Wstępne badania typu szkieł bezpiecznych i szkła termicznie wzmocnionego

Zgodnie z Ustawą o wyrobach budowlanych, szkło termicznie hartowane, wygrzewane termicznie wzmocnione i warstwowe może być wprowadzone do obrotu handlowego tylko wtedy, kiedy jest oznakowane. Istnieje wybór między krajowym znakiem budowlanym B i znakiem europejskim CE.

W obydwu przypadkach producent jest zobowiązany do wystawienia deklaracji zgodności swoich wyrobów z normami zharmonizowanymi z dyrektywą 89/106/EWG tj.:

• PN-EN 12 150-2 Szkło w budownictwie. Termicznie hartowane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe. Część 2: Ocena zgodności wyrobu z normą,
• PN-EN 14179-2 Szkło w budownictwie. Termicznie hartowane wygrzewane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo krzemianowe. Część 2: Ocena zgodności wyrobu z normą,
• PN-EN 1863-2 Szkło w budownictwie. Termicznie wzmocnione szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe. Część 2: Ocena zgodności wyrobu z normą,
• PN-EN 14449 Szkło w budownictwie. Szkło warstwowe i bezpieczne szkło warstwowe. Ocena zgodności wyrobu z normą.

Oceny zgodności wyrobu z normą zharmonizowaną dokonuje producent, opierając się na jednym z systemów oceny zgodności. Dla systemu 3, obowiązującego dla szkła termicznie hartowanego, termicznie hartowanego wygrzewanego, termicznie wzmocnionego i warstwowego deklarowanie zgodności odbywa się na podstawie wstępnego badania typu oraz Zakładowej Kontroli Produkcji. Wcześniej producent powinien zrobić dokładny opis typu.

Szkło termicznie hartowane, termicznie hartowane wygrzewane i termicznie wzmocnione

Wstępne badanie typu dla szkła termicznie hartowanego, termicznie hartowanego wygrzewanego i termicznie wzmocnionego obejmuje sprawdzenie:

• wytrzymałości na czteropunktowe zginanie,
• charakteru siatki spękań.

Wytrzymałość na czteropunktowe zginanie

Badanie wytrzymałości na czteropunktowe zginanie wykonywane jest w oparciu o procedurę opisaną w normie PN-EN 1288-3 Szkło w budownictwie. Określenie wytrzymałości szkła na zginanie. Część 3: Badanie na próbkach podpartych na dwóch podporach (czteropunktowe zginanie). Badaniu temu poddany powinien być każdy z trzech typów szkła tj.:

• szkło float, w tym bezbarwne i barwne, matowane chemicznie i mechanicznie,
• szkło float powlekane,
• szkło float emaliowane.

Badanie wykonuje się dla co najmniej 10 próbek o wymiarach 360x1100 mm. Udział w tej liczbie próbek o poszczególnych grubościach zależy od typu szkła. Dla szkła termicznie hartowanego, termicznie hartowanego wygrzewanego i wzmocnionego przedstawia się to tak, jak pokazano w tabeli 1. Przy deklaracji dwu grubości wymagane jest po 5 próbek każdej z nich, a przy deklaracji jednej grubości badanie przeprowadza się na 10 próbkach tej grubości.

Dla szkła termicznie hartowanego, termicznie hartowanego wygrzewanego i wzmocnionego – powlekanego udział próbek poszczególnych grubości powinien być taki, jak pokazuje to tabela 2.

Dla szkła emaliowanego wszystkie badane próbki powinny być zrobione ze szkła o najmniejszej grubości. Próbki do badań wszystkich rodzajów szkła powinny być płaskie i wykonane ze szkła float wyprodukowanego zgodnie z PN-EN 572-1 i 2 z krawędziami wykończonymi najprostszym sposobem obrabiania obrzeży. Badanie wytrzymałości przeprowadza się na urządzeniu wytrzymałościowym – prasie, gdzie umieszcza się próbkę, stroną emaliowaną lub powlekaną od dołu, na podporze z dwoma wyłożonymi gumą metalowymi wałkami o średnicy 50 mm, położonymi w odległości 1000 mm względem siebie. Takimi samymi dwoma wałkami odległymi od siebie o 200 mm, próbka naciskana jest od góry. Próbka zginana jest z szybkością 2,0 N/mm2. Zginanie prowadzi się aż do jej zniszczenia. Z wartości odczytanej siły niszczącej oblicza się wytrzymałość szkła na zginanie. Dla każdej z 10 badanych próbek szkła nie powinna ona być mniejsza od wymaganej, pokazanej w tabeli 3 wartości, zależnej od technologii wytwarzania szkła.

Siatka spękań

Badanie siatki spękań przeprowadza się korzystając z procedury opisanej w normach :

• PN-EN 12150-1 Szkło w budownictwie. Termicznie hartowane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe. Część 1. Definicje i opis,
• PN-EN 14179-1 Szkło w budownictwie .Termicznie wygrzewane hartowane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe. Część 1. Definicje i opis,
• PN-EN 1863-1 Szkło w budownictwie. Termicznie wzmocnione szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe. Część 1. Definicje i opis.

Wykonuje się je dla każdej grubości szkła, wykorzystując do tego celu 5 próbek szkła o wymiarach 360x1100 mm. Każdą z próbek szkła skleja się z drugą taką samą za pomocą taśmy klejącej, po czym rozbija uderzając ją w punkt znajdujący się na środku dłuższego boku, w odległości 13 mm od krawędzi szyby – w przypadku szkła termicznie hartowanego i termicznie hartowanego wygrzewanego i 20 mm w przypadku szkła termicznie wzmocnionego. Używa się do tego celu młotka o masie 75 g, punktaka uruchamianego siłą sprężyny, lub innego urządzenia o utwardzanym ostrzu. Zaleca się by promień krzywizny ostrza wynosił w przybliżeniu 0,2 mm. Rozbite szkło pęka w sposób charakterystyczny dla jego typu, inny dla szkła hartowanego i hartowanego wygrzewanego, a inny dla szkła wzmocnionego. Szkło termicznie hartowane i termicznie hartowane wygrzewane pęka z wytworzeniem drobnych nieostrych kawałków, natomiast szkło termicznie wzmocnione rozpada się na duże odłamki, których chociaż jedna krawędź dochodzi do obszaru brzegowego odległego 25 mm od krawędzi, lub obszaru o promieniu 100 mm wokół punktu uderzenia. Mogą również powstać odłamki o obrzeżach nie sięgających żadnego z tych obszarów. Odłamki te o powierzchni mniejszej od 100 mm2 nazywa się „cząstkami”, a o powierzchni równej lub większej od tej wielkości „wysepkami”.

Uzyskany obraz siatki spękań ocenia się w obszarze poza pasem brzegowym o szerokości 25 mm i obszarem wewnątrz okręgu o promieniu 100 mm ze środkiem w punkcie uderzenia. W przypadku szkła termicznie hartowanego i termicznie hartowanego wygrzewanego zlicza się odłamki w wybranym kwadracie o boku 50 mm, oraz mierzy długość odłamków wydłużonych na całym ocenianym obszarze rozbitej szyby. Kwadrat ten rysuje się na szkle przy pomocy szablonu w miejscu największych odłamków i określa się ich liczbę w wyznaczonym przez niego obszarze. Przy zliczaniu przyjmuje się zasadę, że odłamki znajdujące się wewnątrz kwadratu traktuje się jako całe, natomiast przecięte przez boki kwadratu jako pół. Badanie siatki spękań szkła termicznie hartowanego i termicznie hartowanego wygrzewanego ocenia się pozytywnie wtedy, gdy każda z badanych próbek szkła uzyskuje wynik odpowiadający wymaganiom podanym w tabeli 4.

W przypadku szkła termicznie wzmocnionego zlicza się i waży każdy z odłamków dużych – „wysepek” – oraz określa całkowitą wagę odłamków małych – „cząstek”. Wagę przelicza się na powierzchnię. Każda badana próbka szkła powinna mieć nie więcej niż 2 „wysepki” i powierzchnia każdej z nich nie może przekraczać 1000 mm2. Łączna powierzchnia wszystkich „cząstek” nie powinna być większa niż 5000 mm2. Wynik prawidłowy musi uzyskać każda z badanych próbek, zarówno szkła hartowanego, hartowanego wygrzewanego jak i wzmocnionego.

Szkło warstwowe

Wstępne badanie typu dla szkła warstwowego obejmuje sprawdzenie:

• odporności na czynniki środowiska: wysoką temperaturę, wilgoć i promieniowanie,
• wytrzymałości na uderzenie wahadłem – tylko dla szkła warstwowego bezpiecznego,
• wymiarów i wykończenia obrzeży,
• wyglądu,

Wykaz niezbędnych badań dla poszczególnym rodzajów szkła warstwowego podano w tabeli 5.

Badanie odporności na działanie czynników środowiska

Badania środowiskowe dla szkieł warstwowych wykonuje się zgodnie z procedurami opisanymi w normie PN-EN ISO 12543-4 Szkło w budownictwie. Szkło warstwowe i bezpieczne szkło warstwowe. Metody badań odporności. Przeprowadza się je dla 3 próbek reprezentatywnych dla wyrobu, o wymiarach:

• nie mniejszych niż 100x300 mm w przypadku odporności na wysoką temperaturę i wilgoć,
• 300x300 mm przy badaniach odporności na promieniowanie.

Badanie odporności na wysoką temperaturę wykonuje się podgrzewając próbki do temperatury 100°C i przetrzymując je w tej temperaturze przez 2 godziny. W celu uniknięcia szoku temperaturowego zaleca się dwustopniowe podgrzewanie próbek: 5-minutowe w kąpieli wodnej w temperaturze 60°C i dalsze ogrzewanie do osiągnięcia temperatury 100°C.

Przy ocenie odporności szkła na działanie wilgoci próbki umieszcza się na 2 tygodnie w pozycji pionowej, w pewnej odległości od siebie, nad wodą w zamkniętym pojemniku (badanie z kondensacją ) w temperaturze 50°C (+2) lub w komorze klimatycznej (fot.1) o tej samej temperaturze i wilgotności względnej 80% (±5).

Fot.1. Komora klimatyczna do badania odporności szkła warstwowego na działanie wilgoci

Sprawdzenia odporności na działanie promieniowania dokonuje się umieszczając próbki na stojaku (fot. 2) w odległości 1,1 m od układu promieniującego i poddając je przez 2000 godzin działaniu promieniowania przy zachowaniu temperatury 45°C. Układ promieniujący emituje promieniowanie słoneczne i złożony jest z 16 lamp rtęciowych ciśnieniowych z żarnikiem wolframowym o mocy 300 W, rozmieszczonych na obszarze 1 m2. Całkowity poziom natężenia promieniowania powinien wynosić 900 W/m2. Układ promieniujący osłonięty jest po obu stronach ekranami pokrytymi folią aluminiową.

Po wymaganym okresie wystawienia próbek na działanie wysokiej temperatury, wilgoci i promieniowania dokonuje się ich oględzin na tle białego ekranu, oświetlonego światłem rozproszonym, z pominięciem obszaru w odległości 15 mm od obrzeża oryginalnego i 25 mm od obrzeża ciętego. Zgodnie z wymaganiami określonymi w PN-EN ISO 12543-2 próbki poddane działaniu czynników środowiska nie powinny zawierać wad w postaci pęcherzy, rozwarstwień i zmętnień lub tylko rozwarstwień w szkłach ognioodpornych.

W przypadku wystąpienia wad tylko w jednej próbce przeprowadza się badanie powtórne na trzech nowych próbkach i powinno się ono zakończyć wynikiem pozytywnym. Dla odporności na promieniowanie określa się dodatkowo zmianę przepuszczalności światła jako skutek jego oddziaływania na szkło. Nie powinna ona przekraczać 10% dla szkieł o przepuszczalności początkowej >20%, i 2% dla szkieł o przepuszczalności początkowej <20%.

Fot.2. Stanowisko do badania odporności szyb warstwowych na działanie promieniowania

Wymiary, wykończenie obrzeży, wygląd

Oceny wymiarów, wykończenia obrzeży i wyglądu szkła warstwowego dokonuje się w oparciu o normy :

• PN-EN ISO 12543-5 Szkło w budownictwie. Szkło warstwowe i bezpieczne szkło warstwowe.Wymiary i wykończenie obrzeża,
• PN-EN ISO 12543-6 Szkło w budownictwie. Szkło warstwowe i bezpieczne szkło warstwowe. Wygląd.

Grubość szkła warstwowego ocenia się dokonując czterech pomiarów w środku każdego z boków, uśredniając wynik z zaokrągleniem go do 0,1 mm i odnosząc go do wymagań.

Norma definiuje nominalną grubość szkła warstwowego jako sumę grubości nominalnych wszystkich warstw, z uwzględnieniem ich wymiarowych tolerancji. Dla szkła warstwowego składającego się z różnych rodzajów międzywarstw, odchyłka grubości jest sumą dopuszczalnych odchyłek szyb składowych (zgodnie z PN-EN 572-2 do 6) i pierwiastka kwadratowego sumy kwadratów dopuszczalnych odchyłek międzywarstw zaokrąglonych do 0,1 mm. Wartości dopuszczalnych tolerancji grubości dla różnych rodzajów warstw zestawiono w tabeli 7.

Szkło warstwowe ma właściwy kształt i wymiary jeżeli mieści się wewnątrz obszaru zawartego między dwoma współśrodkowym prostokątami, z których większy powstał przez powiększenie, a mniejszy przez pomniejszenie wymiarów nominalnych szyby o dopuszczalne tolerancje. Tolerancje wymiarowe zależne są od nominalnych wymiarów szyby i jej nominalnej grubości. Pokazano to w tabeli 8.

Maksymalne przesunięcie warstw względem siebie, w zależności od wymiarów szyby, nie może być większe niż 2-6 mm. Brzegi szkła warstwowego powinny tworzyć jedno z możliwych obrzeży: cięte lub obrobione – zebrane, zeszlifowane, wygładzone zeszlifowane, wypolerowane, skośne, spiłowane lub cięte strumieniem wody.

O wyglądzie szkła decyduje udział w nim wad punktowych i liniowych. Dopuszczalne ich ilości zestawiono w tabeli 9 i 10.

Podana w tabeli 9 liczba dopuszczalnych wad może być zwiększona o jedną, dla każdej pojedynczej warstwy, której grubość przekracza 2 mm.

Jeżeli szyby warstwowe montowane są w ramie, dopuszczalne jest występowanie wad w pasie brzeżnym pod warunkiem, że ich wymiar nie przekracza 5 mm. Szyby montowane bez ram powinny mieć obrzeża zeszlifowane, wypolerowane lub skośnie cięte. Nie dopuszcza się obecności pęknięć, zmarszczek i smug.

Zofia Pollak

Sacha Sebastian

ICiMB

Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie