то нужно проверить расположение шланга в вентиляционном отверстии.
Все необходимое для расплавления песка уже выполнено. Завершающим действием будет извлечение емкости со стеклом из гриля. Здесь тоже нужно быть очень аккуратным. Используйте длинный металлический инструмент.
Далее выполняйте со стеклом все свои задумки.

Важно! Имейте ввиду, что стекло, выполненное по данному способу, будет более густое. Работать с ним будет немного тяжелее. Это все из-за низких температур при его изготовлении.

Стандарты качества

Видов стекла огромное множество. Для определения качества каждого вида созданы государственные стандарты, в котором описаны свойства и качественные характеристики.

Существуют ГОСТы для стекла кварцевого, листового, медицинского, многослойного, моллированного, неорганического, оптического и прочих разновидностей. В них описаны технологии производства, марки, методы определения качества, классификации.

Из каких материалов делают стеклянную плитку своими руками?

Чтобы сделать стеклянную плитку своими руками, понадобится:

Стекло (бутылки, оконные стекла, битые банки)
Смола полиэфирная – для скрепления всех частиц без нагрева и обжигания, она недорогая
Краски с адгезией – для производства разных цветов плитки
Отвердитель — добавляется, если хотите, чтобы плитка затвердела в течение 1-2 часов
Бетономешалка или дробилка – для измельчения стекольных кусков
Форма, в которую будем заливать жидкую смесь, из нее потом получится плитка, может быть из пластика, металла или гипса, магазинная или сделанная своими руками

Основное сырье для стеклянной плитки своими руками — это стекло

Марки стекла

Крупные производственные компании занимаются выпуском листовых видов стекла широкого перечня. Это связано с популярным остеклением крупных офисных и торговых зданий в крупнейших городах. Поэтому производственники часто используют № 111-90 ГОСТ «Стекло листовое. Технические условия».

По назначению стекло подразделяют на такие марки:

М1 — зеркальное улучшенное. Толщина изделий не более 6 мм и не менее 2 мм. Предназначено для ветровых стекол автомашин, зеркал качественных.
М2 — зеркальное. Используют для производства зеркал, стекол в общественном транспорте.
М3 — полированное техническое. Производят декоративные элементы мебели, зеркала.
М4 — полированное оконное. Служит для качественного остекления конструкций светопрозрачных, безопасных стекол транспортных средств.
М5 — неполированное оконное улучшенное. Используется для стекол сельскохозяйственного транспорта.
М6 — неполированное оконное. Служит для создания светопрозрачных конструкций.
М7 — полированное витринное. Толщина составляет от 6,5 мм до 12 мм. Используют при оформлении витрин, витражей.
М8 — неполированное витринное. Из него изготавливают витрины, фонари.

Что можно сделать из жидкого стекла?

Оценить достоинства материала, можно приготовив:

Огнестойкую пропитку для древесины: 25 г сульфата бария + 7 г окисида цинка + 20 мл воды + 25 г жидкого стекла + по желанию цветной минеральный краситель. Покрывать в два слоя.
Надежный клей: сахар + жидкое стекло + глицерин в пропорции 4:10:1.
Ремонтную смесь для каменных строений: цемент + жидкое стекло в пропорции 4:2. Места соединений предварительно рекомендуется смочить жидким стеклом.
Грунтовку: цемент + жидкое стекло в соотношении 1:1.
Гидроизоляционный раствор для обработки колодцев, бассейнов и других поверхностей: жидкое стекло + цемент + песок в пропорции 1:1:1.
Антисептический раствор: жидкое стекло + вода в соотношении 1:1.
Замазку: цинковые белила + асбест в пропорции 1:2 + жидкое стекло до образования густой пастообразной смеси.
Смесь для скрепления железа: двуокись марганца + цинковые белила + жидкое стекло (1:1 + необходимое для образования густой кашицы количество). Полученный состав выдерживает даже температуры каления.

Все материалы быстро затвердевают. Рекомендуется готовить их непосредственно перед использованием.

Сначала смешивают сухие составляющие, затем дополняют их жидкими компонентами.

Этот материал привлекает и творческих людей. Легко поддаваясь видоизменению, он дает возможность создания разнообразных декоративных изделий.

Часто жидкое стекло используют для декорирования поверхностей и закрепления различных декоративных элементов:

бусин;
ракушек;
узоров.

Из него делают эксклюзивные вещи:

заколки;
броши;
серьги;
подвески;
бусы.

Также используют для оформления картин, изготовления цветов, статуэток и ваз.

Классификация стеклянных изделий

Вокруг человека полно предметов из стекла или с его включениями. Обобщить их можно по назначению использования.

Основные группы изделий из стекла:

Бытовые изделия. Которые в свою очередь подразделяют на хозяйственные, художественно-декоративные, кухонную посуду. Хозяйственные изделия служат для консервирования и хранения продуктов питания. Художественно-декоративные — обладают высокими эстетическими свойствами и служат для украшения интерьера. Кухонная утварь изготавливается из боросиликатного или ситаллового стекла, обладающего огнеупорными свойствами. Поэтому ассортимент представлен жаровнями, кастрюлями, утятницами.
Строительное — стекло, используемое в строительстве. Производство включает в себя стекло для окон, витрин, витражи, стеклопакеты, стеклоблоки, прочие строительные изделия.
Техническое — стекло, имеющее узкую специализацию. Включает в себя медицинское оптическое, лабораторную посуду, транспортное, используемое в электрике, детали для автомашин.

Применение стекла

Используется стеклянная продукция во многих сферах человеческой деятельности. В некоторых важна его твердость, в других — прозрачность, качество ценится везде одинаково.

Направления применения стекла:

Оптика. Первоочередное значение придается прозрачности будущих оптических элементов. Используется в научной, военной, аэрокосмической деятельности и для выпуска потребительской оптики.
Прозрачное стекло. Активно применяют в строительстве для возведения световых конструкций.
Цветное стекло — основа при создании витражей, прочих мозаик.
Художественное стекло. Данный вид используют для создания оригинальных украшений, элементов интерьера.
Стеклоэмаль. Это прочный материал с высокой устойчивостью к истиранию. Активно используется для покрытия керамической плитки, ванн, сантехники из фаянса, гальванических ванн.
Стеклоткань, стекловолокно. Из них производят стекловату, стеклотекстолит и другие материалы.
Оптическое волокно. Оно служит для изготовления особых нитей для проведения связи, интернета, телевизионных сетей.
Фотохромное стекло. Для защиты от света используется данный вид стекла. Применяют при производстве солнцезащитных очков, для затемнения окон в общественном транспорте.
Диэлектрическое стекло — активно используется для производства изоляторов в электротехнической промышленности.