Thủy tinh(Vật liệu thủy tinh) là một vật liệu hấp dẫn đối với loài người kể từ khi nó được sản xuất lần đầu tiên vào khoảng năm 500 trước Công nguyên. Lúc đầu được cho là sở hữu tính chất ma thuật, thủy tinh đã đi được một chặng đường dài. Nó là một trong những vật liệu linh hoạt nhất và lâu đời nhất trong ngành xây dựng. 

Từ khởi đầu khiêm tốn của nó như một ô cửa sổ trong những ngôi nhà sang trọng của Pompeii đến các thành viên cấu trúc tinh vi trong các tòa nhà thời đại mới, vai trò của nó trong kiến ​​trúc đã phát triển qua nhiều năm.

MỘT LỊCH SỬ NGẮN CỦA KÍNH TRONG NGÀNH XÂY DỰNG

Vào thời tiền sử, Obsidian (thủy tinh xuất hiện tự nhiên được tìm thấy gần các khu vực núi lửa) và Fulgurite (thủy tinh hình thành tự nhiên sau khi sét đánh cát) được sử dụng để chế tạo vũ khí.Thủy tinh nhân tạo được sử dụng làm vật liệu xa xỉ được sử dụng trong trang trí, trang sức, tàu thuyền và đồ sành sứ.

Thổi thủy tinh được phát hiện vào thế kỷ 1 ở châu Âu, điều này đã tạo nên một cuộc cách mạng trong ngành chế tạo thủy tinh. Kỹ thuật lan rộng khắp đế chế La Mã. Sản xuất thủy tinh trong suốt, bằng cách giới thiệu mangan dioxide, kính cưa được sử dụng cho mục đích kiến ​​trúc.

Cửa sổ bằng kính đúc bắt đầu xuất hiện trong các tòa nhà và biệt thự quan trọng nhất ở Rome và Pompeii. Trong hơn 1.000 năm tiếp theo, việc chế tạo thủy tinh lan rộng khắp châu Âu và Trung Đông. Vào thế kỷ thứ 7, kính Anglo Saxon đã được sử dụng trong nhà thờ và thánh đường

Đến thế kỷ 11 tấm kính được chế tạo bằng quy trình kính vương miện. Trong quá trình này, người thổi thủy tinh sẽ quay thủy tinh nóng chảy ở đầu que cho đến khi nó dẹt vào đĩa. Đĩa sau đó sẽ được cắt thành các tấm. Đến thế kỷ 13, kỹ thuật này đã được hoàn thiện ở Venice. 

Cửa sổ kính màu được sử dụng trong thời kỳ phục hưng gothic và kiến ​​trúc baroque từ thế kỷ 11 đến thế kỷ 18. Các ví dụ về các mẫu tuyệt đẹp được tạo ra bằng cách sử dụng kính nhiều màu sắc được bất tử bởi các nghệ sĩ lớn trên toàn thế giới.

Quá trình kính Crown được sử dụng cho đến giữa thế kỷ 19. trong thế kỷ 19, cửa sổ kính phẳng / tấm được sử dụng để làm cửa sổ. Chúng hoàn toàn phẳng và không có bất kỳ biến dạng quang học nào.

Nhưng thủy tinh vẫn là một vật phẩm xa xỉ vì nó cần nguồn lực lớn, kỹ năng tuyệt vời và năng lượng to lớn để sản xuất. Năm 1958 Pilkington và Bickerstaff đã giới thiệu quy trình kính nổi mang tính cách mạng với thế giới. Phương pháp này đã cho độ dày đồng đều của tấm và bề mặt rất phẳng. Cửa sổ hiện đại được làm từ kính nổi. Vật liệu thủy tinh.

KÍNH ĐƯỢC SỬ DỤNG NHƯ THẾ NÀO TRONG XÂY DỰNG

Từ đầu thế kỷ 20, kiến ​​trúc hiện đại đã trở thành công cụ sản xuất hàng loạt các tòa nhà bê tông, kính và thép trong các nhà máy mà chúng ta gọi là các thành phố. Hệ tư tưởng này đã giúp đáp ứng nhu cầu nhà ở của tầng lớp trung lưu đang phát triển. 

Xây dựng bằng kính và thép đã trở thành biểu tượng của sự phát triển ở nhiều quốc gia, nơi mọi người có xu hướng xem những tòa nhà này là biểu tượng của sự sung túc và sang trọng. 

SẢN XUẤT THỦY TINH

Sản xuất thủy tinh: 
Chế tạo kính thủy tinh là một quá trình rất cổ xưa, với bằng chứng khảo cổ học về việc chế tạo thủy tinh có từ trước 2500 trước Công nguyên. Từng là một nghệ thuật hiếm và được đánh giá cao, sản xuất thủy tinh đã trở thành một ngành công nghiệp phổ biến nhờ quy trình Pilkington. 

Theo truyền thống, thủy tinh được tạo ra bằng cách thổi thủy tinh lỏng có nguồn gốc bằng cách nung chảy canxi oxit và natri cacbonat đến nhiệt độ cực cao và làm mát chất lỏng đến hình dạng mong muốn. Kể từ vài ngàn năm, công thức chế tạo thủy tinh là như nhau. 

Chỉ là các đặc tính của nó có thể được tăng cường bằng cách thêm các phụ gia nhất định vào nguyên liệu thô hoặc bằng cách cung cấp lớp phủ phù hợp để đáp ứng các nhu cầu khác nhau. 

Quy trình Pilkington: 

Một lượng lớn nguyên liệu thô (cát trong, canxi oxit và natri cacbonat) được đưa đến nhà máy sản xuất thủy tinh. Sau đó chúng được cân và trộn theo đúng tỷ lệ. Một số phụ gia nhất định được thêm vào lô để cung cấp cho kính hoặc màu sắc phù hợp. 

Hỗn hợp này sau đó được gia nhiệt trong lò đốt bằng gas hoặc lò luyện điện, lò nồi hoặc lò nung.Cát thạch anh không có chất phụ gia trở thành thủy tinh ở nhiệt độ 2.300 độ C Thêm natri cacbonat (soda) làm giảm nhiệt độ cần thiết để làm thủy tinh xuống 1.500 độ C.

Một hỗn hợp đồng nhất của thủy tinh nóng chảy sau đó được hình thành. Hỗn hợp này sau đó được thả nổi trên thiếc nóng chảy để tạo thành thủy tinh có độ dày mong muốn. 

Sau khi kết thúc quá trình nóng, kính được đặt ở chế độ mát. Cách mà kính được làm mát quyết định sức mạnh của nó. Nó phải được làm mát sau khi duy trì nhiệt độ thích hợp, tức là phải ủ. 

Nếu nó nguội trong một khoảng thời gian cực ngắn, kính có thể trở nên quá giòn để xử lý. Kính ủ là rất quan trọng đối với độ bền của nó

Làm kính là một quá trình mở rộng năng lượng. Một tấn sản xuất thủy tinh cần 4 gigajoules năng lượng. Đó là nhiều năng lượng như một cối xay gió tạo ra trong một ngày! 

Nhiều năng lượng này cũng có thể được sử dụng để thắp sáng hơn 200 ngôi nhà. (Mặc dù chúng không được xây dựng bằng kính)

TÍNH CHẤT CỦA THỦY TINH

Tính minh bạch:  Khách sạn này cho phép kết nối trực quan với thế giới bên ngoài. Độ trong suốt của nó có thể được thay đổi vĩnh viễn bằng cách thêm các phụ gia vào hỗn hợp lô ban đầu. Bởi sự ra đời của công nghệ các tấm kính trong suốt được sử dụng trong các tòa nhà có thể được làm mờ. (Kính màu điện tử)

Giá trị U : Giá trị U là số đo nhiệt lượng truyền qua cửa sổ. Giá trị U càng thấp thì đặc tính cách nhiệt của kính càng tốt trong việc giữ nhiệt hoặc lạnh.

Sức mạnh:  Thủy tinh là một vật liệu dễ vỡ nhưng với sự ra đời của khoa học và công nghệ, một số lớp và phụ gia nhất định có thể làm tăng mô đun vỡ của nó (khả năng chống biến dạng dưới tải).

Hiệu ứng nhà kính:   Hiệu ứng nhà kính đề cập đến các trường hợp trong đó các bước sóng ngắn của ánh sáng nhìn thấy từ mặt trời xuyên qua thủy tinh và bị hấp thụ, nhưng bức xạ hồng ngoại dài hơn từ các vật thể nóng không thể đi qua kính. Bẫy này dẫn đến sưởi ấm nhiều hơn và nhiệt độ kết quả cao hơn.

Khả  năng làm việc : Nó có khả năng được làm việc theo nhiều cách. Nó có thể được thổi, vẽ hoặc ép. Có thể thu được thủy tinh với các đặc tính đa dạng – rõ ràng, không màu, khuếch tán và nhuộm màu. Thủy tinh cũng có thể được hàn gắn bởi phản ứng tổng hợp.

Có thể tái chế:  Thủy tinh có thể tái chế 100%, các  mảnh vụn (Phế liệu thủy tinh vỡ hoặc chất thải được thu gom để nấu chảy lại) được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất thủy tinh, làm cốt liệu trong xây dựng bê tông, v.v.

Hệ số tăng nhiệt mặt trời:  Đây là một phần của bức xạ mặt trời sự cố thực sự đi vào một tòa nhà thông qua toàn bộ cửa sổ dưới dạng tăng nhiệt.

Độ truyền qua có thể nhìn thấy: Độ truyền qua có  thể nhìn thấy là một phần của ánh sáng nhìn thấy được xuyên qua kính. 

Hiệu quả năng lượng và kiểm soát âm thanh:  Kính hiệu quả năng lượng là thuật ngữ được sử dụng để mô tả việc sử dụng kính hai lớp hoặc kính ba trong các cửa sổ hiện đại trong nhà.Không giống như kính tráng men đơn hoặc kính đôi cũ, kính tráng men tiết kiệm năng lượng kết hợp với kính tráng (độ phát xạ thấp) để ngăn nhiệt thoát qua cửa sổ. Các rào cản không khí cũng tăng cường kiểm soát âm thanh.

CÁC LOẠI KÍNH

Kính nổi : Kính nổi còn được gọi là thủy tinh vôi soda hoặc thủy tinh trong. Điều này được sản xuất bằng cách ủ thủy tinh nóng chảy và rõ ràng và bằng phẳng. Mô-đun vỡ của nó là 5000-6000 psi. Mạnh hơn Rocky Balboa bằng những cú đấm từ 2000 psi đấm người đàn ông Ivan Drago.

Nó có sẵn trong độ dày tiêu chuẩn từ 2 mm đến 20 mm. và có phạm vi trọng lượng trong 6-26kg / m2. Nó có quá nhiều trong suốt và có thể gây chói. Nó được sử dụng trong việc làm ca, mặt tiền cửa hàng, khối thủy tinh, vách ngăn lan can, vv

Kính màu: Một số bổ sung nhất định cho hỗn hợp thủy tinh có thể thêm màu vào kính trong mà không ảnh hưởng đến độ bền của nó.

Ôxít sắt được thêm vào để tạo cho thủy tinh một màu xanh lá cây; sulphar ở nồng độ khác nhau có thể làm cho thủy tinh màu vàng, đỏ hoặc đen. Đồng sunfat có thể biến nó thành màu xanh. V.v.

Kính cường lực Loại kính này được tôi luyện, có thể bị biến dạng và tầm nhìn thấp nhưng nó vỡ thành những mảnh nhỏ giống như xúc xắc ở mô đun vỡ 3600 psi. Do đó, nó được sử dụng trong việc làm cửa chống cháy, vv Chúng có cùng trọng lượng và độ dày như kính nổi. 

Dán kính: Đây loại kính được thực hiện bởi kẹp tấm kính trong một lớp bảo vệ. Nó nặng hơn kính thường và cũng có thể gây biến dạng quang học. Nó rất bền và bảo vệ khỏi bức xạ UV (99%) và cách âm 50%. Được sử dụng trong mặt tiền kính, hồ cá, cầu, cầu thang, tấm sàn, vv

Kính chống vỡ : Bằng cách thêm một lớp polyvinyl butyral, kính chống vỡ được tạo ra. Loại kính này không từ các mảnh sắc nhọn ngay cả khi bị vỡ. Được sử dụng trong ánh sáng bầu trời, cửa sổ, sàn, vv

Kính sạch thêm: Loại kính này ưa nước tức là Nước di chuyển qua chúng mà không để lại bất kỳ dấu vết và chất quang hóa nào, tức là chúng được bao phủ bởi các hạt nano tấn công và phá vỡ bụi bẩn giúp dễ lau chùi và bảo trì hơn.

Bộ đôi tráng men: Chúng được tạo ra bằng cách cung cấp khe hở không khí giữa hai tấm kính để giảm sự mất nhiệt và tăng nhiệt. Kính thông thường có thể gây ra lượng nhiệt tăng lên rất lớn và mất tới 30% lượng nhiệt của năng lượng điều hòa . Kính xanh, tiết kiệm năng lượng có thể làm giảm tác động này. 

Kính màu: Loại kính này có thể kiểm soát ánh sáng ban ngày và độ trong suốt một cách hiệu quả. Những loại kính này có sẵn ở ba dạng – quang điện (cán nhạy sáng trên kính), nhiệt màu (cán nhạy cảm với nhiệt trên kính) và điện hóa (thủy tinh nhạy sáng, độ trong suốt có thể được điều khiển bằng công tắc điện.) Nó có thể được sử dụng trong phòng họp và ICU.

Bông thủy tinh: Bông thủy tinh là một vật liệu cách nhiệt bao gồm các sợi thủy tinh đan xen và linh hoạt, làm cho nó “đóng gói” không khí, và do đó tạo ra các vật liệu cách nhiệt tốt. Bông thủy tinh có thể được sử dụng làm chất độn hoặc chất cách điện trong các tòa nhà, cũng để cách âm.

Các khối thủy tinh: Các khối tường thủy tinh rỗng được sản xuất như hai nửa riêng biệt và trong khi thủy tinh vẫn nóng chảy, hai mảnh được ép lại với nhau và ủ. Các khối thủy tinh thu được sẽ có một phần chân không ở tâm rỗng. Gạch thủy tinh cung cấp che khuất thị giác trong khi tiếp nhận ánh sáng.

TÍNH CHẤT CỦA THỦY TINH

Polycarbonate: Chất đàn hồi này mạnh hơn thủy tinh 300 lần, chịu được hầu hết các hóa chất, nhẹ hơn gấp đôi so với loại, có độ mài mòn và chống va đập cao. Nó có thể truyền nhiều ánh sáng như thủy tinh mà không bị biến dạng nhiều. Các ứng dụng bao gồm cửa sổ, kính nhà kính, vv.

Acrylic: Acrylic được làm từ nhựa chịu nhiệt chịu được thời tiết, mạnh gấp 5 lần so với thủy tinh nhưng dễ bị trầy xước. Nó có quang học tuyệt vời, mềm hơn thủy tinh nhưng có thể tích tụ rất nhiều bụi. Điều này được sử dụng rộng rãi để làm nhà chơi, nhà kính, vv

Tấm GRP:  GRP được sản xuất bằng cách kết hợp hàng trăm sợi thủy tinh lại với nhau bằng cách sử dụng nhựa UV cách nhiệt sắc tố. Nhựa được gia cố bằng kính cũng được sử dụng để sản xuất các cấu kiện xây dựng nhà như lợp mái, tán, vv Vật liệu này nhẹ và dễ xử lý. Nó được sử dụng trong việc xây dựng nhà ở composite và cách nhiệt để giảm mất nhiệt.