2. Виробництво скла та скловиробів

Склом називається речовина, що характеризується аморфною структурою, яка отримана при переохолодженні силікатного розплаву. Внаслідок значного збільшення його в'язкості процес кристалізації не протікає. Тому іноді скло називають переохолодженою рідиною. Скло характеризується не температурою плавлення, а температурним інтер­валом, в якому при нагріванні скло поступово переходить із твердого стану в рідкий.

Скло є одним із найдавніших матеріалів, який використовується людством. Вже в бронзовому віці людина у своєму господарстві використовувала природне скло – обсидіан. Штучне скло вперше з'явило­ся 3000 – 4000 років до н. є. у Древньому Єгипті і Месопотамії. Свого розвитку склоробство там досягло в 1550 – 1350 роках до н. є. З Древньо­го Єгипту воно проникає в Італію і поширюється по всій Римській імперії. Всесвітньо визнаним центром склоробства стає Венеція, де ви­готовлялися відомі венеціанські дзеркала. Поступово технологія скло­робства освоюється в усій Європі.

В Україні перші скляні вироби були отримані в X – XI ст. у Києві. У даний час в Україні освоєно виробництво найширшої номенклатури будівельних виробів із скла: листове будівельне скло, склопакети, архітектурно-будівельні вироби для оздоблювальних ма­теріалів та ін.

Листове будівельне скло випускають товщиною від 1 до 15 мм. Його використовують для вікон будинків, облицювання, виго­товлення дверей, перегородок.

Листове будівельне скло може бути полірованим, армованим, візерунковим. Крім того, до листового скла відносяться стемаліт і скло мармур.

Віконне скло має товщину 2 – 3 мм. Для підвищення оздоблюваль­них і експлуатаційних властивостей використовують технічне скло товщиною 4 – 5 мм або вітринне товщиною 5 – 6 мм.

Поліроване скло має поліпшений мікрорельєф поверхні. Його тов­щина 3 – 12 мм. Поліроване скло виготовляють механічним шліфуван­ням і поліруванням обох поверхонь.

Армоване скло – це листове скло товщиною 5,5 – 7 мм, посилене дротовою сіткою. Воно менш міцне, ніж звичайне скло, однак при руйнуванні від механічного або теплового впливу його осколки утримуються сіткою. Одержують таке скло безупинним про­катом між валками розплавленої скломаси із запресовуванням дроту, що змотується з барабана.

Візерункове скло має візерунки на одній з поверхонь. Його товщина 1 – 2 мм. Виготовляють таке скло методом безупинного прокату маси через валки. При цьому один із валків має візерункову поверхню, що видавлює рельєф на поверхні скла.

Стемаліт – листове скло, покрите з одного боку керамічною фар­бою, яке пройшло загартування для зміцнення і закріплення фарби.

Склопакети виготовляють з двох (або трьох) листів скла, з'єднаних між собою по краю з утворенням герметичної порож­нини, заповненої повітрям. Довжина пакетів до 2 м, ширина до 0,8 м, товщина скла 3 – 6 мм. Листи скла у пакеті з'єднуються склеюванням, паянням або зварюванням. У деяких випадках порожнину пакета за­повнюють скловолокном.

Архітектурно-будівельні вироби – це склопрофіліт, склоблоки, дзеркала, килимово-мозаїчні плитки і скло для виготовлення вітражів.

Склопрофілі – профільне скло з поперечним пе­рерізом у вигляді швелера. Виготовляють його методом прокату з маси з високим вмістом глинозему або зі звичайної скломаси для виготов­лення віконного скла.

Склоблоки – герметично закриті порожні скляні блоки з гладкими зовнішніми і ребристими внутрішніми поверхнями. Блоки випускають із безбарвного або кольорового склала. Їх одержують тер­мічним зварюванням напівблоків, відпресованих на карусельних пресах.

Дзеркальне скло – поліроване скло вищого сорту з високою світлопрозорістю. Воно покривається сріблом.

Килимово-мозаїчні скляні плитки виготовляють із не­прозорого (глушеного) скла методом пресування, прокату або спікан­ня.

Основні оксиди, що утворюють скло, подані в складі сировини у вигляді наступних компонентів:

SiO₂ – кварцовими пісками, піщаниками, рідше – кварцитами, жильним кварцом, пиловидним кремнеземом;

СаО – вкпняком, крейдою;

СаО і МgO – доломітами;

А1₂O₃ – польовим шпатом, пегматитом;

Nа₂O – содою і т.п.

Загальними вимогами до всіх видів скляної сировини є чистота й однорідність за складом. Крім того, обмежується вміст оксидів заліза.

До допоміжних матеріалів відносяться барвники, глушники, знеба­рвлювані й освітлювачі.

Барвники – оксиди свинцю, міді, бору – додають певного кольо­ру склу.

Глушники – фосфорнокислі, фтористі солі, що розподіляються в склі у вигляді дрібних частинок, розсіюють світло і утворюють скло молочно-білого кольору.

Знебарвлювачі – оксид і закис нікелю, селен, з'єднання марганцю – усувають фарбування скла від оксидів заліза.

Освітлювачі – триоксид миш'яку, селітра – видаляють газові включення (пузирі) із розплаву.

Прискорювачі – сполуки фтору, бору, хлору – прискорюють про­цес варіння скла.

Технологічний процес виготовлення виробів із скла включає ос­новні операції: готування скляної шихти, варіння скла, формування виробів, а також випалювання і загартування.