Производство жаропрочного стекла

Когда слышишь 'жаропрочное стекло', первое, что приходит в голову – закалёнка, выдерживающая паяльную лампу. На деле же даже наши клиенты из металлургических комбинатов путают термостойкость с огнестойкостью. Последние три года мы в ООО Гуандун Юлиан Энергосберегающие Строительные Материалы отрабатывали технологию, где многослойное стекло с гелевым наполнителем должно было держать 1200°C в течении часа. Получилось лишь после того, как отказались от стандартных силикатных прослоек – сейчас используем композит с оксидом алюминия.

Химия против физики: почему не все закалённое стекло жаропрочное

Стандартная закалка даёт поверхностное напряжение 95 МПа, но при 300°C начинается релаксация. Для печных смотровых окон этого достаточно, но в противопожарных перегородках уже через 7 минут появляются свили. Мы как-то отгрузили партию для лифтовых шахт – заказчик жаловался на деформацию при 450°C, хотя по ГОСТу стекло проходило. Оказалось, проблема в сероводороде из отделочных материалов.

Сейчас для производства жаропрочного стекла используем боросиликатные составы с добавкой диоксида циркония. Недешёвое удовольствие, зато в тестах при резком охлаждении с 800°C трещины идут не радиально, а по сетке – это увеличивает время сохранения целостности. Кстати, наш технолог Вадим предлагал добавлять оксид церия для УФ-стабильности, но при термоциклировании появились жёлтые пятна.

Для энергосберегающего стекла LOW-E вообще отдельная история – напыление иридием-оловом начинает отслаиваться уже при 280°C. Пришлось разрабатывать гибрид: внешний жаропрочный слой + внутренний LOW-E с термостабильным серебром. Такие пакеты сейчас стоят в трёх бизнес-центрах Москвы, но монтажники ругаются – вес квадратного метра перевалил за 42 кг.

Оборудование, которое не найти в каталогах

Наш самый старый конвейер для закалки 1998 года выпуска переделывали шесть раз. Последняя модернизация – система подачи азота с подогревом до 150°C, иначе на поверхности оставались микротрещины от конденсата. Немцы, у которых мы брали печь, говорили, что это избыточно, но именно это позволило нам делать стекло для каминных экранов без дефектов 'слезы'.

В прошлом году пробовали китайскую линию для многослойного стекла – автоматика не учитывала вязкость этиленвинилацетата при резких перепадах. В итоге три тонны готовой продукции пошли в брак. Вернулись к полуручной склейке, зато теперь можем делать гнутые огнестойкие панели радиусом до 1.2 метра.

Самый курьёзный случай был с вакуумным прессом для пуленепробиваемого стекла – при тестах на огнестойкость поликарбонатный слой вспенивался как зефир. Решили проблему, добавив вязкий терморасширяющийся гель между стеклянными слоями, но технология до сих пор требует доработки.

Неочевидные зависимости: от толщины до монтажа

Часто заказчики требуют увеличить толщину, думая, что это повысит огнестойкость. Но наша статистика по 217 объектам показывает: 15-мм стекло с правильным химическим упрочнением держит дольше, чем 22-мм без обработки. Правда, есть нюанс – при толщине свыше 18 мм начинается неравномерный прогрев, что критично для противопожарных дверей.

Однажды в Таганроге поставили партию стекла с пределом огнестойкости EI 60. Через месяц пришла рекламация – при пожаре в офисе стекло лопнуло через 43 минуты. Разбирались две недели – оказалось, монтажники использовали кислотный герметик, который разъел армирующую сетку по кромке.

Сейчас всегда прописываем в спецификациях: зазор между стеклом и рамой – не менее 5 мм, заполнение – вспучивающаяся мастика на основе графита. Кстати, для атриумов и зимних садов это создаёт дополнительные сложности – тепловое расширение летом достигает 3 мм на погонный метр.

Экономика, которую не покажут на выставках

Себестоимость квадратного метра нашего базового огнестойкого стекла – около 3800 рублей, при том что конкуренты предлагают за 2800. Разница не только в сырье (у нас немецкие полимерные плёнки вместо китайских), но и в контроле качества. Каждую партию тестируем на термоудар – нагреваем до 600°C и поливаем ледяной водой. Брак достигает 12%, но снижать стандарты не хотим.

Интересно, что спрос на жаропрочное стекло растёт не столько из-за ужесточения норм, сколько из-за моды на open-space с кухнями. В прошлом квартале 40% заказов – именно для жилых комплексов бизнес-класса. Правда, архитекторы часто требуют матовое или узорчатое стекло, что снижает предел огнестойкости на 15-20%.

Сейчас экспериментируем с безрамным остеклением лифтовых холлов – нужно добиться EI 45 при толщине не более 14 мм. Пока лучший результат – 38 минут при тесте, но к декаблю обещаем довести до норматива. Если получится, это будет прорыв для высотного строительства.

Что в перспективе: от промышленности до быта

В планах – адаптация технологии для стеклопакетов с вакуумными камерами. Проблема в том, что опорные столбики создают мостики холода, которые при пожаре становятся точками разрушения. Тестируем керамические микростолбики высотой 0.2 мм – пока дорого, но на испытаниях в НИИ Строительной физики показали хорошие результаты.

Ещё одно направление – комбинация жаропрочности и энергосбережения. Наш последний разработка – стекло с напылением на основе легированного оксида индия-олова, которое сохраняет LOW-Е свойства до 400°C. Уже поставлены пробные партии на завод 'Камаз' для сборочных цехов.

Коллеги из Европы советуют переходить на полностью неорганические составы, но там и цены на энергоносители другие. Наше преимущество – мы научились работать с тем, что есть, и не гнаться за сверхпоказателями. Как говорит главный инженер: 'Лучше стабильные 60 минут огнестойкости, чем рекламные 90, которые достигаются только в идеальных условиях'.