Ciężar właściwy szkła: masa 1 m² według grubości

Badania archeologiczne dowodzą, że nasi przodkowie nauczyli się wytwarzać szkło ponad 5 tysięcy lat temu. Ojczyzną pierwszych ozdób ze szkła był starożytny Egipt. Używano go do wykańczania ścian pałaców i do okładania wewnętrznej powierzchni piramid. Od tamtego czasu wiele się zmieniło. Współczesne technologie pozwalają produkować najróżniejsze rodzaje szkła.

Skład i właściwości różnych rodzajów materiału

Szkło jest amorficznym materiałem nieorganicznym. Istnieje wiele jego odmian, które mają różne właściwości fizykochemiczne i różny skład.

Szkło produkuje się przez topienie substancji szkłotwórczych:

• Tlenków. Na przykład szkło kwarcowe, germanianowe albo zwykłe okienne, czyli krzemianowe.
• Fluorków.

W zależności od potrzeb eksploatacji szkła w danej sferze stosuje się różne składniki nadające wymagane właściwości. Należą do nich:

• twardość, mierzona w skali Mohsa i wynosząca średnio 6 jednostek; zależy od dodatkowych domieszek, najtwardsze jest szkło kwarcowe, a najmiększe ołowiowe;
• przewodność cieplna, od 0,7 W/mK do 13,4 W/mK;
• odporność na wysokie temperatury;
• przewodność elektryczna;
• gęstość, czyli ciężar właściwy zależny od rodzaju; najniższą gęstość ma szkło kwarcowe, około 2200 kg/m³, krzemianowe 2500-2600 kg/m³, a szkło na tlenku ołowiu do 7500 kg/m³;
• przezroczystość;
• udarność, dla szkła okiennego 1,5-2 kN/m, rosnąca wraz z ilością bromu w materiale;
• zdolność odbijania światła i inne.

Wybierając materiał, należy kierować się przede wszystkim wymaganiami dotyczącymi właściwości fizycznych szkła i dokładnie wiedzieć, które parametry są ważne.

Masa szkła

Najbardziej potrzebnym w codziennym życiu rodzajem jest zwykłe szkło krzemianowe albo okienne. Jego masa odgrywa ważną rolę i trzeba uwzględniać te wartości przy:

• montażu powierzchni lustrzanych na ścianach i sufitach, szklanych ścianek działowych, wykonywaniu kabin prysznicowych, produkcji okien i podobnych pracach;
• doborze okuć, mocowań i obliczaniu obciążeń konstrukcji;
• transporcie.

Masę wyrobu M (kg) można obliczyć według wzoru: M(kg)=S(m²)*t(mm)*2.5, gdzie S to powierzchnia zmierzona w m², t to grubość materiału w mm, a współczynnik 2.5 oznacza średnią masę m² szkła krzemianowego o grubości 1 mm.

Masa m² szkła okiennego zależy od jego grubości. Dla wygody dalszych obliczeń wartości masy szkła o różnej grubości podano w tabeli.

Tabela wartości masy 1 m² przy różnej grubości szkła

Dla przykładu podajmy obliczenie masy standardowego jednokomorowego pakietu szybowego jednej połowy okna dwuskrzydłowego.

Przy wymiarze 650 mm * 1400 mm jego powierzchnia wyniesie 0,91 m². Jeśli masa szkła 4 mm wynosi 10 kg/m², to jedna szyba waży 9,1 kg, a dwie szyby 18,2 kg.

W dwukomorowym pakiecie szybowym bloku balkonowego o wymiarze 800 mm x 1450 mm stosuje się szyby 6 mm i dwie po 4 mm. Jego powierzchnia wynosi 1,16 m². Masa szkła 6 mm o takiej powierzchni to 17,4 kg, plus 18,2 kg dwóch pozostałych szyb.

W konstrukcji ścianek do kabin prysznicowych stosuje się szkło arkuszowe o grubości 8 mm. Przy standardowym rozmiarze kabiny 90 * 90 cm i wysokości ścianki 2 m powierzchnia szklana wyniesie 3,6 m². Masa szkła 8 mm to 20 kg/m², a masa całej ścianki 72 kg.

Duże akwarium składa się ze szkła o grubości ponad 10 mm. Przy wymiarach 1300 mm * 600 mm * 600 mm potrzeba 2,28 m² szkła 10 mm i 0,78 m² szkła 15 mm. W takim przypadku masa szkła 10 mm wyniesie 57 kg, a dna 15 mm 29 kg.