Строительное стекло

Давно в умах человеческих жила мечта о стеклянном доме. Даже в народной сказке говорилось: «Стоит дом не дом, чертог не чертог, а дворец хрустальный! Горит и светит, как солнышко, а огня не видать...» Русский народ, желая подчеркнуть великолепие дворца, представлял его всегда хрустальным. Но строить стеклянные дома люди не умели.

Первой попыткой построить такой дом было здание на Всемирной выставке в Лондоне в 1851 году. Автором проекта был неизвестный заведующий оранжереей. По крайней мере, его имени до этого никто не знал. Он предлагал построить железный каркас и затем покрыть его простым оконным стеклом.

Против этого проекта было высказано много возражений: стекло может разбиться и ранить осколками посетителей, стекло не выдержит бури... Однако стеклянное здание все же было построено. Оно пропускало много света и тепла.

Но созданное из простого оконного стекла здание, конечно было непрочным. Опыт такой постройки больше не повторялся, и казалось, что мечта о стеклянном жилище никогда не осуществится. Сто лет прошло с тех пор, и стеклянных домов все еще нет, но количество стеклянных деталей в наших домах непрерывно увеличивается из года в год.

Прежде всего растет размер окон. Их делают больше и шире, чем в прежние годы, чтобы больше света и воздуха вошло в наши помещения. Сделать окно во всю наружную стену нельзя, так как это очень сильно уменьшило бы прочность здания. Поэтому архитекторы предложили по-иному использовать стекло в строительстве.

Все шире применяют теперь армированное стекло, отличающееся прочностью. Прочность его достигается тем, что внутри стекла прокладывают металлическую сетку. Приготовляют его следующим образом: горшок с расплавленной стекломассой вынимают из печи подъемным краном, подносят к большому металлическому литейному столу. Из опрокинутого горшка расплавленное стекло выливается на стол. При этом стекло должно иметь такую же вязкость, как обычное не очень густое тесто. Стекло очень медленно растекается по столу. Чтобы оно не застыло и не превратилось в гору стекла, его сразу же начинают раскатывать, как обычное тесто, специальными металлическими валиками.

Как говорят стеклоделы, получается «кованое» стекло, потому что поверхность его неровная и напоминает поверхность металла после ковки. Сразу же после раскатки стекла в лист, когда еще он не очень остыл и не совсем затвердел, на него накладывают тонкую металлическую сетку и затем выливают на нее еще порцию расплавленного стекла. Эту вторую порцию также раскатывают. Стекломасса из обеих порций соединяется, и таким образом образуется один сплошной лист стекла с проложенной посередине сеткой. Этот прием армирования стекла называется двухслойной прокаткой. Лист армированного стекла можно шлифовать и полировать, а можно и без этого использовать в строительной технике. Без шлифовки и полировки лист стекла не будет вполне прозрачным, но света будет пропускать довольно много.

В зависимости от обработки поверхности стекла, оно делится на ряд сортов.

Иногда армированное стекло готовят не на литейном столе, а на роликовом конвейере — непрерывной прокаткой.

Бывает и однослойная прокатка, когда в расплавленное стекло вдавливают металлическую сетку и затем заглаживают на еще не затвердевшем листе.

Армирование увеличивает прочность стекла и создает каркас, который не дает стеклу рассыпаться при ударах и при действии на него высоких температур. Употребляется армированное стекло для остекления лестничных клеток и кабин подъемников. Волнистым армированным стеклом можно перекрывать значительные пролеты стеклянных галерей и пассажей. Меньшие по размерам проемы зданий можно перекрыть толстыми листами стекла, получающимися непосредственно после прокатки стеклянной массы на литейном столе.

Иногда, когда надо сплошь застеклить какую-нибудь стену цеха, делают металлический переплет, в отверстия которого вставляют листы обычного стекла. Более частый переплет, чем в окне, дает возможность сильно увеличить застекленную площадь стены без резкого уменьшения ее прочности.

Для этой же цели изготовляют путем прессования в металлических формах стеклянные линзы. Они обладают большой прочностью, и ими заполняют стекложелезобетонные покрытия торговых и промышленных зданий, а также подземных дворов и складов. Стеклянные линзы бывают квадратной или круглой формы, весом в 4—6 килограммов.

Несмотря на то, что количество стекла в наших зданиях непрерывно увеличивается, дома строят еще далеко не целиком из стекла. Но после большой и напряженной работы профессор И. И. Китайгородский разработал получение нового сорта легкого и прочного строительного стекла. Это так называемые пустотелые стеклянные блоки, или стеклянные кирпичи, из которых уже можно складывать стены стеклянного дома.

Для того чтобы блоки меньше весили, были менее теплопроводными и меньше пропускали звук, их делали внутри полыми. Обыкновенно на специальных прессах приготовляют две полые половинки, которые затем соединяют в единый блок и подвергают отжигу. Половинки соединяют свариванием размягченных краев, спаиванием металлической лентой или склейкой специальным клеем.

При кладке стены из стеклянных блоков техника кладки будет другой, чем из глиняных кирпичей. Между параллельными слоями стеклянных блоков будет проложен слой из нового строительного материала — пеностекла.

Пеностекло также впервые приготовлено И. И. Китайгородским. Известно, что, когда варится стекломасса, в ней образуется большое количество пузырей. Их количество можно увеличить добавлением веществ, дающих при нагревании много газов. Обыкновенно при варке стекла дожидаются, когда все пузыри выйдут из стекломассы наружу и она станет вполне однородной. Когда же делают пеностекло, горшок с расплавленной стеклянной массой выводят из печи в то время, когда стекломасса полна пузырей. Таким образом, пеностекло представляет собой застывшую стеклянную пену, белую, пористую, несгораемую и очень легкую.

Кроме того, пеностекло прекрасный материал для звуковой и тепловой изоляции. Дом, построенный с прокладкой из пеностекла, будет теплым и сухим, и в нем не будет слышно ни уличного шума, ни того, что происходит за стеной в соседней квартире.

Пеностекло не пропускает звуковых волн, потому что они разбиваются о многочисленные стеклянные преграды — стенки ячеек пеностекла.

На этом же принципе основана и его плохая теплопроводность. При наступлении зимы в окна вставляют вторые рамы. Слой воздуха между рамами (так как воздух плохой проводник тепла) задерживает охлаждение комнаты. Если бы вставляли в окна не две, а, например, пять рам, то в комнате стало бы значительно теплее. Но вставить пять рам — это намного уменьшить количество света в комнате. По существу пеностекло можно сравнить с большим количеством рам, между которыми находятся прослойки воздуха. Иными словами, поры и пустоты пеностекла, наполненные воздухом, задерживают прохождение тепла. Кроме этих свойств, пеностекло во всех отношениях прекрасный строительный материал. Его можно пилить пилой, рубить топором, в него можно вбивать гвозди и подвергать любой другой механической обработке.

Из приведенных примеров видно, что наши специалисты, изучая строение стекла, могут менять его свойства.

Развивая дальше идеи Ломоносова и Менделеева, советские ученые достигли выдающихся успехов в приготовлении новых сортов стекла.

Они опередили западноевропейских и американских ученых не только в создании новых сортов строительного стекла, но и в постоянном совершенствовании оптического стекла.