Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

2017 3 okładka

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 2aEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

 

baner mochnik colorimo 750X100

 

 

lisec SS FastLAne

 

 

 

 

Szkło laminowane
Data dodania: 30.03.14

Szkło laminowane, nazywane również warstwowym, bazuje na dwóch lub więcej taflach szkła, które połączone są przynajmniej jedną warstwą folii PVB, albo za pomocą specjalnej żywicy chemoutwardzalnej o wysokiej wytrzymałości.

Niejednokrotnie zastosowanie znajduje również folia EVA. Zarówno szkło, jak i folię mogą cechować różne charakterystyki oraz grubości. Szkło laminowane jest bezpieczne. Jeżeli dojdzie do stłuczenia szyby laminowanej jej fragmenty będą przylegały do warstwy pośredniej, nie zmieniając swojego położenia. Niejednokrotnie jako warstwy uwzględnia się szkło hartowane lub szkło wzmacniane termicznie.

Parametry szkła laminowanego zależą od ilości, grubości oraz rodzaju zastosowanego szkła i warstw pośrednich. Dobór poszczególnych elementów i parametrów decyduje o bezpieczeństwie, ochronie przed zagrożeniami i hałasem, kuloodporności, odporności na detonację, ochronę przed słońcem i promieniowaniem UV.

 

Z punktu widzenia architektury szkło laminowane daje szeroki wachlarz możliwości zarówno wzorniczych, jak i kolorystycznych, szczególnie w aranżacji wnętrz. Bardzo często znajduje zastosowanie w miejscach narażonych na zabrudzenia. Oprócz tego spektrum zastosowania szkła laminowanego obejmuje wejścia do budynków, drzwi wewnętrzne, przeszklenia w sufitach, schody, stropy, baseny pływackie, witryny sklepowe oraz okna umieszczone w krytycznych miejscach.

 

2014-03-46-1

 

Zwraca się uwagę na dobre właściwości szkła laminowanego w zakresie tłumienia hałasu. Parametry w tym zakresie są lepsze w porównaniu z innymi rodzajami szkła o tej samej grubości, a nawet w odniesieniu do szyb o konstrukcji zespolonej. Kluczową rolę odgrywają dobre właściwości w zakresie przepuszczalności promieniowania ultrafioletowego, które nie przekracza 1%. Na rynku oferowane jest również laminowane szkło niskoemisyjne. Maksymalny format szkła laminowanego wynosi zazwyczaj 1800×3000 mm.

W meblarstwie najczęściej zastosowanie znajduje szkło laminowane, które składa się z dwóch formatek o grubości 2 mm, co wynika z maksymalnej grubości szkła zastosowanego do frontu aluminiowego. W przypadku konieczności zachowania dobrych parametrów wytrzymałościowych stosuje się szkło o grubości minimalnej 2+3 mm lub 3+3 mm.

 

2014-03-46-3

 

Szkło laminowane bezpieczne i ochronne

Szkło laminowane bezpieczne zazwyczaj składa się z 2 tafli szkła bezbarwnego float o grubości 3 lub 4 mm. Istotną rolę odgrywa folia o grubości mieszczącej się pomiędzy 0,38 a 0,76 mm. Szkło laminowane bezpieczne (klasy P1A, P2A) wytrzymuje atak siłą ramienia oraz uderzenie przedmiotami, takimi jak kamień czy też cegła.

Na rynku oferowane jest szkło laminowane kuloodporne wytrzymujące uderzenie pocisku wystrzelonego z broni palnej. Z kolei laminowane szkło antywłamaniowe, w zależności od klasy od P3A do P8B, zgodnie z normą PN-EN 356:2000 wytrzymuje atak przy użyciu tępych przedmiotów. Należy pamiętać, że odporność szkła w dużej mierze zależy od czasu trwania ataku oraz od rodzaju użytych środków. Szkło antywłamaniowe jest nieodzownym elementem witryn sklepów, a także banków, muzeów czy też aresztów. W konstrukcji szkła tego typu zazwyczaj przewiduje się 4 lub 5 warstw szkła i folii o rożnych grubościach.

 

2014-03-47-1

 

Folie

Folia PVB jest polimerem winylowym, który należy do polioctanów winylu. Jest to jeden z termoplastów bezpostaciowych (amorficznych). PVB to żywica o postaci ciała stałego, rozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych, szczególnie w alkoholach lecz nie w węglowodorach. Istotna jest odporność na działanie kwasów i alkaliów. Dobre właściwości w zakresie przyczepności uzyskano dzięki obecności wolnych grup hydroksylowych. Siła przyczepności powstająca pomiędzy szkłem i folią wynika z wiązań wodorowych. Dla zapewnienia poprawy sztywności i własności sprężystych folia PVB jest modyfikowana dodatkami (plastyfikatory i modyfikatory). Plastyfikatory w dużej mierze wpływają na poprawę zdolności przylegania, sprężystość oraz zdolność wchłaniania wody. Moduły przybierają zazwyczaj formę środków blokujących promieniowanie ultrafioletowe lub pigmentów. Do folii PVB dodaje się również plastyfikatory dla zapewnienia ciągliwości oraz odpowiedniego maksymalnego wydłużenia względnego, również w niskich temperaturach. W temperaturze o wartości 23°C folia PVB osiąga wytrzymałość na rozdarcie przekraczające 20 MPa, przy maksymalnym wydłużeniu względnym występujących podczas rozerwania przekraczającym 250%.

 

2014-03-47-2

 

Folia PVB ma grubość od 0,38 mm do 0,76 mm. Grubość 0,38 mm uwzględnia się jako jednostkę w oznaczaniu budowy szyb. Stąd też np. VSG 33.1 to szyba bazująca na dwóch warstwach szkła float o grubości 3 mm, która jest klejona warstwą folii PVB o grubości 0,38 mm. Z kolei szyba o symbolu VSG 44.2 oparta jest na dwóch warstwach szkła float o grubości 4 mm sklejona dwoma warstwami folii PVB o grubości 0,38 mm lub jedną warstwą folii PVB o grubości 0,76 mm.

 

2014-03-47-3

 

Jako spoiwo przeznaczone do laminowania szkła niejednokrotnie zastosowanie znajduje folia EVA, która przed podgrzaniem jest folią dwustronnie przeświecalną, stającą się przeźroczystą podczas utwardzania. Jako zaleta folii EVA wymieniany jest przede wszystkim wysoki poziom przeźroczystości wynoszący 91%. Nie mniej istotna pozostaje przy tym dobra a zarazem stabilna siła przylegania do różnych materiałów, obejmujących nie tylko szkło ale również metale i tworzywa sztuczne. Zwraca się uwagę na dobrą odporność na działanie wysokiej temperatury, a także ciepła, wilgoci i promieniowania UV. W stanie stopienia ważna jest wysoka płynność, która zdecydowanie ułatwia proces laminowania szkła. Laminowane przy użyciu folii EVA może być szkło hartowane, wzorzyste, fusingowe, piaskowane, gięte i ozdobne. Z pewnością przydaje się możliwość wlaminowania pomiędzy tafle szkła siatek metalowych, innych folii, tkanin, a także papieru i tworzyw sztucznych. Folię EVA cechują lepsze właściwości w zakresie tłumienia dźwięku, szczególnie w zakresie wyższych częstotli tale i tworzywa sztuczne. Zwraca się uwagę na dobrą odporność na działanie wysokiej temperatury, a także ciepła, wilgoci i promieniowania UV. W stanie stopienia ważna jest wysoka płynność, która zdecydowanie ułatwia proces laminowania szkła. Laminowane przy użyciu folii EVA może być szkło hartowane, wzorzyste, fusingowe, piaskowane, gięte i ozdobne. Z pewnością przydaje się możliwość wlaminowania pomiędzy tafle szkła siatek metalowych, innych folii, tkanin, a także papieru i tworzyw sztucznych. Folię EVA cechują lepsze właściwości w zakresie tłumienia dźwięku, szczególnie w zakresie wyższych częstotliwości. Proces próżniowego laminowania może bazować na specjalnych piecach, które są znacznie tańsze niż linie przeznaczone do laminowania PVB.

 

2014-03-47-4

 

Folia EVA to materiał hydrofobowy o trójwymiarowych wiązaniach poprzecznych bez zmiękczaczy. Do momentu wystawienia folii na działanie, którego charakterystyka spowoduje blokowania, nie ma potrzeby używania wodorowęglanu sodu. Folia może być składowana bez konieczności zachowania szczególnych warunków. Wilgotność czy też zawartość wody w folii nie ma wpływu na siłę przylegania.

 

2014-03-48-1

 

Przebieg procesu laminowania

Kilka warstw szkła przedzielonych folią po uprzednim ich umyciu, wysuszeniu i podgrzaniu trafia do autoklawu. Przy ciśnieniu wynoszącym około 12 bar i temperaturze około 130°C folia rozgrzewa się po czym trwale przywiera do tafli szkła.

Nieco inaczej wygląda proces laminowania w przypadku zastosowania folii EVA. Podczas łączenia szkła dochodzi do żelowania i wypełnienia przez folię wszystkich nierówności. Zastosowanie znajdują specjalne piece wyposażone w kieszenie próżniowe. Proces przebiega w temperaturze wynoszącej 100 do 150°C, z kontrolą krzywej temperaturowo-czasowej oraz krzywej narastania próżni. Folię umieszcza się pomiędzy szybami, a jeżeli w szkle przewidziano dodatkową przekładkę dekoracyjną, to umieszczane są dwie folie i materiał dekoracyjny ułożony między nimi. Podczas podgrzewania dochodzi do żelowania folii po czym jej utwardzenia i związania jej z taflami szkła.

 

2014-03-48-2

 

Żywice chemoutwardzalne i polimeryzowane promieniowaniem UV

Mówiąc o żywicach stosowanych w szkle laminowanym należy wspomnieć o żywicach polimeryzowanych poprzez utleniające utwardzacze lub przy zastosowaniu promieniowania ultrafioletowego. Zaletą wynikającą ze stosowania takiego rozwiązania jest przede wszystkim brak konieczności stosowania urządzeń ciśnieniowych i wyższych temperatur. Podstawę w zakresie żywic stanowią żywice typu Unilam zarówno dwu- jak trójskładnikowe. Należy podkreślić, że żywice bardzo często stosuje się w kombinacjach z foliami PVB, EVA i poliwęglanem.

Istotne są wady żywic, których wytrzymałość mechaniczna jest zdecydowania niższa w porównaniu z foliami. Wytrzymałość szyby laminowanej na przebicie można porównać z warstwą folii o grubości 0,38 mm i szyby o grubości 1 mm. W efekcie szyby bazujące na żywicach nie znajdują zastosowania w motoryzacji. Oprócz tego po dłuższym czasie użytkowania szyb warstwowych może dojść do rozwarstwienia żywicy, co prawdopodobnie wynika ze starzenia się żywicy i zmiany jej objętości. Dochodzi wtedy do powstawania meandrów gazowych w pobliżu krawędzi. Proces ten zapoczątkowany jest mikropęcharzami powietrza powstałymi po napełnieniu przestrzeni między szybami żywicą wymieszaną z utwardzaczem. Zwraca się uwagę na gorsze właściwości żywicy w zakresie zwilżania i adhezji w porównaniu z foliami i płytami poliwęglanowymi.

 

2014-03-48-3

 

Osobną grupę stanowią żele silikonowe i silanowo- siloksanowe. Rozwiązania takie niejednokrotnie znajdują zastosowanie w szybach ognioodpornych, produkowanych w warunkach temperatur pokojowych. Należy podkreślić, że szyby tego typu, w zależności od budowy, cechują się przepuszczalnością światła mieszczącą się pomiędzy 80 a 85%, klasą odporności ogniowej od 15 do 60 min oraz zdolnością do tłumienia dźwięków rzędu 40 dB. W zakresie ognioodporności oferowane są szyby wielowarstwowe, bazujące na kilku warstwach sodowo-wapniowokrzemianowego szkła float o grubości nominalnej 3 mm sklejonych warstwą folii PVB. Oprócz tego zastosowanie znajduje kilka warstw żelu ognioodpornego a w każdej z nich przewidziano żel ognioodporny o grubości 1 mm.

 

2014-03-49-1

 

Mocowania

Istotą walorów architektonicznych szkła laminowanego są odpowiednie mocowania. Podstawę w tym zakresie stanowi mocowanie punktowe. Jest ono szczególnie przydatne z racji możliwości realizowania wyjątkowo skomplikowanych i nietypowych rozwiązań architektonicznych przy zachowaniu transparentności i lekkości konstrukcji. Idealnie ze szkłem komponuje się stal nierdzewna, stąd też zazwyczaj z tego materiału wykonywane są elementy mocujące. Szkło jest mocowane bezpośrednio do konstrukcji wsporczej za pomocą specjalnych płytek. Oferowane są również mocowania, które eliminują potrzebę stosowania płytek. Poprzez rotację stalowego sworznia połączonego z konstrukcją wsporczą jest możliwa absorpcja obciążeń zmiennych i rozszerzalności cieplnej. Warto również zwrócić uwagę na sejsmiczne mocowania odlewane. Ich kluczową cechą jest przejmowanie znacznych ruchów bocznych (powstających np. przy ruchach skorupy ziemskiej) przez samonastawne ramię, przy zachowaniu płaskiego profilu. Mocowania tego typu nabyć można jako dwui czteropunktowe.

W przypadku punktowego mocowania szyb poszczególne elementy są mocowane za pomocą elementów stalowych, które łączą płyty szklane z konstrukcją nośną. Mocowanie mechaniczne bazuje na specjalnych elementach wprowadzanych do otworów. Na etapie projektowania rozmieszczenia otworów bierze się pod uwagę naprężenia i przemieszczenia. Są uwzględniane maksymalne naprężenia projektowe, które nie mogą być przekroczone dla najbardziej uciążliwych warunków. Ważne pozostaje, aby nie dochodziło do kontaktu pomiędzy metalem a szkłem. Stąd też zastosowanie znajdują elastyczne podkładki wykonane z aluminium, nylonu itp. Podkładki, o kształcie talerzyków, są umieszczane po obu stronach tafli. Niejednokrotnie w podkładkach uwzględnia się również wypustki, dzięki którym jest zapewniona ochrona przed kontaktem wnętrza otworu z trzpieniem śruby.

 

2014-03-49-2

 

Montaż szkła laminowanego

Należy zwrócić uwagę na odpowiedni montaż szyb laminowanych. Szyba musi być zamontowana w taki sposób, aby jej mocniejsza strona była wystawiona na ewentualne zniszczenie. Na przykład szyba w witrynie sklepowej będzie instalowana od zewnętrz a w przypadku klatki schodowej czy też balkonu od wewnątrz. Warto zadbać o właściwy dobór materiałów uszczelniających. Zastosowanie znajdują najczęściej materiały, które bazują na neoprenie, polisiarczku, butylu i neutralnym silikonie. Nie należy stosować materiałów uszczelniających z substancjami takimi, jak kwaśne silikony czy też olej lniany.

Jeżeli w konstrukcji zastosowanie znajdzie szyba laminowana barwiona w masie to powłokę barwioną należy umieścić od zewnątrz. Z kolei w przypadku szyb powlekanych powłoka musi być skierowana do przestrzeni międzyszybowej w szybie zespolonej lub w stronę pomieszczenia dla szyby pojedynczej.

 

(...)

 

Damian Żabicki

 

Literatura:

Tadeusz Tarczoń: Materiały używane do budowy szkieł warstwowych. „Świat Szkła” 6/2010,
Materiały informacyjne firm: FIRE-GLASS, VITRO-PLUS oraz EPO.

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacj: Świat Szkła 03/2014

 

 

 

 

 

01 chik