Стекло. Аквариумное стекло. Прочность стекла.
Почему аквариумы делают именно из стекла?
Силикатное стекло наиболее полно отвечает требованиям, которые пользователь предъявляет а аквариуму: прозрачность, прочность, удобство в эксплуатации, а также долговечность существования перечисленных характеристик.
Что из себя представляет стекло, используемое в аквариумах?
Разновидностей стекла очень много. При изготовлении аквариумов обычно используется стекло оксидное силикатное. Называется оно так потому, что главным стеклообразующим компонентом при его изготовлении является двуокись кремния SiO2. В дальнейшем в этом тексте под термином «стекло» будет подразумеваться неорганическое оксидное силикатное стекло.
Прочность стекла.
Прочностью называется сопротивление стекла механическому разрушению. В зависимости от характера разрушающих усилий необходимо различать прочность стекла на сжатие, разрыв, изгиб и удар. Прочность стекла (по сравнению с большинством общедоступных материалов) на сжатие и разрыв достаточно высока, в то же время как прочность на изгиб и удар оставляет желать много лучшего.
От чего зависит прочность стекла.
Прочность стекла зависит от многих параметров. Рассмотрим те из них, которые актуальны для стекол, применяемых для изготовления аквариумов.
а) технология изготовления стекла.
Не вдаваясь в подробное описание различных технологических процессов изготовления стекла, хочу заметить, что наиболее подходящим для производства аквариумов является стекло, изготовленное по флоат-технологии. Эта технология предполагает формирование листового стекла на поверхности расплавленного металла, например, олова. Флоат-технология может максимально обезопасить стекло в процессе производства от излишних механических и термических напряжений. Кроме того, последующая механическая доработка такого стекла существенно меньше, чем у стекол, изготовленных другими способами. По этим причинам флоат-стекло прочнее, его оптические характеристики существенно выше.
б) качество поверхности.
Абразивно поврежденная поверхность стекла не только выглядит неаккуратно, но и является фактором, существенно снижающим прочность аквариума. Данная рекомендация особенно актуальна при покупке б/у аквариумов.
в) размеры
Чем больше размер стекла, тем ниже прочность данного образца. Поэтому чем длиннее аквариум, тем прочнее должно быть стекло, из которого он изготовлен.
г) толщина стекла.
Чем стекло толще, тем оно прочнее. Однако, зависимость прочности от толщины довольно слабая, ее значение преувеличивать не стоит.
д) применение упрочняющих технологий.
Путем применения специальных технологий, прочность стекла можно существенно увеличить. Об этих технологиях будет написано ниже.
Какое стекло лучше – отечественное или импортное?
На этот вопрос ответить сложно. Однозначно, что гораздо более важна не страна происхождения стекла, а технология изготовления. Иными словами, отечественное стекло, изготовленное по современной флоат-технологии лучше, чем импортное, изготовленное по технологии горизонтального вытягивания. А вот если технологии одинаковые, то ….. я вспоминаю слова своей тещи, которая химик-технолог по вяжущим материалам. Она рассказывала, что когда немецкая фирма КНАУФ купила киевский гипсовый завод, она полностью поменяла все оборудование, внедрила жесткий контроль на каждом этапе производства, все сотрудники обучились в Германии….., но качества, как на немецких заводах они не могут достичь уже более десяти лет. Думаю, что нам найти ответ на этот вопрос проще, чем немцам.
Хотя, с другой стороны, если вам говорят, что аквариум изготовлен из английского стекла Pilkinton, то можете быть уверены, что английских туманов данное стекло не видело. Оно изготовлено на заводе этой фирмы, который расположен в Польше. Так что понятие «импортности» в данном случае тоже достаточно относительно.
Вывод: технология производства важнее страны изготовления.
Как увеличить прочность стекла?
Существует ряд технологий обработки стекла, существенно увеличивающих его прочность.
а) закалка.
Технология закалки стекла в чем-то сходна со всем известной технологией закалки металлов. Только охлаждение происходит в воздушном потоке или в органической жидкости. Принцип увеличения прочности тоже очень похож. Однако, при изготовлении аквариумов из закаленного стекла нужно учесть следующее: закаленное стекло нельзя механически обрабатывать. Т.е. необходимо сначала вырезать и подогнать все заготовки, просверлить все необходимые отверстия, и т. п., и только потом передавать заготовки на закалку. Вторым недостатком закаленного стекла является его повышенная хрупкость. Достаточно не очень сильного удара в торец закаленного стекла и оно рассыпается на мелкие кубики. Привычных трещин не будет. Стекло рассыпается сразу и полностью.
Вывод: закаленное стекло для изготовления аквариумов применять можно, но это требует больше времени на дополнительную технологическую операцию, а также требует повышенной аккуратности при склейке аквариума и его эксплуатации.
б) травление.
Любая трещина в стекле начинается в месте расположения т.н. потенциального источника трещин. Этим потенциальным источником может быть место дислокации напряжения механического или термического происхождения, инородное включение, механическое повреждение (скол, царапина), неоднородность, и т.п. В основном потенциальные источники трещин расположены в приповерхностных слоях. Травление стекла удаляет тонкий приповерхностный слой вместе с большой частью этих самих потенциальных источников. Кроме того, при травлении края трещин и царапин скругляются, они становятся более безопасными. В этом и состоит причина увеличения прочности стекла методом травления.
Вывод: травление очень существенно повышает прочность – до пяти раз. Эта технология применяется в промышленности. Если у кого есть выход на эти производственные мощности – можно успешно этот метод использовать. Относительно применения этой технологии при производстве аквариумов я знаю только единичные случаи.
в) покрытие стекла пленкой (наружное ламинирование).
Этот метод в аквариумистике неприменим ввиду того, что бронирующая пленка хоть и повышает прочность стекла, но сама по себе очень легко царапается, быстро теряет внешний вид. Пишу об этом способе только потому, что о нем часто спрашивают.
г) триплексация (внутреннее ламинирование)
А вот этот способ в аквариумистике применяется довольно часто. Между двумя стеклами прокладывается специальная органическая пленка, которая при расплавлении прочно пристает к обеим стеклянным поверхностям и склеивает стекла. Сама пленка при этом становится прозрачной. Таким образом можно склеить 2 стекла (получается триплекс), 3 стекла (получается пентаплекс), 4 и больше стекол (мультиплекс). Прочность триплекса выше, чем у цельного стекла аналогичной толщины. Цена при толщинах до 15-20 мм тоже. А вот для аквариумов, требующих толщину стекла более 20 мм триплекс уже дешевле цельного.
Но самым главным преимуществом триплексованных стекол является их безопасность. В случае разрушения одного из стекол триплекса осколки остаются приклееными к пленке. Кроме того, что особенно важно для аквариумов, из них не выливается вода. Аквариумы из триплекса рекомендуется ставить в местах скопления большого количества людей, особенно выпивших (рестораны, бары, и т.п.), а также в квартирах, где есть маленькие дети.
Вывод: триплекс для изготовления аквариумов использовать очень желательно.
Все вопросы, дополнения, предложения, замечания и критику прошу писать
тут.