سیناپرس: باستان شناسان در یک پروژه کاوش و بررسی های میدانی ، آثار و شواهدی از وجود یک کارگاه و کوره شیشه سازی رومی را در سایتی در منطقه دلتای رود نیل در مصر کشف کرده اند .

یک تیم از باستان شناس مصری در بررسی و کاوش های جدید خود در سایتی به نام تل موتابیس (Tell Mutubis) در منطقه دلتای رود نیل در مصر آثاری از یک کارگاه شیشه سازی رومی را کشف کردند.

لازم به ذکر است که آثار به دست آمده شامل خرده های شیشه و تکه های ظروف شیشه ای بوده است که طبق دیگر شواهد به دست آمده ، نشان می دهد که این شیشه ها در یک کارگاه شیشه سازی رومی و به سبک رومی ساخته شده اند .

پنی ویلسون (Penny Wilson ) از باستان شناسان مشهور حوزه مصر باستان و سرپرست این تیم بررسی و کاوش در مصاحبه ای مطبوعاتی در رابطه با این کشف می گوید : « آثار و شواهد موجود و مستندات کشف شده نشان می دهد که کوره ای که برای ساخت و تولید شیشه مورد استفاده قرار می گرفته در این منطقه قرار داشته است. »

علاوه بر این کارگاه ساخت شیشه و قطعات موجود در آن ؛ تعدادی سکه در این محوطه پیدا شده که متعلق به دوران امپراتوری روم است . پیشینه این آثار به دوره قرن 4 پیش از میلاد تا قرن چهارم میلادی باز می گردد .

لازم به توضیح است که اشیاء شیشه ای رومی که تاکنون در سرتاسر امپراتوری روم به دست آمده دارای تنوع و کیفیت بالایی بوده اند . برخی از اشیاء شیشه ای رومی به عنوان اشیاء لوکس در نظر گرفته می شده و بسیار گران قیمت هستند .

برچسب‌ها: ساخت شیشه های روم باستان در مصر

سعید گلکار تهرانی هنرمند شیشه گری است که سال های زیادی در مورد هنر روی شیشه تحقیق و فعالیت کرده است. آثار شیشه ای او تلفیقی است بین هنر مدرن و سنتی.
گلکار اخیرا آثار شیشه ای خود را در کنار آثار شیشه ای قدیمی به جای مانده از دوران های قدیم در نمایشگاهی به نام هنر شیشه گری اسلامی از دیروز تا امروز در موزه ملی به نمایش گذاشته بود.
گلکار مهم ترین هدف برپایی این نمایشگاه را تداوم هنر شیشه گری سنتی و قدیمی می داند و می گوید: «ما می توانیم هنر شیشه گری را که از سال های پیش و در دوران های گذشته وجود داشته و دوران پرشکوهی را نیز پشت سر گذاشته، در دوره معاصر احیا کنیم و هنر شیشه گری ایران را به مردم جهان معرفی کنیم.»
هنر شیشه گری و شیشه سازی قدمتی 5 هزار ساله دارد. یعنی آغاز حیات آن برمی گردد به دوره ای که بشر متوجه شد که می تواند با دادن حرارتی حدود 1800 درجه فارنهایت به سیلیس و افزودن موادی مانند قلیا به آن، ماده ای به دست آورد که در حالت مذاب به راحتی به هر شکلی که در می آید و پس از سرد شدن بسیار سخت می شود. بنا به پژوهش های باستان شناسی نخستین کارگاه های شیشه گری که تا به حال کشف شده در مناطق بین النهرین، سوریه و لبنان بوده است.
سعید گلکار در مورد روش ساختن شیشه می گوید: «اولین شیشه ها به این دلیل که شیشه گران روش دمیدن در شیشه مذاب را بلد نبودند به صورت ریخته گری یا در قالب های فشرده ساخته می شد. و یا مواد شیشه ای، دور میله ای شیشه ای چرخیده و به آن افزوده می شد. ساخته شیشه با این روش بسیار وقت گیر بود و گران تمام می شد. ولی با کشف فن دمیدن در شیشه مذاب در قرن اول ق.م شیشه گران تحول بزرگی در این هنر به وجود آوردند و شیشه به تولید انبوه رسید.»
گلکار می گوید: «با حمله مغول در میانه قرن ششم، شهرهای آباد ایران تخریب شدند و شیشه گران به همراه هنرمندان دیگر مثل سفالکاران و فرش بافان پراکنده شدند و به مناطق دیگر کوچ کردند. در این دوره ضربه اصلی به هنر شیشه گری ایران وارد شد. دلیلش هم این بود که از آغاز هنر شیشه گری، هنر جنبی بوده و هنوز هم هست. یعنی یک گروه باید وجود داشته باشد تا بتواند کارگاه شیشه برپا کند و به مرور این هنر را به علاقه مندان انتقال دهد. بعد از حمله مغول و تا یک قرن بعد از آن کارگاه های شیشه در ایران نابود شدند و راه اندازی مجدد نشدند. و همین موضوع عامل عمده رکود شیشه گری هنری در ایران شد.»
اگرچه در دوره صفویه، کارگاه های شیشه گری دوباره شروع به فعالیت کردند اما با ورود شیشه های غربی که ظرافت و شفافیت بیشتری نسبت به آثار ایرانی داشتند تلاش های استادان به ثمر ننشست و به خصوص در دوره قاجاریه علی رغم تلاش های امیرکبیر این هنر هیچ گاه به دوره شکوه اولیه خود باز نگشت.
سعید گلکار می گوید: «طی دهه های اخیر، شیشه گری هنری ایران کم کم در حال جان گرفتن دوباره است. جوانانی که در عرصه شیشه گری دست ساز وارد شدند کارهای زیبایی تولید کردند و آثار دست ساز خود را به نقاط مختلف دنیا صادر کردند. در حال حاضر بیشتر کارگاه های شیشه دست و بیشتر کارگاه های شیشه دست ساز در اطراف تهران و مناطق جنوبی شامل جاده ساوه و جاده قم، خاوران و ورامین متمرکز هستند.»
این کارشناس هنر شیشه گری در مورد تقابل هنر شیشه گری دستی با شیشه گری ماشینی می گوید: «اگر چه صنعت ماشین جای خود را در میان صنایع دستی باز کرده است اما هنوز هم هستند هنرمندانی که به استفاده از کارهای هنری علاقه مندند؛ و با توجه به این که آثار هنری شیشه ای در ایران قیمت چندانی ندارند بنابرانی علاقه مندان به راحتی می توانند این آثار را تهیه کنند.»
به عقیده او هنر شیشه دستی هیچ تضادی با صنعت شیشه گری ماشینی ندارد. و این هنر بر خلاف بسیاری از هنرهای دستی و سنتی که امروز کارکرد و جایگاه خود را از دست داده اند هنوز در بین مردم جای دارد و روز به روز قوی تر می شود.
او در مورد برخی از آثاری که با توجه به آثار قدیمی ساخته است می گوید: «من اعتقادی به اجرای مو به مو و دقیق فرم های قدیمی ندارم. در این نمایشگاه هم شاهد هستید اگرچه برخی آثار را شبیه سازی کردم اما بسیاری از طرح ها را از طبیعت الهام می گیرم.»

برچسب‌ها: تاريخ شيشه گري ايران

شرح خلاصه ای از توسعه تکنولوژی شيشه تخت

تاريخ تکنولوژی توليد شيشه تخت به هزاران سال پيش بر ميگردد که با توجه به مهارت کم درآغاز سرعت توسعه بسيار کندی داشت در سالهای قرن هفتم قبل ازميلاد مسيح شيشه سازان سوری موفق به ساخت شيشه تخت با روشی که بنام روش کراون خوانده می شد گرديدند. در اين روش حباب بزرگی را بروش دستی ازشيشه مذاب با ميله شيشه گری تهيه وسپس با ايجاد حفره ای درحباب وچرخاندن آن درحاليکه شيشه تقريباً نرم است نا نيروی گريز از مرکز حباب شيشه باز گرديده وبصورت تخت و بشقاب گونه در مي آيد که متعاقباً با برش بشقاب بدست آمده شيشه تخت بدست می آمد. اين روش تا قرون 12 و13 مورد استفاده بود.

شكل(1):روش ابتدايي كراون براي توليد شيشه

در طول زمان ذکر شده روش ديگری نيز بوجود آمد که درآن با ساخت يک سيلندر ازشيشه مذاب بصورت دستی برش سيلندر درارتفاع و بازنمودن سيلندر ازمحل برش وتخت نمودن آن با حرارت دادن سيلندر دريک کوره بصورت تخت درآمده و به قطعات مختلف بريده می شد. از اين روش که ازمحبوبيت زيادی برخوردار بود تا پايان قرن نوزدهم استفاده شد که با آغاز قرن بيستم اين روش بصورت مکانيکی ادامه يافت.

توليد شيشه ورق يا پنجره در اوايل قرن حاضر،در مقياس وسيعي مكانيزه شد.درسال 1903 لوبر (luber) و شرکت شيشه جام آمريکائی (American Window glass )روشی را اختراع نمودند که با ايجاد يک سيلندر بزرگ توسط ماشين ساخت قطعات بزرگ شيشه تخت نيز امکان پذير گرديد که اين امر آغازی برتوسعه روشهای اتوماتيک ساخت شيشه تخت گرديد بايستی توجه نمود، که بهرحال اين يک روش ناپيوسته برای توليد شيشه تخت بوده است اين فرآيند تا سالهای 1920 ادامه يافت.

با شكل(2):روش استوانه از سال 1850 به بعد مورد استفاده قرار گرفته شد.

ورود به قرن بيستم کشورهای بسياری تلاش زيادی را درزمينه بررسی روشی که بتواند شيشه تخت را بصورت ممتد توليد نمايد آغاز نمودند. درسال 1913 فردی بنام فورکلت در بلژيک روش فورکلت را اختراع نمود .درروش فوركلت،مذاب به شكل عمودي از شكاف يك آجر نسوز موسوم دبي توز(debiteuse ) ،به صورت نواري پيوسته،مثل آنچه در شكل(3) نشان داده شده است،كشيده مي شود.

شكل(3):فرايندفوركلت

مهمترين مشكل كه در اين نحو از كشيدن ورق شيشه با آن مواجه ميشويم،تمايل نوار شيشه به باريك شدن است.اين مشكل با خنك كردن لبه هاي شيشه از طريق عبور آنها از بين غلطك هاي كوچك موسوم به انبر در بالاي دبي توز قابل حل است.توليد در اين روش داراي نوسانات زيادي بود كه مي توان به خوردگي آجرها،كاهش كارايي ماشين شكل دهي اشاره نمود.

در همان زماني كه فوركلت در بلژيك روش كشش عمودي ورق را تكميل نمود، در آمريكادر سال 1916 شرکت آمريکائی L.O.F بصورت موفقيت آميزی روش کلبرن را اختراع نمود (که ابتدا شيشه مذاب بصورت عمودی برداشته شده وسپس بصورت افقی هدايت می گرديد).

شكل(4):فرايند كلبرن

درسال 1925 شرکت آمريکائي PPG روش پيتزبورگ(pittsburgh)را ابداع نمود .دراين روش همانند روش فوركلت ،فرايند كشش شيشه عمودي است ،جز آنكه به جاي دبي توزشكافدار و شناور،يك آجر بنام سنگ كشش(Drawbar )،غوطه ور جايگزين ميشوداين قطعه نسوز افقي كه يك بر آمدگي طولي بر روي آن وجود داشت،چند سانتيمتر در زير مذاب قرار مي گرفت و نقش آن كمك به بهسازي مذاب،تعيين محل يا خط كشش ورق و كنترل جريانات جا به جايي محفظه كشش بود. اين تکنولوژيها که شيشه تخت را بصورت ممتد توليد می نمودند بسرعت دراکثر کشورها بکار گرفته شدند و بتدريج پايه گذار روش پيشرفته تری جهت توليد شيشه تخت گرديد .

شكل(5):روش پيتزبورگ

در دوره های بعد روشهای ريزشی توسط شرکت کورنينگ آمريکا و روش عمودی آساهی نيز بصورت محدودی بکار گرفته شده است. کليه روشهای مذکور دارای نقائص ومعايب بسياری بود. همچنين ازديدگاه ابعاد شيشه های توليد وميزان انرژی مورد نياز خط توليد وراندمان، مشکلات بسياری در روشهای ممتد وجود داشت که امکان تأمين نيازهای بالقوه و انتظارات فزاينده زمان خود را به پيلکينگتون نمی داد.

در سال 1921 شرکت آمريکائی اتومبيل فورد و شرکت پيلکينگتون انگلستان موفق به اختراع يک روش توليد ممتد نورد شيشه مذاب گرديدند. شيشه جام وتخت توليد شده ازاين روش در مرحله بعدی با فرآيند ديگری صيقل داده می شود از اين شيشه ها درصنايع اتومبيل، آئينه و نيازهای درجه يک برای ساختمان و وسائل منزل استفاده گرديد. درسال 1939 شرکت انگليسی با تجربيات بدست آمده از روش صيقل دهنده تکی موفق به اختراع يک روش صيقل زوجی گرديدند که قادر به صيقل همزمان دو طرف شيشه گرديد. اين روش نيازمند به سرمايه گذاری قابل توجه و هزينه توليد بالا داشت. در سال 1952 شرکت پيلکينگتون انگلستان جهت بررسی يک تکنيک جديد شيشه تخت بسيج گرديده که متعاقب آن فرآيند فلوت در سال 1959 به جهان معرفی گرديد که پس از آن تکنولوژی بسرعت رشد نموده است.

شكل(6):تصوير فرايند شماتيك حمام قلع.

فرآيند فلوت دارای مزايای بسياری نسبت به روشهای قديمی است وکيفيت آن برابرشيشه صيقل داده شده است، شيشه فلوت دارای هزينه توليد پائين و راندمان توليدی بالا است بهمين دليل شرکتهای مختلف شيشه سازی جهان با خريد تکنولوژی ودانش فنی ازشرکت پيلکينگتون بتدريج باين فرآيند مجهز گرديدند. درمدت 8 سال، از تاريخ 1962 تا 1969، حدوداً 28 کمپانی در آمريکا، بلژيک، کانادا، چکسلواکی، فرانسه، آلمان، ايتاليا، ژاپن، مکزيک و اتحاد جماهير شوروی وغيره ليسانس توليد شيشه فلوت را دريافت نمودند درآغاز سال 1990 حدود 175 واحد توليد شيشه تخت بروش فلوت در دنيا بر پا گرديد که شامل 40 کشور در دنيا می گرديد. فرآيند فلوت بصورت تدريجی ولی با سرعت جايگزين روشهای فورکلت و کلبرن گرديد و تا سال مورد گزارش (2008) تقريباً 90 درصد از توليد کل شيشه تخت دنيا با روش فلوت می باشد.

مزایای فرایند شیشه فلوت:

فرایند فلوت روش پیشرفته تولید شیشه تخت در مقایسه با سایر روشها است و دارای مزایای ذیل است

الف:کیفیت کامل شیشه:

این مطلب به عنوان یک حقیقت شناخته شده است که در هر فرایند تولید شیشه تخت نیروی کشش سطحی مخصوصاً نیروی کشش سطحی شیشه به عنوان نیروی اصلی عمل می نماید .زمانیکه شیشه مذاب در فرایند شکل دهی سرد می گردد نیروی کشش سطحی شیشه مذاب سبب بو جود آمدن یک سطح نرم و تخت می شود.

مشکل کلیدی و مهم این است که در فرایند های قدیمی نیروی کشش سطحی نمی تواند نقش کامل خود را در بوجود آمدن سطح نرم و تخت در محدوده درجه حرارت شکل گیری شیشه ایفاء نماید.برای مثال در روش فورکلت در زمان و مسافت کوتاه از دهانه دبی توز[*] تا اولین زوج غلطک های نسوز قسمت ماشین درجه حرارت از°C 900 به°C 500 کاهش می یابد که حدود °C 400 را شامل می شود در این مورد نیروی کشش سطحی شیشه نمی تواند کاملاً عمل نماید .مضافاً اینکه به منظور تثبیت لبه های ورقه شیشه سرد می شود که به نوبه خود سبب اختلاف درجه حرارت زیادی در عرض ورقه شیشه گشته و در نهایت منجر به اختلاف گرانروی یا ویسکوزیته می شود.همزمان با سرد شدن،ورقه شیشه به طور غیر همگنی سرد خواهد شد و بروز موج و اختلاف ضخامت در عرض شیشه پدید خواهد آمد .فرایند فلوت بصورت کاملی براین مشکلات فائق آمده است .از آنجائیکه شیشه فلوت بر روی بستر قلع مذاب که سطحی آئینه ای دارد شکل می پذیرد و وزن شیشه مذاب نیز توسط مذاب قلع تحمل میگردد ضرورتی به سرد کردن شیشه جهت افزایش ویسکوزیته وغالب آمدن به نیروی وزن نمی باشد .بنابراین کاملاً امکان پذیر خواهد بود که درجه حرارت شیشه را یکنواخت نگه داریم و سبب شود ورقه شیشه انقباض یکنواختی پیدا نماید که در نتیجه ورقه شیشه دارای سطحی فوق العاده صاف می گردد که می توان آن را با شیشه ای که از فرایند سایش و صیقل به دست می آید مقایسه نمود .اختلاف ضخامت در عرض شیشه فلوت به مقدار حداکثر 1/0 میلیمتر است که به هیچ وجه با سلیر فرایند های قابل دستیابی نیست.شیشه فلوت قادر بوده است به طور کامل شیشه صیقل شده را [†] جایگزین نماید. شیشه فلوت را می توان سکوریت،طلق دارو دوجداره نمود که برای مصارفی از قبیل صنایع اتومبیل،هواپیما سازی،قطار و ساختمانهای بلند بکار گرفت.

ب:سرعت کشش و ظرفیت تولید بالا:

سرعت کشش شیشه با ضخامتmm 3 در فلوت 700تا 900 متردر ساعت و با ضخامتmm2 متر در ساعت است.در حال حاضر ظرفیت تولید فلوت بزرگ 700-500 تن در روز است و بالاترین ظرفیت فلوت می تواند تا 1000-900 تن در روز هم برسد که تقریباً معادل ظرفیت سه کوره روشهای قدیمی یا 9 عدد ماشین فورکلت در هر کوره می باشد .این تفاوت بدین معناست که در شیشه فلوت بیشترین راندمان و کمترین هزینه قابل دستیابی است.

ج: تولید شیشه فلوت به معنای یک کوره و یک خط تولید است .بنابراین به آسانی مکانیزه و اتوماتیک نمودن تولید امکان پذیر است بطوریکه یک مرکز کامپیوتری می تواند کل خط را اداره نماید .شیشه فلوت از جانبی به معنای استفاده از نیروی انسانی کمتر است،راهبری خط آسان و شرایط راهبری بهتر است.ولی بهرحال بایستی توجه داشت که تولید شیشه فلوت نیاز به ثبات شرایط راهبری، ثبات سطح بار ،ثبات درجه حرارت و فشار دارد.

د:با شیشه فلوت امکان ساخت محدوده وسیعی از ضخامت شیشه بسیار نازک 7/1 تا 1/1 میلیمتر و بسیار ضخیم 25 تا 30 میلیمتر را تولید نماید.به زبانی دیگر محدوده ضخامت های قابل تولید با فرایند فلوت از1/1 تا 30 میلیمتری می باشد .عرض شیشه تولیدی با روش فلوت معمولاً 5/4تا5/3 و حداکثر 6/5 متر و حداکثر ابعاد قابل تحویل6*3 یا 6*4 مترمربع و یا حتی بزرگتر میباشد.

[*] دبی توز یک قطعه آجر نسوز شناور در قسمت کشش در شیشه مذاب است که شیشه کشیده شده از شکافی که در آجر تعبیه شده است تامین می گردد.

[†] PLATE GLASS

كساني كه مايل به خريد شيشه دو جداره يا بعضي از خطوط شيشه پايين دستي شيشه فلوت هستند

از سايت زير پيگيري كنند

http://www.bfglass.com/Products.Asp?cid=22

حدود قيمت ۱۰۰۰۰دلار

شركت Optimac تركيه فروشنده مجموعه دستگاه هاي خط توليد شيشه دو جداره در راه اندازي خط توليد شيشه دوجداره باشد. • دستگاه برش شيشه بصورت دستي , ديجيتال و CNC • دستگاه شستشو ي شيشه در مدل هاي متنوع • دستگاه شستشو و پرس شيشه در مدل هاي متنوع • دستگاه برش اسپيسر • دستگاه خم اسپيسر • دستگاه پركن رطوبت گير • دستگاه اكسترودر بوتيل (بوتيل زن) در دو مدل • دستگاه تزريق چسب • ميز پرس • ميز پرخش استاندارد و اتوماتيك • دستگاه تزريق گاز آرگون كليه ماشين آلات.

براي ديدن تجهيزات فوق به ادرس:

http://www.optimac.net/urunana.html

مراجعه كنيد

شیشه دو جداره چیست؟

شیشه دو جداره از به هم چسباندن یک یا چند قاب شیشه ای موازی برای به وجود آوردن یک واحد غیر قابل نفوذ تشکیل میشود.واصل آن برای به وجود آوردن محفظه ای همگن از هوای خشک یا با گاز که بین یک یا چند جداره پر میشود استوار است.

محفظه خالی همگن در بین دو شیشه با استفاده از پروفیل آلومینیومی ظریف ( (spacerکه از ماده رطوبت گیر( (desicanپر شده است ایجاد میگردد . بدین ترتیب میزان انتقال گرما وسرما ونفوذ سرو صدا به داخل ساختمان به میزان قابل توجهی کاهش میابد.تزریق گازها به درون این محفظه خالی شیشه دو جداره را به یک عایق ایده آل حرارتی و صوتی تبدیل مینماید.این محصول که به صورت چشمگیری باعث کاهش اتلاف انرژی میشود یکی از مهمترین روشها برای ذخیره گرمایش وسرمایش و نیز کنترل صدا در ساختمانها میباشد

مزایای آکوستیکی شیشه های دو جداره:

بلندی یک صوت با اندازه گیری انرژی امواجی که این صوت تولید می کند قابل اندازه گیری می باشد.این انرژی که به آن اصطلاحأ شدت صوت نیز گفته می شود با واحدی به نام (دسی بل)سنجش می گردد.آستانه شنوایی برای گوش انسان صفر دسی بل و شدت صوت 120 دسی بل بیانگر شدتی است که در آن از نظر فیزیکی درد قابل احساس است.امواج با شدت تا 60 قابل تحمل،از 60 تا 80 به بالا نا هنجار و در 120 دسی بل موجب نقص دستگاه شنوایی می گردد.

شدت صوت قابل قبول به شرح زیر است :

بیمارستانها 20 الی 50 دسی بل

اماکن مسکونی 30 الی 45 دسی بل

مدارس(کلاسهای درس)35 الی 40 دسی بل

ادارات 40 الی 50 دسی بل

با یک شیشه تک جداره سرو صدا را می توان تا 20 dbو با یک شیشه دو جداره تا 31 db کاهش داد.

با بهره گیری از شیشه دو جداره مخصوص که مرکب از قاب آلو مینیومی و شیشه در ضخامتهای مختلف با فاصله هوای میانی پر شده از گاز مخصوص به نام سولفور فلوراید این امکان وجود دارد که صدا را به میزان 45db کاهش دهیم.

مراحل تولید شیشه دو جداره:

1-برش اتوماتیک شیشه

برش شیشه ها توسط دستگاه کاملأ اتوماتیک cnc انجام میگردد و قابل برنامه ریزی بودن این دستگاه امکان برش شیشه به اشکال مختلف را فراهم می سازد.

2-خم کاری قابهای آلومینیومی((spacer

قابهای آلومینیومی مورد مصرف در فرایند تولید شیشه های دو جداره ،با تنوع رنگ فراوان از آلیاژ مخصوصی ساخته شده که به راحتی قابل خم شدن است.این توانایی کمک میکند تا قاب به کار رفته در بین دو شیشه کاملأ یکپارچه بوده و از مصرف گوشه های پلاستیکی اجتناب شود.کلیه مراحل ساخت این قابها با توجه به ابعاد شیشه و به صورت کاملأ اتوماتیک انجام می شود وانتخاب ضخامت این قابها با توجه به ملاحظات فنی صورت میگیرد.

3-تزریق مواد رطوبت گیر

تزریق این مواد با توجه به خصوصیات زیر انجام می شود:

الف:میزان تزریق مواد توسط دستگاه انجام می شود.

ب:تزریقdesicant در شرایط بسته و تخلیه شده از هوا صورت میگیرد تا قابلیت جذب رطوبت هوای بین دو جداره شیشه برای این ماده باقی بماند و این مواد قبل از استفاده اشباع نشود.

4-شستشوی شیشه

شستشوی شیشه در داخل دستگاه و با استفاده از مواد شوینده خاص و آب مقطر انجام شده و هر گونه اثری از چربی،از سطح شیشه برداشته می شود.

5-خشک کردن شیشه

شیشه در داخل ماشین خشک کن خشک می شود تا هیچ گونه لکه ای بر سطح شیشه باقی نماند.

6-سیستم نصب قاب آلومینیومی

مرحله شستشوی شیشه توسط اپراتور انجام شده و سپس شیشه وارد پرس می شود تا دو لایه شیشه بر روی قاب آلومینیومی پرس شود.

7-برداشت پوشش ((coating از روی ششیشه های رفلکتیو

در شیشه های رفلکتیو که به دلیل زیبایی و خواص ویژه میزان مصرف گسترده ای نسبت به سایر شیشه ها دارد ،چسبندگی مواد درزگیر به سطحی از شیشه که پوشش آینه ای ((coating دارد بسیار پایین است و در کوتاه مدت این چسبندگی کاملأ از بین خواهد رفت.

شیشه خم چیست و چه کاربرد هایی دارد؟

شیشه خم با استفاده از انواع شیشه های موجود در کشور پس از فرآیندهای قالب سازی در کوره های مخصوص با فرآیند گرمایشی منظم به اشکال و ابعاد گوناگون با قوس های مختلف تولید می شود.موارد استفاده محصول فوق در کلیه ساختمانهای تجاری،مسکونی،دکوراسیون داخلی و نمای بیرونی ساختمانها بوده که در کلیه موارد قابلیت دو جداره ،سکوریت ،ویندو فیلم، ضد گلوله و لامینت شدن را نیز دارد.

در ساختمانهای مسکونی در مکانهایی که جهت زیبا سازی یا استحکام بنا از دیواره هایی به شکل خم استفاده می شود مهندسین همیشه نگران نور پردازی به قسمتهای خم ساختمان هستند که با تکنولوژی اخیر در فرآیند خم شیشه این مسئله به کلی رفع گردیده است.

در ساخت نمای بیرونی ساختمانها (فریم لس)ما میتوانیم از شیشه های خم در اشکال مختلف جهت زیبا سازی و ایجاد قوس های گوناگون استفاده نماییم.همچنین از شیشه های خم در دکوراسیون اخلی منازل ،ویترین داخلی و خارجی مغازه ها و فروشگاه ها،کلاهک های شیشه ای مسیر آسانسور ،پوشش استخرها،سقف پاسیو ،پارتیشن شیشه ای ،کیوسک اطلاعات ،ویترین های مدور ،نرده های شیشه ای و نور گیر ساختمانها جهت ایجاد زیبایی ،استحکام و جلوه های خاص استفاده می شود.

شیشه رفلکس reflective glass

ویژگی منحصر به فرد این نوع از شیشه انعکاس درصد بلایی از نور و حرارت خورشید و همچنین زیبا سازی نمای ساختمان و استتار داخل آن می باشد.

شیشه ایمنی tempered glass

شیشه ایمنی (سکوریت) که با معرض حرارت قرار گرفتن بسیار استحکام یافته در مقابل ضربه،کشش، باد، زلزله بسیار مقاوم بوده و در صورت شکسته شدن به قطعات کوچک بدون خطر مبدل می شود.

ویندو فیلم چیست و چه کاربرد هایی دارد؟

ویندو فیلم یک پوشش نازک متشکل از چند لایه پلیمری است که هر کدام از لایه ها با هدف ایجاد خاصیت مشخصی طراحی گردیده و در قالب یک محصول با ضخامت متوسط یک دهم میلیمتر ارائه میگردد.

حجم عمده ای از تأثیر ویندو فیلم مربوط به کنترلی است که بر عبور اشعه های مختلف خورشید صورت

می گیرد و مانع ورود اشعه های مضر به داخل ساختمان می شود.با استفاده از ویندو فیلم شیشه ها بر اثر حوادثی نظیر زلزله و ضربه های شدید خرد نشده و مانع خسارتهای جانی و مالی می شود.با استفاده از ویندو فیلم ما می توانیم شیشه های نصب شده ساختمانها را به رنگهای مختلف حتی رفلکس تغییر نما داده و ایمن سازی نماییم.

معماری داخلی ساختمان

امروزه نقش شیشه و آینه در معماری داخلی بسیار اهمیت یافته به طوری که علاوه بر تأمین نور طبیعی ما قادریم به وسیله زیبا سازی داخلی ساختمان با طراحی و ایجاد نقوش کلاسیک و مدرن ،با سند بلاست و اسید کاری و ساخت کاشی آئینه ،سقف کاذب ،پارتیشن ،فلاور باکس ، لایت باکس ،طراحی ساده و رنگین بر روی درب های شیشه ای ،چوبی و پنجره ها ،استخر ،پاسیو ،شومینه ومختصات دیگر معماری ،زندگی پر از نور و زیبایی را به شما هدیه کنیم.

درب و پنجره پی وی سی و آلومینیومی بهینه شده

طبق تحقیقات به عمل آمده حدود 40 درصد از اتلاف انرژی موجود در ساختمانها از طریق درب و پنجره ها صورت میگیرد.در صورتی که در زمستان به قاب پنجره و شیشه آن دست بزنید خواهید دید که سرد است.و این دلیل تبادل حرارتی بین قاب پنجره وشیشه با فضای بیرون است .برای رفع این مشکل با استفاده از درب و پنجره پی وی سی و آلومینیوم بهینه شده به همراه شیشه دو جداره تبادل حرارتی از طریق درب و پنجره به حداقل ممکن خواهد رسید.

مزایا:

1-ظریف ، شیک و با دوام

2-مناسب با هر نوع شرایت آب و هوایی

3-قابلیت نصب شیشه های دو جداره و صرفه جویی در مصرف انرژی به میزان 60%

4-دارای بالا ترین ضریب ایمنی در برابر سرقت

5-عدم لرزش و ایجاد صدا به هنگام شدت باد و طوفان.

6-عایق در برابر انتقال گرما و سرما .

7-عدم نفوذ پزیری در برابر گرد و غبار و آلودگی هوآ.

یک شرکت برای تبلیغ شـــیشه های ضد گلولش 3میلیون دلار رو تو شیشه گذاشته و این شـــیــــشه رو در یکی از ایستگاه های اتوبوس نصب کرده است.

برچسب‌ها: تبليغ شيشه ضدگلوله

آنالیز شیشه تك جداره، دو جداره و سه جداره

عایق صدا و كاهش آلودگی صوتی

امروزه آلودگی صوتی از سوی محافل دست اندركار مانند سایر آلودگی ها نظیر آلودگی هوا مورد توجه قرار گرفته و استفاده از شیشه های چند جداره از مهمترین روش های كاهش این آلودگی به ویژه در شهرهای بزرگ به شمار می رود.
استفاده از شیشه دو جداره، سطح صدا را بین 20 الی 35 دسیبل كاهش می دهد.متوسط شدت سر و صدا در محیط های معمولی زندگی در شهرها در حدود 60 الی 70 دسیبل می باشد. از لحاظ علمی صدا با شدت 60 دسیبل به عنوان صدای مزاحم و با شدت 90 دسیبل مضر برای سیستم شنوایی و با شدت 120 دسیبل بالاتر از آستانه تحمل بوده كه خطرناك تلقی می گردد. استاندارد صداهای مطلوب در مكانهای مختلف به شرح ذیل است:

نوع شیشه	فلوت 6 میلیمتر	سكوریت 6 میلیمتر	دوجداره 6-10-4	لمینت	دوجداره با یك لایه لمینت	دوجداره با دو لایه لمینت
میزان كاهش db	22	22	34	36	41	43

عایق حرارتی و برودتی

افزایش چشمگیر قیمت انرژی در سالهای اخیر موجب گردیده است دست اندركاران صنعت ساختمان به روش های كاهش اتلاف انرژی از سطوح خارجی ساختمان رو آورند. پنجره و شیشه های ساختمان مهمترین بخش هدر دهنده انرژی به شمار می روند و استفاده از شیشه های دو و چند جداره به میزان قابل توجهی در كاهش اتلاف انرژی موثر است و در حد محسوسی هزینه های حرارتی و برودتی راكاهش می دهد. براساس اطلاعات استفاده از شیشه های دوجداره در ساختمان موجب كاهش مصرف انرژی به میزان 14% می گردد. محاسبات فنی حاكی از آن است كه استفاده از شیشه های دو جداره در ساختمانها تا 30% كاهش پره های رادیاتور را به همراه خواهد داشت.

نوع شیشه	ضخامت لایه شیشه (mm)	نوع لایه های هوا	ضخامت لایه های هوا	ضریب انتقال حرارت (W/m2.K)
شیشه تك جداره	4	x	x	5.9
شیشه تك جداره	6	x	x	5.8
شیشه تك جداره	50	x	x	4.7
شیشه دو جداره	6و4	هوای خشك	12	3
شیشه دو جداره	6و4	گاز بی اثر	12	2.9
شیشه سه جداره	4و6و4	هوای خشك	9.9	2.2
شیشه سه جداره	4و6و4	گاز بی اثر	9.9	1.9
دیوار 35cm آجری	x	x	x	2

افزایش ایمنی شیشه های دو جداره

شیشه های دو جداره به میزان قابل توجهی از شیشه های تك جداره در مقابل ضربه مقاومتر بوده و به هنگام شكستن، دیرتر فرو می ریزد.

ماشین آلات تولید شیشه دو جداره و سه جداره

دستگاه برداشت، برش و جدا ساز اتوماتیك شیشه
دستگاه شستشو تمام اتوماتیك شیشه
دستگاه پرس شیشه دو جداره به روش پانلی تمام اتوماتیك
دستگاه برش اسپیسر
دستگاه بوتیل زن Butyl
دستگاه تزریق چسب پولی سولفاید
دستگاه تزریق تمام اتوماتیك گاز عایق بی اثر

پنجره ها از نظر صرفه جويي انرژي نقش حساسي دارند، چرا كه حدود 30% از كل تلفات حرارتي ساختمان از پنجره ها صورت مي گيرد. به همين دليل پنجره هايي كه در جاي خوبي نصب نشده اند يا خوب محافظت نمي شوند، مي‌توانند هزينه سوخت را بسيار بالا ببرند.

اگر تصميم داريد ساخت ساختمان جديدي را شروع كنيد، با يك مشاور آشنا به اصول صرفه جويي تماس بگيريد. اما اگر مي خواهيد ساختمان موجود خود را بهينه سازي كنيد و از هزينه هاي خود بكاهيد، اين بروشور مي‌تواند راهنماي خوبي براي شما باشد.

جلوگيري از تلفات حرارتي پنجره ها

يك پنجره با شيشه تك جداره تقريباً10 برابر يك ديوار عايكاري شده هم اندازه خود تلفات حرارتي دارد. چنين پنجره اي سه مشكل عمده ايجاد مي كند: بالا بودن تلفات حرارت، فراهم نشدن آسايش ساكنين، بخار گرفتن پنجره ها (شكل 1)براي كاستن از مشكلات ناشي از پنجره ها، مي توان از راه هاي مختلف يك لايه هواي ساكن بين محيط داخل و خارج ايجاد كرد. با انجام اين كار تلفات حرارتي پنجره به نصف كاهش مي يابد. براي ايجاد اين لايه هوا راه هاي مختلفي وجود دارد.

	دو جداره كردن
	پوشش هاي شفاف

دو جداره كردن شيشه هر پنجره اي باعث بالا رفتن كارآيي آن مي شود، به ويژه پنجره هايي كه پرده اي روي آنها نصب نشده است.
پنجره دو جداره، داراي دو شيشه مي باشد كه بين آنها يك فضاي كاملاً درزبندي شده قرار گرفته است. اين فاصله معمولا بين 6 تا 20 ميليمتر است.
اگر اين فاصله هوايي 15 ميليمتر انتخاب شود، بهترين كارآيي بدست مي آيد. دو جداره كردن پنجره با وجود اتلاف حرارت را كاهش مي دهد، جلوي ورود نور و گرماي خورشيد را نمي گيرد. بنابراين در فصول گرم سال براي كاهش ورود گرما به داخل ساختمان بايد جلوي تابش مستقيم خورشيد به پنجره را گرفت.
در كنار اينها، دو جداره كردن پنجره ها باعث كم شدن ورود سر و صدا به داخل ساختمان مي شود و نيز بخارگيري پنجره ها در فصول سرد سال كاهش مي يابد.
براي دو جداره كردن پنجره يك جداره موجود مي توان يك لايه ديگر از شيشه يا اكريليك شفاف ديگر روي آن نصب كرد و فضاي بين آنها را كاملاً درزبندي كرد. در اين فضا بايد مقداري ماده جاذب رطوبت قرار داد تا رطوبت اين فضا را كاملاً بگيرد.

پر كردن با گاز

در برخي از پنجره هاي دو جداره، فضاي مياني را با گازهايي مانند آرگون و كريپتون پر مي كنند تا كارآيي آنها حدود 10% افزايش يابد.

عايق هاي ويژه پنجره

اين عايق ها را كه به شكل برچسب هاي شفاف ساخته مي‌شوند به راحتي مي‌توان بر روي شيشه پنجره‌ها چسباند و بخشي از خواص پنجره‌هاي دو جداره را در آن‌ها به وجود آورد. اين برچسب‌ها باعث مي‌شوند ورود گرما در تابستان تا 80% كاهش يابد. علاوه بر اين انواع كم تابش اين محصولات (Low-E) قادرند تلفات حرارتي زمستاني را نيز تا 30% كاهش دهند.

اين عايق‌ها از نظر قيمت با پنجره‌هاي دو جداره قابل رقابت هستند. به ويژه در ساختمان‌هاي دو جداره قابل رقابت هستند. به ويژه در ساختمان‌هاي موجود كه تعويض پنجره‌ها با پنجره‌هاي دو جداره هزينه زيادي به همراه خواهد داشت.

به علت گرانی و اثرات نامطلوب زیست محیطی سوختهای فسیلی ،صرفه جویی انرژی امری مهم است .با توجه به این که شیشه هادی حرارت است بنابراین پنجره ها ضعیفت ترین نقطعه ساختمان از نظر انتقال حرارت محسوب می شوند .

بنابراین مشکل اصلی مهندسین در طراحی ساختمان آن است که در فصل گرما مانع ورود گرما به داخل ساختمان شده و در فصل سرما مانع از خروج گرما از داخل ساختمان به بیرون شوند . به منظور جبران این وضعیت شیشه ها ی یک جداره ، اقدامات گوناگونی میتوان انجام داد که مهمترین آن نصب شیشه دوجداره است.

همچنین به کار گیری شیشه های دوجداره ، باعث کاهش صدا و آلودگی صوتی به میزان قابل توجه ، میگردد.

شیشه دوجداره از پیوستن دو شیشه موازی با هم تشکیل شده که در میان آنها هوا یا گاز عایق قرار میگیرد. شکل بالا شیوه ساخت شیشه دو جداره را نشان میدهد.

صنایع شیشه متناسب با وضعیت جغرافیایی و آب و هوایی محل احداث ساختمان ، انواع شیشه های دوجداره عایق صوت و حرارت را با شکلهای متنوع از قبیل چند ضلعی ، دایره ، نیم دایره ، قوس دار و غیره طراحی و به شرح ذیل تولید می نماید.

شیشه دو جداره ساده
شیشه دو جداره رفلکتیو(به منظور کنترل میزان عبورنور و انرژی به داخل ساختمان )
شیشه دوجداره طلق دار(به منظور افزایش ایمنی در برابر خطرات زلزله و سرقت ، از ورود اشعه مضر UV خورشید به داخل ساختمان )
شیشه دو جداره سکوریت
(به منظور افزایش مقاومت شیشه در مقابل ضربه و شوک حرارتی و کاهش خطرات ناشی از شکست و سقوط شیشه از ارتفاع )

ترکیبی از شیشه های فوق الذکر
شیشه نشکن ها ، شیشه های دو جداره عایق حرارت و صوت را به کارگیری مواد اولیه وبا کیفیت مطابق با استاندارد عرضه می نماید.

شیشه ماده‌ای است بی‌رنگ، شفاف، نورگذران، سخت و شکننده با سختی حدود 6.5 که در ساختن ظروف، اشیای زینتی، آئینه و در و پنجره ساختمان مصرف می‌شود. در ساختمانها شیشه جام ساختمانی، برای عبور نور و در عین حال جلوگیری از تأثیر عوامل جوی به داخل ساختمان به کار می‌رود.

مواد اولیه شیشه‌های جام ساختمانی که عمدتاً از نوع سیلیسی، آهکی، سودایی هستند عبارتند از ماسه سیلیسی، مواد گدازآور آهکی و سودایی.

شیشه‌سازی شامل چهار مرحله عمده ذوب، شکل دادن، بازپخت یا تاباندن و پرداخت می‌باشد.

در مرحله ذوب مواد اولیه را به صورت گرد نرمی در می‌آورند و به اندازه معینی با یکدیگر می‌آمیزند و سپس در کوره شیشه‌سازی آنها را ذوب می‌کنند و معمولاً قدری خرده شیشه نیز در کوره می‌ریزند. شیشه‌های جام ساختمانی را به صورت شیشه ورق، شیشه تخت و شیشه شناور تولید می‌کنند.

شیشه ورق به روش کشیدن تولید می‌شود، در این روش شیشه را به صورت نوار ممتد پیوسته‌ای از کوره بیرون می‌کشند و به صورت شاغولی (در چاه) یا افقی (در کانال) از میان غلتکهایی عبور داده و آن را تدریجاً سرد می‌کنند. عمل بازپخت یا تاباندن در محفظه‌ای به نام گرمخانه انجام می‌شود، پس از آن شیشه را به طولهای دلخواه می‌برند و پس از بازرسی و پیرایش، به اندازه نهایی درآورده، بسته‌بندی کرده و به بازار مصرف می‌فرستند. شیشه تخت را به روش ریختن یا خروج از قالب شکل داده و پس از سرد کردن تدریجی و تاباندن، آن را می‌سایند و سطح آن را پرداخت می‌کنند.

تولید شیشه شناور در سالهای اخیر، ابداع شده و در حال گسترش است.

در این روش شیشه مذاب پس از خروج از کوره به صورت نوار افقی ممتدی بر روی قلع مذاب عبور داده شده، در همین حال ناهمواریهای سطح روی شیشه به کمک شعله مرتفع می‌شود. از آنجا که سطح قلع مذاب و سطح روی شیشه در اثر نیروی وزن همواره افقی هستند، در نتیجه دو سطح شیشه تولیدی به این روش کاملاً موازی و ضخامت شیشه در همه جای آن یکنواخت است. شیشه پس از شکل گرفتن و عبور از گرمخانه تابانده می‌شود و پس از برش، بازرسی، اندازه کردن و بسته‌بندی به بازار مصرف روانه می‌گردد.

شیشه را به صورت ساده و گلدار در رنگهای متنوع و به صورت منعکس کننده (نیم آئینه) تولید می‌کنند. برای ساختن شیشه گلدار از غلتکهای برجسته و نقشدار استفاده می‌کنند. رنگ شیشه‌های رنگی ممکن است در تمام ضخامت یا به صورت سطحی باشد یا به روش الکتروشیمیایی در عمق بسیار کمی از سطح شیشه به صورت لایه نازکی قرار گیرد. در شیشه‌های منعکس کننده، مواد فلزی براق به روش یاد شده در شیشه قرار می‌گیرند. برخی از رنگها گرماگیر هستند و در فصول گرم سبب کاهش ورود گرما از طریق شیشه‌های رنگی به داخل ساختمان و در نتیجه کاهش بار برودتی دستگاههای تهویه می‌شوند. علاوه بر شیشه‌های شفاف ساده، شیشه‌های کدر (یا تار)، شیری و مات نیز ساخته می‌شوند. برخی از شیشه‌ها را با عملیات حرارتی یعنی گرم کردن تا حد سرخ شدن و سرد کردن ناگهانی یا با عملیات شیمیایی می‌تنند. شیشه تنیده از شیشه جام معمولی ساخته می‌شود، ولی در برابر فشار ضربه و شوک حرارتی، دارای استحکام بیشتری است و تا حدی نشکن است. در صورت شکستن، برخلاف شیشه معمولی که دارای لبه‌های تیز خنجری است، به شکل دانه‌های نخودی خرد می‌شود و از این رو آن را شیشه ایمنی می‌نامند. شیشه ایمنی را نمی‌توان برید، سائید، تراشید و سوراخ کرد و قبل از تنیدن باید این قبیل عملیات روی آن انجام شود. گاهی اوقات برای استحکام بخشیدن به شیشه معمولی در برابر خمش و ضربه و جلوگیری از ریزش قطعات آن هنگام شکستن و آتش‌سوزی با قراردادن تور سیمی در میان شیشه، آن را مسلح می‌سازند. برخی از شیشه‌ها در دو یا چند لایه ساخته شده و بین آنها را لایه‌ای از مواد پلاستیکی شفاف قرار می‌دهند، این قبیل شیشه‌ها به هنگام شکستن خرد شده، ولی قطعات آن نمی‌ریزد.

بلوک شیشه‌ای را یا از طریق دمشی همانند بطری سازی به شکل توخالی قالب می‌زنند و یا با جوش دادن لبه دو قطعه نیم بلوک توگود و پرس کردن آنها به یکدیگر می‌سازند. بلوکهای شیشه‌ای در انواع ساده و تزئینی ساخته شده و برای گذراندن نور، از آنها بهره‌گیری می‌شود. بلوکها در عین حال عایق حرارتی و صوتی نیز هستند، ابعاد بلوکهای شیشه‌ای معمولاً 20×20 یا 30×30 سانتیمتر و ضخامت آنها 10 سانتیمتر است. شیشه‌های عایق حرارتی و صوتی از دو یا چند لایه ساخته می‌شوند و لبه آنها دور تا دور جوش داده می‌شود.

کاشی یا آجر شیشه‌ای نوعی بلوک شیشه‌ای توپر است که به روش پرس کردن خمیر شیشه در قالب به شکل ساده و گلدار به ابعاد 20×20 یا 12.5× 12.5 و ضخامت 7.5 سانتیمتر ساخته می‌شود.

آجر و بلوک شیشه‌ای برای رساندن نور از بام به داخل ساختمانها و نورگیر زیرزمینها مصرف می‌شود.

شیشه را می‌توان برید، تراشید، سوراخ کرد و با گرم کردن، خم کرد و جوش داد. بریدن، تراشیدن و سوراخ کردن شیشه با ابزار سخت (به اصطلاح نوک الماسه) انجام می‌شود.

شیشه‌های خم‌شو یا پلاستیکی از جنس شیشه‌های سیلیکاتی نیستند و در این بخش از آنها بحث نخواهد شد.

شیشه‌های مات رنگی از تنیدن شیشه جام و پختن یک لایه رنگ مات بر روی آن به رنگهای متنوع تولید می‌شوند و برای ساختن دیوارهای جدا کننده و در نماسازی ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2-10-2 انطباق با مشخصات و استانداردها

شیشه‌های مصرفی در هر پروژه باید از نظر ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، اندازه، ضخامت، رنگ و سایر مشخصه‌های ظاهری منطبق با نقشه‌های اجرایی، مشخصات، دستور کارها و دیگر مدارک پیمان باشند.

نمونه شیشه‌های مصرفی در در و پنجره و نما و شیشه‌های ایمنی باید قبلاً به تصویب دستگاه نظارت برسد.

ویژگیهای شیشه‌های جام و ایمنی ساختمانی و روشهای آزمایش آنها باید مطابق استانداردهای ایرانی زیر باشد:

ـ استاندارد شماره 43 : ”شیشه“

ـ استاندارد شماره 228 : ”روشهای استاندارد برای تجزیه شیمیایی شیشه آهک ـ سودا“

ـ استاندارد شماره 229 : ”روش آزمون نقطه تافتگی و بیشترین نقطه فروکش شیشه“

ـ استاندارد شماره 897 : ”ویژگیها و روشهای آزمایش شیشه جام برای ساختمان“

ـ استاندارد شماره 2385 : ”شیشه‌های ایمنی ساختمان“

ـ هر استاندارد ایرانی دیگری که تا زمان انعقاد پیمان در باره شیشه ساختمانی تدوین یا تجدید نظر شود.

تا زمانی که استاندارد ایرانی در برخی موارد تدوین نشده باشد، در درجه اول استانداردهای ”سازمان بین‌المللی استاندارد ISO “ معتبر خواهد بود و در صورت نبودن استاندارد بین‌المللی به ترتیب استانداردهای آمریکایی ASTM ، بریتانیایی BS ، آلمانی DIN و ژاپنی JIS ملاک عمل قرار خواهد گرفت.

2-10-3 ویژگیها و حداقل حدود قابل قبول

2-10-3-1 شیشه‌های جام

شیشه‌های مصرفی باید نو، کاملاً صاف، شفاف، بی‌رنگ، عاری از موج و فاقد حبابهای هوا و یا هر نوع عیب دیگری نظیر لب‌پریدگی، لب‌برآمدگی، ناخنک، ترک، خراش، لکه، دودزدگی و خم باشد. ضخامت شیشه باید در تمام سطح یکنواخت بوده و صافی و یکنواختی ضخامت آن به قسمی باشد که اگر از زاویه 60 درجه از پشت شیشه به جسمی که در فاصله یک متری آن قرار دارد نگریسته شود، آن جسم کج و معوج به نظر نرسد. شیشه باید قابلیت رنگ‌آمیزی داشته باشد، و خاصیت ارتجاعی و انعطافپذیری خود را حفظ کند. شیشه باید در برابر عوامل جوی و هوازدگی پایدار بوده و پس از گذشت مدتی کدر نشود.

ضخامت شیشه و رواداریهای آن در جدول 2-10-3-1 (الف) آمده است.

رواداری در میزان خم شیشه تا (0.1%) مجاز است. اندازه درازا و پهنای لب‌پریدگی، نباید بیش از ضخامت شیشه باشد.

شیشه‌های بریده باید کاملاً گونیا بوده و رواداری و فاصله آن تا اضلاع دو مستطیل محاطی و محیطی مطابق جدول 2-10-3-1 (ب) باشد.

2-10-3-2 شیشه‌های ایمنی

شیشه‌های ایمنی مصرفی باید از شیشه‌های جام که کیفیت آنها مطابق استاندارد شماره 897 ایران باشد، تهیه گردد. شیشه‌های ایمنی می‌تواند رنگی، بی‌رنگ، شفاف یا نیمه‌شفاف باشد. لب‌پریدگیهای کوچک تا 13 میلیمتری لبه شیشه‌های ایمنی که ممکن است بر اثر عملیات حرارتی یا سایر مراحل تولید ایجاد شده باشند، قابل اغماض است، ولی وجود هرگونه خراش و ترک در شیشه ایمنی ممنوع است.

ضخامت شیشه‌های ایمنی ساختمان و رواداری آن در جدول شماره 2-10-3-2 آمده است.

شیشه‌های ساختمان باید در آزمایش یکنواختی با استفاده از نور پلاریزه و در آزمایش خردشدگی، پاسخگوی نیازهای مندرج در استاندارد شماره 2385 ایران باشد.

2-10-4 مصالح نصب

بتانه (زاموسقه)، مواد پلاستیکی (ماستیکها و سیلنتها) و لاستیکی، نوار پلاستیکی و لاستیکی دور شیشه، پیچ، میخ و زوارهای مصرفی برای نصب شیشه‌ها، باید از نوع مرغوب و مورد قبول دستگاه نظارت بوده و نمونه‌های آن قبلاً به تصویب برسد. مصالح نصب، باید از دوام کافی برخوردار بوده و در برابر عوامل جوی و به ویژه آفتاب پایدار باشند و ویژگیهای خود را تا مدت درازی حفظ کنند.

2-10-5 حمل و نقل و بارگیری

بارگیری، حمل و باراندازی انواع شیشه باید با دقت صورت گیرد. جامهای شیشه باید با پوشال به طور محکم بسته‌بندی شده و در جعبه‌های چوبی مقاوم قرار داده شوند. بین هر دو جام باید برگهای کاغذی یا مشابه آن گذارده شود تا از تماس سطوح شیشه جلوگیری شود. روی جعبه‌های محتوی شیشه باید مشخصات شیشه شامل نام کارخانه سازنده، ضخامت، ابعاد، تعداد و سایر ویژگیهای آن نوشته شود.

- نام شیشه مشجر
- پترن
- جعبه های شیشه مشجر و نوع بسته بندی
- طرح و رنگ های رایج شیشه مشجر
- طرح شیشه مشجر آمریکایی
- طرح شیشه مشجر باستانی
- طرح شیشه مشجر بامبو
- طرح شیشه مشجر شطرنجی
- طرح شیشه مشجر چیلین

شیشه مایعی است بسیار سرد شده و در حرارتی پایین تر از نقـطه انجماد آن، در حالت مایع قـرار دارد و به طور عمومی، جسمی است شـفـاف که نور به خوبی از آن عبور می کند و پشت آن به طور وضوع قابل رویت است. شیشه از نظر ساختمان مولکولی در حالت جامد آرایش مولکولی نامنظم دارد. در درجه حرارت های بالا شیشه مثل هر مایع دیگری رفتار می کند. اما با کاهش دما گرانروی آن به طور غـیر عادی افزایش می یابد و باعـث می شود مولکول ها نتوانند در آرایشی که مورد نیاز بلور است، قرار گیرند. به این ترتیب شیشه از نظر ساختمان مولکولی مانند مایعات نامنظم است ولی این ساختمان غـیر منظم دیگر متحرک نیست. شیشه جسمی سخت است که سختی آن حدود 8 می باشد و همه به جز الماس ها را خط می اندازد. وزن مخصوص شیشه 5/2 گرم بر سانتی متر مکعب بوده و بسیار ترد و شکننده است. شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیر خورندگی واقع نمی شود، به همین عـلت ظروف آزمایشگاهی را از آن می سازند. فقط اسید فلوئوریک HF بر آن اثر داشته و شیشه را در خود حل می کند

تاریخچه :

شیشه گری یکی از قدیمی ترین حرفه هایی است که بشر بدان اشتغال داشته است. مصری ها سازنده اولین اشیای شیشه ای بوده اند که ظروف به دست آمده از حفاری مصر قدمت 5 هزار ساله دارد. رومیان نیز از فن شیشه گری مهارت داشته اند. در این صنعت از سایرین پیشرفته تر بودند. رونق شیشه سازی در نخستین ادوار تاریخ اسلامی صورت گرفته است، زیرا هـنری بود که در مساجد و زیارتگاه ها و تزیینات مـذهـبی جلوه خاصی داشته و مورد استفاده قرار می گرفـت. در ایران نیز ساختن شیشه قـدمت چند هزار ساله دارد. نخستین واحد ماشینی تولید شیشه ساختمانی در ایران در سال 1340 شروع به کار کرد.

ترکیبات سازنده شیشه :

اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه :

با نگاه به جدول عناصر، کمتر عنصری را می توان یافت که از آن شیشه به دست نیاید ولی سه ماده کربنات دو سود، سنگ آهک و سیلیس مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس، دی اکسید بور، پنتا اکسید فسفر که از هـر یک به تنهایی می توان شیشه تهیه کرد.

گداز آورها :

کربنات سدیم، کربنات پتاسیم و خرده شـیشـه، سـیلـیکات سدیم و سـلـیـس با گدارآورها می باشند در آب حل می شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می کنند به هـمین عـلـت است که اغلب شیشه های مصرف شده در گـلخانه پس از چند سال کدر می شوند و نور از آن ها به خوبی عـبور نمی کند.

تثبیت کننده ها :

برای آن که مقاومت شـیشـه را در مقابل آب وهـوا ثابت کنیم باید اکسـیدهای دوظرفـیتی باریم، سرب، کـلسیم، مـنـیزیم و روی به مـخـلـوط اضافه کنیم که به این عـناصر ثابت کـننده می گـویند.

تصفـیه کننده ها :

تصفیه کننده ها موجب کاستن حباب هوای که وجود در شیشه می شوند و بر دو نوع اند :

1 ) فـیزیکی : سولفات سدیم، کلرات سدیم با ایجاد حباب های بزرگ، حباب های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می کنند.

2 ) شیمیایی : املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می کنند که حباب های کوچک داخل شیشه را از بین می برند.

تا اینجا به مواردی اشاره کردیم که عدم وجودشان در مواد اولیه باعـث از بین رفتن مرغـوبیت کالا می شد. حال چند ماده دیگر که به نوعـی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می کنیم.

افزونی ها :

1 ) استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم ( گدازآور ) که در اثر حرارت به سدیم اکسید و بورم اکسید تجزیه می شود و در واقع به جای هر دو ماده عمل می کند.

2 ) استفاده از نیترات سدیم برای از بین بردن رنگ سبز شیشه ( ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می شود. )

3 ) استفاده از اکسید منگنز که باعـث مقاومت بیشتر در مقابل عـوامل جوی و شفاف تر شدن شیشه می شود.

4 ) استفاده از اکسید سرب به جای کلسیم اکسید برای ساختن شیشه های مرغـوب بلور که باعـث درخشندگی شیشه می شوند.

5 ) برای ساختن بلور مرغـوب از اکسـید نقـره اسـتفاده می کنند.

6 ) اسـتفاده از فلدسپات که باعـث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می شود.

7 ) برای این که شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فـسـفـات به آن می افزایند.

8 ) استفاده از خرده شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد.

9 ) استفاده از اکسید فلزات برای تهیه شیشه های رنگی

10 ) اکسید سزیم برای جذب پرتو فرو سرخ و اکسیدبر، برای ازدیاد مقاومت حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند.

دو نمونه از عـناصر تشکیل دهنده که عـمومیت بیشتری دارند در زیر ذکر می کنیم.

ترکیبات (1) : اکسید سیلیسیم حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شامل پر اکسید سـدیم تا 15 درصد و اکسـید کلسیم 7 تا 12 درصد اکسـید منیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عـناصر دیگر چون آهن(?) اکسید، آلومینیوم اکسید، منیزیم اکسید، تیتانیم فسفید، سیلیسیم تری اکیسد.

ترکیبات (2) : اکسـید سـیـلـیـسـیـم در حدود 73 درصد، اکسـید سـدیم 15 درصد، اکسـید کـلـسـیم 55/5 درصد، اکـسـید منیزیم 6/3 درصد، اکـسـید آلـومـیـنـیـوم 5/1 درصد، اکـسـید بور و اکـسـید پتاسـیم هر کدام 4/0 درصد، اکـسـید آهن و اکـسید سـیلـیـسـیم 6 ظرفـیتی هـریک 3/0 درصد.

عـلاوه بر موارد بالا هـمـیشـه مـقـداری خرده شـیشـه نیز با این مواد وارد کوره می گـردد.

انواع شیشه و کاربرد آن ها :

شـیشـه به اشکال مختلف مورد اسـتفاده قرار می گیرد. در ساخت وسایل تزیینی مانند گل، تابلو و...، در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه چون : لیوان، بطری و... و در پایان در ساختن شیشه های مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه می گردد و مصارف مخـتـلـفی دارد که عـمده ترین آن به عـنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکل های مختلف از شامل : شیشه های شفاف، نیمه شفاف و رنگی، جاذب حرارت، ایمنی، دوجداره، سکوریت و.... وجود دارد. خم چنین در آینه سازی، صنایع نشکن، صنایع یخچال سازی، میزهای شیشه ای، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.

شیشه رنگی :

به دو طریق می توان شیشه رنگی به دست آورد.

1. با افـزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگ های مختلف قرمز می دهند و رنگ آبی پر رنگ به وسیله اکسید کبالت به دست می آید. رنگ زرد با افزودن اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می شود.

2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فـرومی کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه های رنگی در ویترین مغازه ها، نمایشگاه ها، آزمایشگاه ها و ساختمان های صنعتی به کار می روند.

معرفی مجتمع شیشه فلوت آذر

http://www.4shared.com/document/l0hv8iKi/hararat.html

برای دانلود بر روی آدرس فوق کلیک فرمایید

هرچند تاریخچه کشف شیشه دقیقا مشخص نیست ولی تصور می رود که در دوره یونانی، فینیقی ها صنعت شیشه را در ساحل مدیترانه نزدیک شهر صیدا ایجاد کرده باشند.شواهد تاریخی نیز نشان می دهد که انان نیز هنر شیشه گری را در دومین دوره اسارت قوم یهود در بابل از بابلیان آموخته اند، ولی آنچه مسلم است شیشه گری از قدیمیترین حرفه های بشر است که مستلزم استفاده از آتش بوده است.

از بدو پیدایش شیشه، اشیاء شیشه ای به خاطر جذابیت و زیبایی، طرفداران زیادی داشته است و مصریان باستان شیشه را به دلیل رنگهای جواهر گونه که از افزودن فلزات واسطه به ترکیب شیشه حاصل می شد در جواهر سازی به کار می بردند.

ظروف شیشه ای نیز که امروزه یکی از بخشهای صنعت را تشکیل می دهد در 3000سال قبل از میلاد تولید می شده است و ردم سومر، بابل و آشور نیز بهترین نوع شیشه و صنعت شیشه گری را داشته اند.

نقش شیشه در معماری ساختمان

نقش شیشه در معماری امروز بسیار چشم گیر و غیر قابل انکار می باشد ، این متریال با وارد شدن در هنر صنعت گونه ی معماری ، تغییراتی شگرف را در این بادی هنری ایجاد کرد. حضور این متریال در معماری دارای قدمت زیادی می باشد امروز استفاده از شیشه در ایجاد ساختمانها و همچنین دکوراسیون بسیار رایج می باشد.

استفاده از شیشه در معماری باعث شوکوفایی این هنر کهن و همچنین پویایی روز افزون این هنر (معماری) گشته است.

کلیات

شیشه جامدی غیر کریستالی ومعدنی است که معمولا ازانجماد سریع مذاب بدون تبلور تا دمای اتاق بدست می آید . برخی آن را مایع فوق تبرید می نامند .

شیشه در دمای اتاق سفت و شکننده است ولی می توان آن رابه تعداد نامحدودی ذوب ومجددا شکل داد . وزن مخصوص آن حدود سطحی از قبیل ترکهای موئی و نقایص دیگر پایین و در حدود 350-700 است ولی مقاومت فشاری آن بسیار بالا و در حدود 3500 است.

از شیشه بدلیل شفافیت مقاومت در برابر خوردگی و عایق بودن استفاده های فراوانی می شود و امروزه تقریبا بیش از 800 نوع شیشه مختلف به بازار عرضه می شود.

شیشه های معمولی را از ذوب سلیس با مواد قلیایی و مواد پایدار کننده از قبیل آهک، آلومین، سرب و باریم تولید می کنند. شیشه بطری، شیشه تخت و شیشه پنجره (جام) معمولا دارای سلیس، آلومین، اکسید کلسیم و اکسید سدیم است.

شیشه ها بر خلاف جامدات کریستالی در هنگام انجماد رفتاری غیر معمول دارند و در دمای انجماد واقعی، منجمد نشده در بلکه در پایین تر از دمای انجماد نیز به صورت خمیری باقی می مانند و در یک دمای معین کاملا سفت می شوند. این دما را دمای تبدیل به شیشه می نامند.

خواص شیشه ها

خواص شیمیایی

شیشه ها در برابر عوامل خورنده از قبیل اسدها و بازها به جز اسید فلوئیدریک مقاوم اند.

خواص نوری

از مهترین خواص شیشه، خواص نوری آن است که آن را برای مقاصد مختلف از جمله ساختمان، معماری، حمل و نقل و ارتباطات، تجهیزات علمی و تجهیزات پزشکی جالب توجه ساخته است.

مهمترین خواص نوری شیشه انعکاس، شکست، پراکندگی و عبور است.

هرچند شیشه ها در برابر نور ماوراء بنفش مات اند. برای عبور یا جذب محدوده خاصی از طول موج نور، از *****های رنگ و *****های ویژه گرما استفاده می شود. برای تغییر در قرت انعکاس نور، گاهی سطح شیشه را طرح دار یا مشجر می کنند.

انعکاس

هنگامی که نوری به سطح شیشه می تابد قسمتی از آن منعکس می شود

شکست

اگر نور از یک محیط به محیط دیگر وارد شود مسیر آن تغییر می کند. مقدار تغییر مسیر بیانگر ضریب شکست است که آنرا از قانون اسنل محاسبه می کنند.

پراکندگی:

پراکندگی معیاری است از تغییر ضریب شکست نسبت به طول موج. این تغییر باعث تفکیک اجزای نور در منشور می گردد. تشکیل قوس و قزح نیز به دلیل پراکندگی نور در داخل قطره و ذرات آب است.

عبور:

نوری که بر شیشه می تابد مقداری از آن منعکس می شود و مقداری از آن عبور می کند.

تبلور:

به فرایند تشکیل بلورها تبلور گفته می شود.

اگر شیشه ها را به مدت طولانی در دمای مناسبی حرارت دهیم متبلور می شوند. ولی گروهی از اکسیدها و سیلیکاتها از این قاعده مستثنا هستند که حتی حرارت طولانی نیز نمی توانند آنها را متبلور سازد. اخیرا در دسته ای شیشه ها به طور عمدی تبلور ایجاد می کنند که به گروه شیشه – سرامیک مشهورند.

کشش سطحی:

نیروی لازم برای افزایش سطح کشش سطحی نامیده می شود و از نظر عددی برابر کار لازم در واحد سطح برای ایجاد سطح جدید بوده و واحد آن نیوتن بر متر است.

هدایت الکتریکی:

شیشه ها در حالت جامد عایق الکتریکی خوبی هستند در حالی که در حالت مذاب هادی الکتریکی می باشند. لذا مذاب شیشه را می توان با عبور مستقیم جریان الکتریکی حرارت داد.

خواص مکانیکی:

رشته های بی عیب شیشه تنشی معادل 70000کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل می کنند. اما معایب سطحی باعث تمرکز تنش و ترک خوردن شیشه می شود.برای افزایش مقاومت شیشه سطح آن باید کاملا صیقلی و عاری از ترک خوردگی باشد.

دسته بندی شیشه ها :

دسته بندی شیشه ها از دیدگاه های مختلف صورت گرفته است .از مهمترین انها دسته بندی بر اساس ترکیب شیمیایی و دسته بندی بر اساس کاربرد است .

شیشه و کاربرد آن در ساختمان

شیشه های قلیایی –اهکی

این گروه از قدیم ترین ,ارزانترین وپرکاربرد ترین شیشه هاست که کار وشکل دهی ان اسان است .

در مقایسه با دیگر شیشه ها ضریب انبساط حرارتی ان بالا ومقاومت به شوک حرارتی ان پائین است .ازاین ترکیب برای تولید شیشه پنجره (جام),بطری ,لیوان وشیشه اتومبیل استفاده می شود .

در چند دهه اخیر کیفیت این شیشه بهبود زیادی یافته است ولی در ترکیب شیمییایی ان هیچگونه تغییری صورت نگرفته است .

شیشه های سربی

شیشه های سربی یا شیشه های سرب-قلیایی شیشه های هستند که در انها سرب به کار رفته است.

معمولا ارزانند و به دلیل مقاومت ویژه الکتریکی مناسب و ضریب شکست بالا مورد توجه می باشند .

مقاومت به خوردگی این شیشه ها به مقدار سرب انها بستگی دارد ولی در مقایسه با دیگر شیشه ها در برابر اسید ها ضعیف اند. یکی از مصارف عمده این شیشه ها ،استفاده از ان به عنوان محافظ در برابر تشعشعات هسته ای است.

شیشه های بور و سیلیکاتی

بدلیل پایداری شیمیایی عالی ، مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی که نتیجه ضریب انبساط حرارتی پایین است شدیدا مورد توجه اند و در شش گروه دسته بندی می شوند.

الف:شیشه های پیرکس

ب: شیشه های الکتریکی

ج: شیشه های درز بندی برای جوشکاری شیشه ها

د: شیشه های اپتیکی که به شیشه های کراون معروفند

ه:شیشه های ازمایشکاهی جهت تجهیزات شیشه ای ازمایشگاه

و: شیشه های شفاف به نور ماوراء بنفش

شیشه های آلومینو سیلیکاتی

این گروه از شیشه های بورو سیلیکاتی سه برابر گران تراند ولی در دماهای بالا بسیار مفید تر اند زیرا مقاومت به شوک حرارتی بالا تری دارند.

شیشه های پر سیلیس

این شیشه ها 90تا 100 درصد سیلیس دارند و از تمام شیشه ها ، در برابر حرارت مقاوم ترند .

شیشه های لحیم کاری

این نام به شیشه هایی اطلاق می شود که در صنعت ، پائین ترین دمای ذوب را دارند وبرای چسباندن شیشه ها ، فلزات یا سرامیک ها به کار می روند . امروزه شیشه هایی با ترکیب سرب – روی – بور را شیشه های لحیم کاری می گویند .

شیشه های رنگی و مخصوص

این شیشه ها شامل شیشه های بوراتی ، فسفاتی ،شیشه های کلسیم – ژرمانیت –الومینات ،شیشه های تری سولفیت ارسنیک، شیشه های حساس به نور و رنگی است .

دربین این گروه ،شیشه های رنگی اهمیت ساختمانی دارند . از قرنها پیش ،شیشه ی رنگی فقط در تزیین استفاده می شد ولی امروزه شیشه های رنگی شفاف کاربرد علمی وفنی دارند که در صدها رنگ مختلف تولید و به بازار عرضه می شوند .

شیشه ی پنجره (جام) وشیشه تخت :

شیشه پنجره ، شیشه صیقل نخورده ای است که بیش ترین استفاده را در ساختمان دارد وبه شیشه جام معروف است زیرا از قدیم این شیشه ها را به شکل جام و کمی گود می ساختند و به طور وارونه در محل خود قرار می دادند .

شیشه جام باید کاملا صاف، شفاف و عاری از موج وحباب های هوا و با هر نوع عیب دیگر بوده و ضخامت ان در تمام سطح یکنواخت باشد .

صافی و یکنواختی شیشه باید طوری باشد که اگر با زاویه 45 درجه از پشت شیشه به شیئی که در فاصله یک متری ان قرار دارد نگاه کنیم ،ان شی کج و معوج به نظر نرسد.

لوله های شیشه ای:

معمولا برای نصب کابل های برق توکار ، کابل تلفن ، انتقال مایعات و گازهای خورنده از ان استفاده میشود .

این لوله ها نصبت به لوله های فولادی و اهنی به دلیل مقاومت شیمیایی بالاتر و سطح داخلی صیقلی تر مزیت دارند. از طرفی کنترل فرایند ها در داخل انها به دلیل شفافیت ساده تر است .

بلوک های شیشه ای :

این بلوک ها به صورت دو تکه اند که بر روی هم قرار گرفته و به طوری اب بندی می شوند که ما بین انها هوا قرار گیرد . بدین طریق این شیشه ها ، در برابر سرما و گرما عایق اند . ضمنا سطح روی این بلوک ها را مشجر می کنند تا نور از ان به صورت نفوذی عبور کنند . این بلوک ها حداقل 65 درصد نور مرئی را از خود عبور می هند.

کاشیهای شیشه ای را نیز به صورت لعاب دار و در رنگ های مختلف و یا با طرح موزائیکی از شیشه های نیمه مات رنگی تولید و عرضه می کنند . این کاشیها در داخل و یا نمای خارجی ساختمان ها و محل های که از نظر بهداشتی بایستی نظیف باشند استفاده می شوند .

پشم شیشه :

پشم شیشه محصول الیافی است که از ذوب ضایعات شیشه وکشیدن مذاب به شکل الیاف نازک تولید می شود واز ان برای عایق بندی حرارتی استفاده می شود .

شیشه های ویژه :

این شیشه ها را برای کاربرد های ویژه با طرح ها وعملیات حرارتی خاص تولید وعرضه می کنند که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت .

شیشه ایمنی (سکوریت ):

این شیشه ها که به شیشه طلق دار نیز معروفند ازدو لایه شیشه تخت تولید می شود که با یک لایه واسط از جنس مادهای آلی عمدتا پلی وینیل بوتیرال به هم می چسبند و می توان ان را در ضخامت های مختلف تولید کرد. این شیشه ها در برابر خورده شدن مقاومند .

شیشه ابدیده

مقاومت مکانیکی بالایی دارند زیرا تحت عملیلت خاصی تهیه می شوند ، یعنی در حالی که هنوز شیشه داغ است سطح ان را به سرعت سرد می کنند . این عمل در سطح شیشه تنش فشاری بالایی ایجاد می کند که نتیجتا توان تحمل تنش های کششی شیشه را افزایش می دهد . از این شیشه برای ساخت درهای اویزان وکشویی ومشابه استفاده می شود . در این مورد لبه های این شیشه ها تراشیده و گاهی در ان شکاف های خاصی برای نصب قطعات فلزی ایجاد می شود .

شیشه ی توری دار

در داخل این شیشه ها از نوعی توری فلزی ، شبیه توری مرغی استفاده می شود،ایمنی این شیشه ها نسبت به شیشه های معمولی بیشتر است .از ان برای پنجره های بالکن و دیوارهای حائل استفاده می شود .

شیشه های پرسی

این شیشه ها را با پرس کردن شیشه ای که با حرارت نرم شده است در داخل قالب تولید می کنند .از ان وسائلی نظیر عایق های الکتریکی ، بلوک های شیشه ای و وسائل رومیزی تولید وعرضه می کنند .

شیشه مشجر

شیشه مشجر یا طرح دار، شیشه ای نیمه شفاف است که از شیشه های شفاف یا رنگی تولید می شود ودر بازار به یشه ی قصری ، مرواریدی یا تزئیی معروف است .

برای تولید ان مذاب را از داخل غلتکهای مخصوص که دارای نقوش است عبور میدهند تا شیشه تخت به صورت شیشه مشجر در آید .چنین شیشه ای نور را از خود عبور می دهد ولی پشت ان دیده نمی شود ، آنرا در مرحله شکل دهی می توان با توری مسلح نمود .از این نوع شیشه در پنجره ها و دیوارهای حایل که نیاز به شیشه مات دارند استفاده می شود. شیشه مشجر رنگی در رنگهای زرد، سبز و آبی تولید وعرضه می شود.

شیشه جاذب گرما

این شیشه را با افزودن موادی که عمدتاً تشعشعات مادون قرمز را جذب می کند تولید می کنند.این شیشه در مناطق حاره ای برای کاهش عبور انرژی خورشید،ساخت چراغ بادی ساختمان ها و منازل وپنجره کاربرد دارد.

شیشه انعکاسی

این شیشه معمولاً برای تقلیل حرارت ناشی از تابش زننده ی خورشید و عبور نور به کار می رود و در نتیجه باعث صرفه جویی در هزینه های احداث، راه اندازی و نگهداری سیستم های تهویه و تبرید می شود.

این شیشه در پنج نوع طوسی،آبی،برنزی،طلایی و نقره ای به بازار عرضه می شود.شیشه با پوشش کروم دارای رنگ نقره ای در سطح بیرونی است.اگر در روز از داخل اتاق به بیرون نظاره شود شفافند ولی اگر از بیرون به درون نگاه شود آیینه ای اند. شبها پدیده ی فوق بر عکس می شود.

معمولاً سه نوع شیشه با قابلیت عبور نور8،14 و20 درصد تولید و عرضه می شود.

شیشه با پوشش سرامیک:

یک: برای تولید این نوع شیشه ها ، بر سطح آن ها رنگ سرامیکی اعمال می شود و سپس تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.استحکام این شیشه ها بالاست و در برابر یخ زدگی و حرارت مقاومند.به صورت تخت و در رنگهای مختلف با ضخامت های 6 تا 12 میلیمتر عرضه می شوند.

در نمای ساختمانهای عمومی و صنعتی،قسمتهای داخلی ساختمان و ساخت پانلهای دیواری چند لایه استفاده می کنند.

شیشه های هواپیما

برای محافظت خلبان از تشعشعات و ذرات رادیواکتیو و فرکانسهای رادیویی، پوششهای بسیار پیشرفته ای بر روی شیشه های هواپیما های جنگی اعمال می شود.

خواص نوری مطلوب، وزن سبک،مقاومت در برابر فشار هوا و ضربه ی ایجاد شده از برخورد پرندگان ،حفاظ مخصوص در برابر یخ زدگی ،حفاظت خلبان در برابر تشعشعات و ذرات رادیواکتیو، حفاظت در برابر فرکانسهای رادیویی از ویژگیهای این شیشه هاست.

این شیشه ها به روش ویژه تولید می شوند و سطح آنها با لایه ای هادی الکتریسیته به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار پوشش داده می شود.

شیشه های دوجداره

شیشه های دوجداره از دو یا چند لایه شیشه تشکیل می شوند که توسط قاب آلومینیومی (اسپیسر) که بصورت یک تکه در محیط پیرامون شیشه ها قرار گرفته ، از یکدیگر فاصله پیدا می کنند.

در درون این قاب های آلومینیومی ، ماده رطوبت گیر (دسی کنت یا زئولیت) قرار می گیرد، در مرحله بعد لایه های شیشه در شرایط کنترل شده کارخانه به وسیله درزگیر اولیه (چسب بوتیل) به قاب آلومینیومی چسبیده و گاز مخصوص (آرگون یا کریپتون) جایگزین هوای بین لایه های شیشه می شود. در پایان، روی قسمت بیرونی قاب آلومینیومی نیز ماده غیر قابل نفوذی ( چسب پلی سولفاید یا هات ملت) توسط دستگاه تزریق می گردد. در ساختار شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های مختلف، نظیر شیشه های ساده، رنگی، رفلکس، سکوریت، لمینت و ... قرار داد.

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

خدمات جانبی شیشه های دو جداره

دکوراتیو: به کارگیری انواع زه های رنگی در بین شیشه ها که در قاب انواع طرح های دلخواه می باشد.

آسانه:

وجود پرده های کرکره ای در بین شیشه ها که بوسیله آن می توان میزان و زاویه تابش نور را به اندازه دلخواه تنظیم نمود.

شيشه هاي چند جداره

شيشه هاي چند جداره به علت عايق حرارتي و برودتي و صوتي بودن در درب و پنجره هاي ساختمانهاي عمومي(دولتي و خصوصي)، مسكوني بويژه ساختمانهاي واقع در حاشيه اتوبانها و خيابانهاي پرتردد و نزديك فرودگاه ها و خطوط راه آهن و مناطق پر سرو و صدا، بيمارستاني، آزمايشگاه هاي مختلف، كابخانه ها، موزه ها، كليه مراكز آموزشــــي، كـارخانـه جات و ... كــاربرد داشــته و از مـزيتـهاي ويـژه اي مانند كاهش آلودگي صوتي و عايق حرارتي و برودتي برخوردار مي باشند.

مواد اولیه شیشه ها

سیلیس

سیلیس عمده ترین مواد اولیه شیشه است که در طبیعت به وفور وبه اشکال کیریستالی گوناگونی یافت می شوند .مناسب ترین نوع سیلیس برای تولید شیشه ،اپتیکی حداکثر015/0 است .زیرااهن رنگ اغلب شیشه ها را خراب می کند . سیلیس پس از خرد شدن دانه بندی می شود وسپس به مصرف می رسد .

سنگ آهک

برای تا مین اهک از کربنات کلسیم یا از دولومیت استفاده می شود . از دولومیت نیز که کربنات مضاعف کلسیم ومنیزیم است در تولید شیشه های سودا –اهک – سیلیس استفاده می شود .

فلدسپار و نفلین سیانیت :

این مواد عمده ترین منبع تولید الومین به شمار می رود . الومین ضریب انبساط شیشه را کاهش ، مقاومت کششی را افزایش وشیشه را در برابر سایش عوامل جوی واسید ها با دوام تر می کند .

سودا

این ماده در تولید شیشه سهم عمده ای دارد که انرا از کربنات سدیم تامین می کنند نمک طعام از نا خالصی های ان است که با یستی تا حد امکان مقدار ان کم باشد زیرا در دمای کوره تبخیر شده و به نسوز های کوره آسیب می رساند .

سولفات سدیم

این ماده نیز منبع تامین کننده اکسید سدیم در شیشه است ولی نقش ان پالایش شیشه است. ان را به دو صورت طبیعی و مصنوعی به بازار عرضه میکنند .

گچ یا ژیپس

گاهی به جای سولفات سدیم مصرف می شود و همان نقش سولفات سدیم را دارد . انتخاب یکی از این دو ماده بر اساس قیمت و فراوانی صورت می گیرد.

بورات ها

انبساط حرارتی را کاهش می دهند و باعث تقلیل ویسکوزیته شیشه می شوند.

اکسید ها وسیلیکات های سرب

این مواد در تولید شیشه های سربی ویژه (کریستالها،شیشه های اپتیکی،الکتریکی و جاذب تشعشعات رادیواکتیو) مصرف می شوند .

خرده شیشه

شیشه های ضایعاتی و خرد شده و غیر قابل فروش که همان ترکیب شیشه را دارد جهت ذوب مجدد به کوره تغذیه می شود .

مصرف آن بین صفر تا 100 در صد است . ولی عملا در کارخانه جات بین 30تا 60 درصد مصرف می شود

روش های تولید شیشه

شیشه ها طی عملات زیر تولید می شوند:

1-ذوب

2-تصیفه

3-شکل دهی

4- عملات حراتی یا تنش زدایی شامل ابدیده کردن و تنش زدایی

5-عملیات نهایی از قبیل تزئین ،صیقل و تراش

ذوب

ابتدا مواد خام با دانه بندی های مناسب، به دقت با هم مخلوط و به همراه شیشه های شکسته و برگشتی به کوره ذوب شیشه تغذیه می شود .

تصفیه

در مراحل ذوب،طی فعل و انفعالات شیمیایی حجم زیادی از گازها ،از قبیل گاز کربنیک و انید رید سولفورو متصاعد می شوند و حباب هایی در شیشه مذاب ایجاد می کنند .

برای خارج کردن این حباب ها از مذاب ،از مواد واسطه مانند سولفات سدیم و کربن ، اکسید ارسنیک به همراه نیترات سدیم استفاده می شود .

عمل خارج کردن حباب های ریز گاز از داخل مذاب را تصفیه شیشه می گویند.

علاوه بر تصفیه شیمیایی ، شیشه تحت تصفیه فیزیکی نیز قرار می گیرد . در تصفیه شیمیایی ، ویسکوزیته ، کشش سطحی و چگالی شیشه از عوامل مهم و تعیین کننده به شمار می روند .

شکل دهی

شیشه را می توان به روش دستی یا اتوماتیک شکل داد . در روش اتوماتیک ، شکل دهی شیشه طی چند ثانیه کامل می شود . در طی این زمان کوتاه شیشه از مذاب سیال به جسم جامد تبدیل می شود . روش های شکل دهی شیشه عبارتند از :

1- دمش

2- پرس

3- نورد و کشش

4- ریخته گری

عملیات حرارتی

شیشه پس از شکل دهی ، تحت عملیات حرارتی قرار میگیرد . تا تنش های داخلی ان از بین رفته و از شکنندگی ان کم شود .

عملیات حرارتی شیشه به یکی از دو طریق زیر صورت می گیرد.

- تنش زدایی

- چقرمه کردن- ابدیده کردن

تنش زدایی

وقتی شیشه از دمای بالا سرد شود در ان تنش های داخلی ایجاد می شود که بر خواص مکانیکی ان تاثیر نامطلوب دارد. لذا کلیه شیشه ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند تا تنش های ایجاد شده از بین برود.

برای تنش زدایی شیشه ، ان را تا دمای تنش گیری گرم می کنند ، به مدت معینی در این دما نگه می دارند و سپس به اهستگی سرد می کنند .

این عملات در کوره ای به نام گرم خانه صورت می گیرد .

چقرمه کردن یا ابدیده کردن شیشه

بر خلاف روش تنش زدایی، ابدیده کردن شیشه مستلزم گرم کردن ان تا حدود دمای نرم شدن و سپس سرد کردن سریع ان با جریان هوای سرد یا چائیدن ان در روغن است .

در این عملیات لایه سطحی شیشه سخت شده و تحت فشار قرار می گیرد ولی قسمت داخلی ان تحت کشش است . لذا در حین کار فشار سطحی در برابر کشش اعمال شده خنثی و نتیجتا مقاومت شیشه افزایش می یابد .

شیشه ای که با حرارت دادن ابدیده شده باشد مقاومتش 3تا 5 برابر شیشه تنش زدایی شده است در حالی که دیگر خواص ان از قبیل سختی و ضریب انبساط حرارتی تغییر نمی کند .

عملیات نهایی

سطح شیشه را به طرق مختلف می توان تغییر داد. از اسید فلوئیدریک برای حکاکی و صاف کردن ان استفاده می شود.

همچنین شیشه را می توان با ترکیبات نقره و مس رنگ کرد.

از پاشیدن فلز برای تزئین یا ایجاد هدایت الکتریکی استفاده می شود.

شیشه را می توان به اغلب فلزات جوش داد برای این کار مهمترین عامل اخت ضریب انبساط حرارتی دو ماده است .

معرفی انواع شیشه و وضعیت صنعت شیشه سازی در کشور

امروز مطالعه بازار نقش تعیین کننده و سرنوشت سازی درگزارشات فنی و اقتصادی طرحهای تولیدی و صنعتی دارا می باشد به طوری که اگر طرحی از لحاظ فنی و اقتصادی دارای توجیه بوده ولی از بازار مناسبی برای عرضه و فروش محصولات خود برخوردار نباشد توجیه پذیر تلقی نمی گردد.

از طرفی پیشرفت سریع تکنولوژی تولید، عرضه محصولات جدیدتر با خواص و کیفیت بهتر را باعث شده و تولید کنندگان این محصولات (محصولات جدید) را از مزیتهای نسبی آن برخوردار کرده است به گونه ای که با ارائه محصولی مناسب و مورد نیاز مشتری مقداری از تقاضای بازار را پوشش داده و سود مناسب را از این طریق حاصل کرده اند. در این مبحث سعی شده تا با بر شمردن تواناییهای بالقوه کشور و مجریان طرح در زمینه تولید محصولات مورد نظر و معرفی محصولات از لحاظ مشخصات، کاربرد، منابع تامین مواد اولیه، عرضه و تقاضا مورد ارزیابی قرار گیرد.

شیشه بطوریکه همه آنرا می شناسند جسمی است شفاف که نور به خوبی از آن عبور می کند و پشت آن بطور وضوح قابل رویت می باشد. Transparent شیشه جسمی است سخت که در طبقه بندی اجسام، سختی آن در ردیف 8 قرار دارد. یعنی سختی شیشه 8 است و همه اجسام به جزء الماسه ها را خط می اندازد. وزن مخصوص شیشه 5/2 گرم بر سانتی متر مکعب بوده وبسیار ترد و شکننده است. شیشه تنها مصالح ساختمانی می باشد که با وجود بر آنکه نور از آن به خوبی عبور میکند فضاهای مسکونی را از گزند عوامل جوی مانند باد، باران، برف و سرما و همچنین هجوم حشرات و حیوانات محفوظ نگه می دارد. با توجه به سطحی را که شیشه می پوشاند قیمت آن نسبت به سایر مصالح ارزان تر است و مصرف آن به ساختمان جلوه خاصی میدهد. شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیر خورندگی واقع نمیشود. به همین علت ظروف آزمایشگاهی را از شیشه می سازند. فقط اسید فلور بر شیشه اثر داشته و شیشه را در خود حل می کند.

قدمت شیشه

اگر شیشه یا شیشه ای شدن را به معنی عمومی آن یک مرحله از ذوب وطریقه سرد شدن اجسام تعریف کنیم باید قدمت شیشه را تقریبا مساوی با سرد شدن پوسته جامد زمین بدانیم یعنی بگوئیم قبل از آنکه بشر موفق به ساختن شیشه مصنوعی بشود طبیعت آنرا به طور طبیعی بوجود آورده است. بدین طریق که مواد مذاب که دارای ترکیبات مخصوصی بودند از دهانه کوهها فوران نموده و به علت سریع سرد شدن به شیشه تبدیل شده اند البته باید توجه داشت که این شیشه ها تقریبا دارای کلیه خواص شیشه های مصنوعی هستند فقط ممکن است در اغلب مواقع شفاف نباشند یعنی نور به خوبی از آنها عبور نمیکند. انسانهای اولیه این گونه سنگهای شیشه ای را، شکسته و از قسمت تیز آن به عنوان آلت جنگ و شکار استفاده می نمودند. (استفاده از این آلت جنگی از نقاشیهائی که بر دیوار غارها کشیده اند، بخوبی مشخص است) ولی قدمت شیشه را به دقت نمی توان تعیین نمود اما تقریبا با توجه به آثار بدست آمده از حفاریها، نشان میدهد که بشر از پنج هزار سال پیش با شیشه آشنایی داشته واز آن استفاده می نموده است. گدانها وسایر ظروف بدست آمده از حفاریهای بین النهرین دارای قدمتی در حدود دو هزار سال قبل از میلاد مسیح می باشند الواح شیشه ای و گلدانهای بدست آمده از حفاریهای مصر قدمت پنج هزار ساله دارد.

رومیان نیز در فن شیشه گری مهارت داشته اند و در این صنعت از سایرین پیشرفته تر بودند. در ایران نیز ساختن شیشه قدمت چند هزار ساله دارد در حفاریها ی انجام شده در لرستان و شوش باستان شناسان قطعات شیشه ای سبز رنگ بدست آورده اند که قدمت آنرا 2250 سال قبل از میلاد می دانند.

تاریخچه صنعت شیشه در جهان و ایران

شیشه و فرآورده های شیشه ای امروزه بعنوان یکی از صنایع مهم در اغلب کشورهای جهان محسوب
می گردد. تنوع پذیری فرآورده های شیشه ای، اختصاصی بودن بعضی از این محصولات و کاربردهای متعدد و روز افزون آنها باعث اهمیت این صنعت برای همگان گردیده است.

صنعت شیشه سازی در ایران از سالیان متمادی بصورت سنتی متداول بوده است و حتی تا اوایل دهه 1340 این صنعت به صورت صنعتی ارائه نشده بود.

شیشه برای اولین بار در امواج آتشین آتشفشانهایی که به سردی گراییده بودند، در رنگ های متفاوت یافت گردید. انسانهای عصر برنز، شیشه طبیعی را گرم کرده و به شکل های مختلف در آورده و به زندگی خود وارد کردند.

مردم ایلام، مصر و بین النهرین حدود سالهای 3000 و 4000 قبل از میلاد مسیح شیشه را شناختند و توانستند آنرا بصورت خیلی ابتدایی بسازند. حدود 100 سال قبل از میلاد مسیح این هنر از طریق مصر به ایتالیا رفت و رفته رفته کارگاههای شیشه سازی دررم بوجود آمد. بعد از آن شیشه سازی از رم به ممالک قلمرو آن کشور و سپس به اسپانیا، آلمان، انگلیس و سواحل شمالی دریای سیاه راه یافت. درحدود سال 900 میلادی شیشه و آیینه سازی در ونیز توسعه فوق العاده یافت و با توجه به اینکه آن کشور تقریبا قدرت دریایی منطقه مدیترانه بود تجارت شیشه یکی از ارقام بزرگ صادرات رم بشمار می رفت. سربازانی که شیشه ساز بودند و در جنگهای صلیبی سال 1204 میلادی شرکت داشتند بعد از فاتح شدن، صنعت شیشه سازی را به امپراطوری بیزانس برده و آنرا توسعه دادند. مقارن با سالهای 1600تا 1700 میلادی صنعت شیشه سازی بطور سریع در جهان توسعه یافت بطوریکه ایتالیا صنایع و هنر شیشه سازی را به جزایر مورانو (Morano) انتقال دادند تا اسرار این صنعت به خارج نفوذ نکند و حتی مجازات مرگ را برای جاسوسان در نظرگرفتند در سال 1612 یک کشیش فلورانسی بنام آنتونی نری (Antoni Nery) مقداری از اسناد شیشه سازی را در شهر فلورانس منتشر نمود. از آن تاریخ این صنعت در کنار صنایع دیگر آن زمان جای گرفت و تاریخ مستند شیشه پایه گذاری شد. در ایران، قبایل ایرانی و ایلامی از اولین کسانی هستند که صنعت شیشه سازی را در آن مناطق توسعه دادند. ولی متاسفانه در گسترش و تحقیقات علمی و بصورت کلاسیک در آوردن این هنر و صنعت اصیل ایرانی اقدامات چشمگیری صورت نگرفت و حتی به آن توجه ویژه ای نشد.

شیشه سازی بصورت مدرن و صنعتی در ایران در حدود 80 سال پیش آغاز گردیده است. شیشه و
بلور سازی رشته ایست که با اتکا به منابع اولیه در داخل کشور و بدون نیاز به مواد اولیه از خارج می توان هر نوع وابستگی را از میان برد. با توجه به وفور مواد اولیه و انرژی ارزان در کشور، امید آن می رود که این صنعت و هنر اصیل جایگاه واقعی خود را در صنعت ایران بازیابد.

- شیشه مایعی است فوق تبرید که فاقد شبکه منظم کریستالی است و گرانروی آن آنقدر زیاد است که در ظاهر به شکل جامدات می باشد. نکته حائز اهمیت در تعریف شیشه مایع بودن آن می باشد.

- شیشه مایعی است که دراثر سرد شدن سریع گرانروی آن به حدی رسیده که امکان تشکیل شبکه منظم کریستالی را نیافته است.

- شیشه مایعی است فوق تبرید که امکان تشکیل شبکه منظم کریستالی را ندارد.

از لحاظ علمی شیشه ای شدن پدیده ایست که هر جسمی می تواند به این حالت در آید و موفقیت دراینکار بستگی به زمانی دارد که آن جسم برای تشکیل شبکه منظم بلوری لازم دارد اگر بتوان این فرصت را به آن جسم داد پس می توان مسیر آنرا عوض کرده و آنرا شیشه ای نمود.

در طبیعت نیز شیشه هایی به صورت طبیعی وجود دارد. در نمونه های بدست آمده از کره ماه نیز شیشه های طبیعی با ترکیب مشابه ترکیبات شیشه های زمین کشف شده است.

انواع شیشه ها

شیشه ها را از دو دیدگاه می توان دسته بندی نمود: یکی ترکیب و خواص ناشی از آن و دیگری شکل و کاربردهای مربوط به آن در هر جسم شیشه ای.

ترکیبات شیشه

از لحاظ نظری اگر بتوان سرعتهای سردکردن را برای هر ماده آنقدر بالا برد که مجال جامد شدن را پیدا نکند در این صورت می توان آن جسم را شیشه ای نمود. اما عملا انجام این کار چندان ساده نمی باشد زیرا گاهی سرعت لازم برای سرد کردن مواد باید آنقدر زیاد باشد که آنرا غیر علمی یا حداقل غیر اقتصادی می کند.

از طرف دیگر در طبیعت موادی وجود دارند که می تواند با سرعتهای معمولی سرد کردن آنها را از حالت مذاب به صورت شیشه ای درآورد و به همین دلیل به آنها شیشه ساز یا به عبارت بهتر شیشه سازهای خوب می گویند از جمله آنها که در طبیعت نیز به وفور یافت می شود می توان به دی اکسید سیلیسیم یا همان سیلیس اشاره نمود.

سیلیس پایه بسیاری از شیشه های دنیا بوده و نقش منحصر بفرد و مهمی در تولید شیشه ها بر عهده دارد شیشه سازهای دیگری نیز وجود دارند که بنابر خواص و کاربرد آنها در انواع شیشه های خاص مورد استفاده قرار می گیرند و از این میان می توان اکسید بر، اکسید ژرمانیم، پنتا اکسید فسفر، پنتا اکسید وانادیم و اکسید ارسنیک را نام برد.

سیلیس پر مصرف ترین ماده در صنایع شیشه سازی است و بیش از 90 درصد از شیشه های تولیدی دنیا را در بر می گیرد. دی اکسید سیلیسیم در دمای 1723 درجه سانتیگراد ذوب می شود وگرانروی آن در این دما بسیار بالاست از اینرو تولید اشیاء شیشه ای با سیلیس خالص پر هزینه بوده و فقط در موارد خاصی اقدام به تولید آنها می گردد این شیشه ها به لحاظ قابلیت تحمل زیاد شوکهای حرارتی و مقاومت شیمیایی مطلوب کاربردهای خاصی نظیر لوازم آزمایشگاهی پیدا کرده اند.

به این ترتیب لازم است مواد دیگری به سیلیس اضافه شود تا با پایین آوردن نقطه ذوب وگرانروی آن تولید مصنوعات شیشه ای ساده تر و مقرون به صرفه گردد موادی که نقش کمک ذوب را ایفا می نمایند تحت عنوان گداز آورها یا اصلاح کننده ها یا همان کمک ذوب ها دسته بندی می شوند و مهمترین آنها عبارتند از اکسید سدیم و اکسید پتاسیم این اکسیدها با بر هم زدن تعادل شبکه منظم باعث پایین آمدن نقطه ذوب آن می شوند و به این ترتیب عملیات ذوب را ساده تر وکم هزینه تر می کنند.

با ترکیب اکسید سدیم و سیلیس و سرد کردن مذاب آنها جسم شیشه ای بنام سیلیکات سدیم یا آب شیشه بدست می آید که در تولید شوینده ها مصرف زیادی دارد ولی این شیشه در آب گرم حدود90 درجه سانتیگراد حل می شود و لذا نمی تواند به عنوان یک جسم قابل استفاده در مصارف عمومی اقلام شیشه ای بکار رود بنابراین ضروری است مواد دیگری به آن اضافه شود تا خواص مطلوب نظر را در آن ایجاد کند به این گونه مواد که مقاومت مکانیکی و دوام شیمیایی شیشه ها را بهبود می بخشند مواد تعادل دهنده یا پایدار کننده یا واسطه می گویند نظیر اکسید آلومینیوم، اکسید منیزیم و اکسید کلسیم.

حال اگر هر یک از این مواد به مقدار مناسبی در مخلوط بار اضافه و سپس ذوب و سرد شود شیشه ای بدست می آید که هم خواص شیمیایی و هم خواص فیزیکی و مکانیکی آن در حدی است که می تواند در رفع نیازمندیهای روزمره نقش گسترده ای داشته باشد این نوع شیشه ها را بنام شیشه های تجاری یا سودا - آهکی - سیلیسی می شناسند.

با تعیین مقدار هر اکسید در ترکیب شیشه و افزودن بعضی اکسیدهای دیگر، انواع مختلف شیشه های تجاری بدست می آید که هر یک بر حسب نیاز تولید می گردد به عنوان مثال ظروف شیشه ای نظیر انواع بطریها و غیره که باید علاوه بر شفافیت استحکام مکانیکی خوبی داشته و دوام شیمیایی آنها نیز بسته به نوع موادی که داخل آنها ریخته می شود مناسب باشد و یا شیشه های ظروف رومیزی نظیر لیوان، استکان، فنجان و ... علاوه بر خواص فوق باید از شفافیت و تلالو بیشتر برخوردار بوده و شوکهای حرارتی ناشی از سرد وگرم شدنهای ناگهانی را در حد معقولی تحمل کنند.

انوع شیشه و کاربرد آنها

انواع شیشه برای مصارف گوناگون در ضخامتها، رنگها و طرحهای مختلف تولید می شود. این شیشه ها با توجه به شرایط منطقه ای و نظر مصرف کننده می توانند مقدار نور، انرژی خورشید، حرارت و مقدار صدا را کنترل نمایند.

انواع شیشه ضمن کنترل پارامترهای مذکور، شیک بوده و درطول سالهای متمادی تغییرکیفیت نمی دهند. از شیشه می توان جهت نمای ساختمانها و یا بصورت درب، پارتیشن، دکور داخل ساختمان، اطاقک شیشه ای، میز شیشه ای و به عنوان نرده استفاده کرد.

- شیشه های آبدیده (سکوریت)

انوع مختلف شیشه را می توان بصورت سکوریت (ایمن شده ) تبدیل نمود. در سکوریت کردن، شیشه ها تحت اثر عملیات حرارتی قرار می گیرند. این عملیات به شیشه خواص مکانیکی استثنایی می دهد، مقاومت آن افزایش پیدا کرده و در موقع شکستن، شیشه های آبدیده به تکه های کوچک تقسیم شده واحتمال بریدگی را کاهش می دهد.

- شیشه های دوباره حرارت دیده

شیشه هایی که موقع خروج از کوره دوبار گرم شده اند تنش های داخلی آنها از بین برود.

- شیشه های کنترل کننده نور و حرارت خورشید

1- شیشه های رنگی غیر انعکاسی

این شیشه ها ضمن کاهش حرارت، تیزی نور آفتاب را هم می گیرد و اجازه می دهد نور طبیعی مورد نیاز وارد ساختمان شود. این نوع شیشه ها در ضخامتها و رنگهای مختلف وجود دارد که بشرح ذیل می باشد. البته درجات کنترل نور و حرارت آنها با هم متفاوت است.

زرد کهربایی 3-4-5-6-8-10 میلیمتر

برنز 3-4-5-6-8-10 میلیمتر

دودی اروپا 3-4-5-6-8-10 میلیمتر

دودی ایتالیا 3-4-5-6-8-10 میلیمتر

صورتی 3-4-5-6-10 میلیمتر

سبز 3-4-5-6-8-10 میلیمتر

شیشه های مذکور بصورت سکوریت نیز قابل استفاده است.

2- شیشه منعکس کننده نور خورشید SUN - REFLECT

یک نوع شیشه بصورت مخصوص تولید می شود تا بتواند درصد بسیار بالایی از نور خورشید را منعکس نماید. این شیشه در ضخامت 6 میلیمتر و رنگهای ساده و خاکستری وجود دارد. وقتی در نمای ساختمان استفاده می شود بصورت نقره ای بنظر می رسد.

3- شیشه پارلیو PARELIO

شیشه های مختلف به ضخامتهای 12-10-8-6 را می توان موقع سکوریت کردن با استفاده ازمواد شیمایی حالت انعکاس خاصی به آنها داد بطوریکه می تواند درصد بالایی از اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز را منعکس نماید. (‌از 42 درصد تا 80 درصد) پارلیو با دو ترکیب 24 و 50 انجام می شود. رویه منعکس کننده پارلیو 24 می تواند بطرف داخل یا خارج باشد ولی رویه منعکس کننده پارلیو 50 باید بطرف داخل باشد (غیر از شیشه ساده پارلیو) پارلیو چون موقع سکوریت شدن ایجاد می شود قابل برش نمی باشد.

4- شیشه جام رفلکس (منکس کننده) REFLECT

این نوع شیشه بصورت جام منعکس کننده نور بوده و می تواند بصورت سکوریت نیز مورد استفاده قرار گیرد. تفاوت این نوع شیشه با شیشه پارلیو در این است که شیشه پارلیو موقع سکوریت شدن بصورت منکس کننده در می آید. البته درجات کنترل نور و حرارت این دو نوع شیشه متفاوت است. این نوع شیشه در ضخامتهای 5-6-8-10 میلیمتر و رنگهای مختلف تولید می شود. هنگام کار با شیشه باید مواظب بود تا سطح منعکس کننده خراش بر ندارد.

5- شیشه شاهکار انعکاس REFLECYA - COOL

این شیشه به گونه ای تولید می شود که بتواند درصد بالایی از نور و انرژی خورشید را منعکس و جذب نماید و رنگ و زیبایی مورد نظر را به ما بدهد. این نوع شیشه هزینه تهویه داخل ساختمان را به حداقل می رساند. وقتی این نوع شیشه در نمای ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد داخل ساختمان از ساختمانهای روبرو قابل رویت نمی باشد. این شیشه در سه نوع استاندارد تولید می شود بطوری که بتواند 8 % ، 14 % و 20% نور را به داخل ساختمان انتقال دهد. این شیشه در رنگها و ضخامتهای ذیل تولید می شود:

ضخامت (میلیمتر) نوع

- 10-8-6-5-4-3 ساده

- 10-8-6-5-4 زرد کهربایی

- 6-5 آبی

- 10-8-6-5-4-3 برنز

- 10-8-6-5-4-3 دودی اروپا

- 10-8-6-5-4-3 دودی ایتالیا

- 10-6-4-3 صورتی

- 10-8-6-5-4-3 سبز

6- شیشه های دو جداره

سیستم شیشه دو یا چند جداره قطعه ای است شامل دو یا چند لایه شیشه که به طور موازی در فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و توسط فاصل (اسپیسر) در دور تا دور آن، از هم جدا شده اند. در فضای بین شیشه ها هوا یا گازهای خاص بدون رطوبت با فشاری تقریباً مساوی فشار هوای بیرون وجود دارد. در شیشه های دوجداره غالباً از اسپیسرهای آلومینیومی استفاده می شود که درون اسپیسر را با ماده رطوبت گیر پر می کنند که این ماده سبب جذب رطوبت هوای مابین دو شیشه می گردد و توسط مواد درزگیر مناسب، کاملاً آب بندی شده است و در داخل فاصل های استاندارد از مواد جاذب رطوبت استفاده می گردد.

در شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های معمولی، رنگی، رفلکس، لمینت و سکوریت استفاده کرد.

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

7 - شیشه های ایمنی

شیشه ایمنی به سختی می شکند و در مقابل نیروهای ناشی از ضربه انفجار، باد و زلزله مقاومت نموده و یا در صورت شکسته شدن به قطعات کوچک تبدیل می گردد به نحوی که خسارات جانی و مالی حادثه را به حداقل می رساند.

تغییرات بعدی روی شیشه ایمن شده ممکن نمی باشد بنابراین باید در تهیه نقشه های اجرایی ساخت این نوع شیشه دقت کافی بعمل آید. خواص مختلف در شیشه های ایمنی باعث گردیده که استفاده از یک لایه شیشه ساده تخت در کشورهای صنعتی و پیشرفته جهان تقریبا منسوخ گردد. شیشه ایمنی با انجام عملیات حرارتی بر روی شیشه معمولی تولید می گردد. شیشه را با توجه به ضخامت و شکل مسطح یا خم آن تا حدود 600 الی 730 درجه سانتیگراد حرارت داده سپس آنرا با دمش هوا با فشار 2 تا 6 کیلوگرم/ سانتیمتر مربع بسرعت و به طریقی سرد می کنند که تنش فشاری در سطح و کششی در مرکز شیشه باقی می ماند. این فرآیند باعث می گردد استحکام شیشه بالا رفته ونسبت به ضربه خمش وتنشهای حرارتی مقاومت زیادی نشان دهد. مقاومت خمشی شیشه معمولی حدودا 300 تا 400 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع می باشد ولی این عدد برای شیشه ایمنی 1200 تا2000 است. شیشه ایمن شده به دلیل مقاومت مکانیکی بالا در ساخت پوشش نما و ورودی ساختمانهای مسکونی، اداری، تجاری و ورزشی، بانکها، هتلها و سایر ساختمانهای پر تردد، ویترین فروشگاهها، پارتیشنها، ‌شیشه های رومیزی، وسائط نقلیه عمومی و... کاربرد وسیعی دارد. همچنین به دلیل مقاومت حرارتی مناسب وجنبه های ایمنی از آن برای ساخت شیشه های درب اجاقها و بخاریهای گازی و.. استفاده می گردد. شیشه دو جداره به دلیل حفظ انرژی حرارتی و برودتی داخل، تجاری و... به جهت کاهش آلودگی در پنجره ساختمان بیمارستانها، کتابخانه ها، موزه ها وساختمانهای حاشیه خیابانهای پرتردد و یا نزدیک فرودگاه ها کاربرد وسیع دارد. همچنین برای ایمنی و آسایش بیشترپنجره های وسایل نقلیه عمومی مانند واگنهای قطار واتوبوسهای بین شهری نیز به شیشه های دو جداره مجهز می گردند. بنابراین استفاده از شیشه های دو جداره در پنجره ساختمانها برتریهای انکار ناپذیری به شرح ذیل دارد.

- حفظ انرژی وحفاظت محیط زیست:مقایسه ضریب انتقال حرارت برای شیشه های مختلف که در پنجره ساختمانها استفاده می شوند وهمچنین میزان مصرف سوخت سالانه که تولید کننده گازهای زیان آور برای محیط زیست مانند CO2 و SO2 می باشد بیانگر این واقعیت است که استفاده از شیشه های دو جداره در ساختمانها تا چه اندازه اهمیت دارد میزان صرفه جویی سوخت برای یک آپارتمان مسکونی که حدود سی متر مربع پنجره داشته و در آنها از شیشه دو جداره با گاز آرگون استفاده شده باشد سالانه 1500 لیتر می باشد که در این حالت تولید گازهای آلاینده نیز تا حدود 70 درصد کاهش می یابد.

- کاهش آلودگی صوتی : متوسط تقریبی شدت سر و صدا در شهر های بزرگ در حدود 65 تا 70 دسیبل می باشد این در حالی است که شدت صوت مجاز برای بیمارستانها ومحیط هایی از این نوع حداکثر 38 دسیبل می باشد.

استفاده بهینه از نور روز وکنترل انرژی: در مناطق گرمسیر با استفاده مناسب از شیشه های رنگی و رفلکس در پنجره های دو جداره میتوان میزان عبور نور ورودی را به دلخواه از حدود 8 تا 76 درصد نور تابیده شده کنترل نموده وانتقال انرژی از خارج به داخل نیز می تواند از 25 درصد تا حدود 61 درصد کل انرژی تغییر نماید همچنین برای مناطق سردسیر می توان با استفاده از یک لایه شیشه پوشش دار انرژی داخل را نیز حفظ نمود.

8- انواع دیگر

غیر از مواردی که ذکر شد انواع دیگر شیشه برای مصارف گوناگون وجود دارد. این شیشه ها عبارتند از : شیشه طلقی، ضد آتش، ضد گلوله، شیشه حافظ مواد رادیو اکتیو، شیشه های نقش دار برای دکوراسیون داخلی ساختمان، شیشه های ویترین، آجر شیشه ای، شیشه خم برای اتومبیل وساختمان، شیشه ضد دزد، شیشه ضد صدا، شیشه مخصوص پشت بام کارگاهها و شیشه های مسلح (سیم دار)

شیشه مسلح

برای آنکه شیشه دارای مقاومت بیشتری در مقابل ضربه داشته باشد آنرا مسلح می کنند بدین طریق که یک صفحه توری سیمی بین دو لایه شیشه قرار می دهند. این نوع شیشه بیشتر به طریقه ریخته گری تهیه می شود بدین طریق که اول شیشه مذاب را روی سینی مسطحی که به همین منظور تهیه شده است می ریزند. ضخامت این لایه نصف ضخامت شیشه ایست که می خواهند تهیه کنند آنگاه روی آن توری سیمی که از قبل آماده شده است پهن می کنند آنگاه بلافاصله لایه دوم شیشه مذاب را روی آن می ریزند. کمی صبر می کنند که شیشه مذاب حالت خمیری به خود بگیرد و آنگاه آنرا به طریقه نورد یا غلتک بصورت شیشه مشجر و یا ساده در می آورند ضخامت شیشه های مسلح 4 تا 6 میلی متر می باشد و بیشتر برای درهای ورودی و یا کارگاه ها و... که امکان ضربه زدن به شیشه وجود دارد مصرف می نمایند.

شیشه ضد گلوله

اگر چند لایه شیشه را طوری به همدیگر بچسبانند که کلفتی آن بین 30 تا 60 میلی متر بشود این شیشه می تواند ضربه ناشی از شلیک گلوله را تحمل کرده و سوراخ نشود . شیشه های ضد گلوله می تواند شیشه سکوریت و یا شیشه معمولی باشد چسب به کار رفته از نوع شفاف می باشد که قابل رویت نیست.

شیشه مقاوم در مقابل حرارت

این شیشه که با نام تجاری پیرکس در بازار مشهور می باشد در مقابل حرارتهای زیاد مقاوم می باشد و بیشتر برای ساختن ظروف آزمایشگاهی و ظروف لوکس آشپز خانه مورد استفاده قرار می گیرد .ضریب انبساط و انقباض آن بسیار کم است و به همین دلیل می توان آنرا به سرعت حرارت داده و به سرعت سرد نمود این خواص را،مواد تشکیل دهنده این نوع شیشه در آن بوجود می آورد مواد تشکیل دهنده شیشه پیرکس به شرح ذیل می باشد:

- SiO2 در حدود 80% - B2O3 در حدود 12% - Na2O در حدود 4% - Al2O3 در حدود 2%

دو درصد هم مواد دیگر مانند Al2O3,K2O,MgO,CaO,Fe2O3 به آن اضافه می گردد. بعضی از انواع شیشه پیرکس با نامهای تجاری دیگر به بازار عرضه می گردد که بعضی از انواع آن در مقابل مواد شیمیایی نیز مقاوم است .کلیه ظروف آزمایشگاهی دارای این دو خاصیت می باشد.

1- مقاوم در مقابل مواد شیمیایی 2- مقاوم در مقابل حرارت و تغییرات سریع آن

شیشه مقاوم در مقابل صوت

واحدهای مسکونی که در مجاورت فرودگاهها و یا در مراکز شهر ساخته میشود و همچنین اطاقهای فرستنده رادیو و تلویزیون نیز که باید از صداهای خارجی محفوظ بوده و ضمنا بتوان از نور استفاده نمود باید در ساختمان آنها از شیشه ضد صوت استفاده کرد . شیشه ضد صوت از دو لایه شیشه معمولی تشکیل شده است که با فاصله چند سانتی متر(3 تا 4) از یکدیگر قرار گرفته اند. از این فاصله ارتعاشات صوتی نمی تواند عبور نماید.

شیشه های تار

بعضی از فضا در ساختمان احتیاج به روشنایی مختصری دارد و باید طوری باشد که از بیرون داخل آن دیده نشود. مانند حمامها، رختکنها و... بدین لحاظ در این مکانها از شیشه هایی که شفافیت آنها صددرصد نیست و فقط مقدار کمی نور از آن عبور می کند استفاده می نمایند مانند شیشه های مشجر که با نقشهای گوناگون به بازار عرضه می شود و اغلب این شیشه ها بوسیله نورد تهیه می گردد و نقش شیشه روی قطعات نورد حک شده است و خمیر شیشه حین عبور کردن از بین نورد ،مشجر می شود .ویا شیشه های تار مشجر که روی سطح شیشه مشجر که هنوز در حالت خمیری می باشد قبل از آنکه نورد بشود با فشار گرد سیلیس می پاشند .این گرد سیلیس را با اسید فلور مخلوط می نمایند تا بهتر سطح شیشه را کدر نماید و نور از آن کمتر عبور کند و یا به مواد خام شیشه ، اکسید قلع و یا فسفات کلسیم اضافه می کنند این مواد در هنگام پخت رنگ شیشه را شیری می کند.

در انتخاب شیشه باید عواملی مثل نور، سرما، گرما و صدا مورد توجه قرار گیرد.

خواص شیشه

1- خواص آکوستیک (صوتی)

انتقال صدا در شیشه به جرم وسختی شیشه یعنی به ضخامت آن و به نوع اتصال آن به پنجره بستگی دارد. هرچه ضخامت شیشه بیشتر بوده واتصال آن به پنجره نرم و با استفاده از لاستیک باشد کمتر نوسان می کند و عمل عایق بودن را بهتر انجام می دهد. برای کنترل هرچه بیشتر صدا از شیشه های دو جداره، طلقی و شیشه های ضد صدا استفاده می شود. قدرت یک صدا را با شدت آن I و یا فشار آن P که به ترتیب با واحدهای وات بر متر مربع و پاسکال اندازه گیری می شوند مشخص می سازند. در عمل از سطح شدت و سطح فشار استفاده می شود که از روی یک مقیاس لگاریتمی که نقطه صفر آن آستانه شنوایی است تعیین شده و واحد آن دسیبل می باشد. گوش انسان به صداهایی که از 16 تا 20000 هرتز است حساس می باشد. آکوستیک معماری فقط فاصله بین 100 تا 5000 هرتز را در نظر می گیرد. برای مکالمه عادی صدایی در حدود 55 تا 60 دسیبل کافی است. صداهای تا حدود 80 دسیبل برای انسان قابل تحمل بوده و بیش از آن آزار دهنده خواهد بود. جهت آگاهی بیشتر، شدت صدا در اطراف منابع مخالف تولید صوت و حداکثر زمان مجاز تحمل این صداها ارائه شده است. چنانچه شدت صوت 2 یا چندین منبع صوتی بدیگری اضافه شوند سطح شدت آنها با هم جمع نمی شوند مثلا دو منبع که هر یک 40 دسیبل هستند مجموعا 43 دسیبل صدا تولید می کنند (نه 80 دسیبل)

- خودروهای سنگین ومبدلهای جوشکاری قوس 90 دسیبل (8 ساعت)

- ماشینهای مته کاری 85 دسیبل (2.5 ساعت)

- ماشینهای فرز چوب 95 دسیبل (45 دقیقه)

- ماشینهای اره گرد 100 دسیبل (15 دقیقه)

- چکش کاری ورقه 115 دسیبل (1.5 دقیقه)

- چکش پرچ کار 130 دسیبل

- انواع هواپیما 140 دسیبل

2- خواص مکانیکی

- چگالی(جرم مخصوص): چگالی شیشه 2.5 بوده و درنتیجه جرم هر متر مربع شیشه به ازاء هر میلیمتر ضخامت برابر 2.5 کیلوگرم می باشد. یعنی هر متر مربع شیشه با ضخامت 10 میلی متر 25 کیلوگرم وزن دارد.

- سختی : سختی سطح شیشه برابر 6.5 واحد یعنی تقریبا برابر سختی کوارتز می باشد. یعنی قابلیت خط تولید شدن سطح آن مثل کوارتز است.

3- مشخصات اسپکتروفتومتری

هنگامیکه یک شعاع الکترومغناطیسی به یک شیشه برخورد می کند قسمتی از آن منعکس و قسمتی جذب و بقیه وارد اتاق می شود. نسبت هر یک از 3 فلوی مذکور به فلوی تابشی بترتیب ضریب انعکاس، ضریب جذب و ضریب انتقال نامیده می شود. انواع مختلف شیشه وجود دارد که دارای ضرایب متفاوتی می باشند و با توجه به نیاز و مورد مصرف می توان ضرایب مورد نظر را انتخاب نموده و با استفاده از جداول مربوط شیشه مناسب را خریداری نمود.

4- مشخصات انرژی

الف- انرژی تشعشعی طبیعی

مقدار انرژی که یک تشعشع آنرا حمل می کند تابعی از طول موج است و توزیع انرژی تشعشع خورشیدی هنگامیکه ارتفاع آن در آسمان 20 درجه و هوا صاف است (برای سطحی عمود بر تشعشع ) بصورت زیر می باشد :

- برای ماورای بنفش1 % - برای نور مرئی 53 % - برای مادون قرمز 46 %

ب - پدیده گلخانه ای

انرژی خورشیدی که بداخل یک اتاق وارد می شود بوسیله اشیاء و جدارهای داخلی آن جذب می گردد. این اشیاء وجداره ها گرم می شوند و به نوبه خود تشعشع حرارتی ساطع می کنند که در مادون قرمز دور قرار دارد . شیشه ها حتی اگر شفاف هم باشند نسبت به این طول موجها کدر هستند و در نتیجه انرژی خورشیدی که وارد اتاق می شود همانجا محبوس می گردد و باعث ازدیاد دمای درون اتاق می گردد. این پدیده را پدیده گلخانه ای می گویند.

دانلود

http://www.2shared.com/document/epKLGami/_online.html

تاریخچه

هرچند تاریخچه کشف شیشه دقیقا مشخص نیست ولی تصور می رود که در دوره یونانی، فینیقی ها صنعت شیشه را در ساحل مدیترانه نزدیک شهر صیدا ایجاد کرده باشند.شواهد تاریخی نیز نشان می دهد که انان نیز هنر شیشه گری را در دومین دوره اسارت قوم یهود در بابل از بابلیان آموخته اند، ولی آنچه مسلم است شیشه گری از قدیمیترین حرفه های بشر است که مستلزم استفاده از آتش بوده است.

از بدو پیدایش شیشه، اشیاء شیشه ای به خاطر جذابیت و زیبایی، طرفداران زیادی داشته است و مصریان باستان شیشه را به دلیل رنگهای جواهر گونه که از افزودن فلزات واسطه به ترکیب شیشه حاصل می شد در جواهر سازی به کار می بردند.

ظروف شیشه ای نیز که امروزه یکی از بخشهای صنعت را تشکیل می دهد در 3000سال قبل از میلاد تولید می شده است و ردم سومر، بابل و آشور نیز بهترین نوع شیشه و صنعت شیشه گری را داشته اند.

نقش شیشه در معماری ساختمان

نقش شیشه در معماری امروز بسیار چشم گیر و غیر قابل انکار می باشد ، این متریال با وارد شدن در هنر صنعت گونه ی معماری ، تغییراتی شگرف را در این بادی هنری ایجاد کرد. حضور این متریال در معماری دارای قدمت زیادی می باشد امروز استفاده از شیشه در ایجاد ساختمانها و همچنین دکوراسیون بسیار رایج می باشد.

استفاده از شیشه در معماری باعث شوکوفایی این هنر کهن و همچنین پویایی روز افزون این هنر (معماری) گشته است.

کلیات

شیشه جامدی غیر کریستالی ومعدنی است که معمولا ازانجماد سریع مذاب بدون تبلور تا دمای اتاق بدست می آید . برخی آن را مایع فوق تبرید می نامند .

شیشه در دمای اتاق سفت و شکننده است ولی می توان آن رابه تعداد نامحدودی ذوب ومجددا شکل داد . وزن مخصوص آن حدود سطحی از قبیل ترکهای موئی و نقایص دیگر پایین و در حدود 350-700 است ولی مقاومت فشاری آن بسیار بالا و در حدود 3500 است.

از شیشه بدلیل شفافیت مقاومت در برابر خوردگی و عایق بودن استفاده های فراوانی می شود و امروزه تقریبا بیش از 800 نوع شیشه مختلف به بازار عرضه می شود.

شیشه های معمولی را از ذوب سلیس با مواد قلیایی و مواد پایدار کننده از قبیل آهک، آلومین، سرب و باریم تولید می کنند. شیشه بطری، شیشه تخت و شیشه پنجره (جام) معمولا دارای سلیس، آلومین، اکسید کلسیم و اکسید سدیم است.

شیشه ها بر خلاف جامدات کریستالی در هنگام انجماد رفتاری غیر معمول دارند و در دمای انجماد واقعی، منجمد نشده در بلکه در پایین تر از دمای انجماد نیز به صورت خمیری باقی می مانند و در یک دمای معین کاملا سفت می شوند. این دما را دمای تبدیل به شیشه می نامند.

خواص شیشه ها

خواص شیمیایی

شیشه ها در برابر عوامل خورنده از قبیل اسدها و بازها به جز اسید فلوئیدریک مقاوم اند.

خواص نوری

از مهترین خواص شیشه، خواص نوری آن است که آن را برای مقاصد مختلف از جمله ساختمان، معماری، حمل و نقل و ارتباطات، تجهیزات علمی و تجهیزات پزشکی جالب توجه ساخته است.

مهمترین خواص نوری شیشه انعکاس، شکست، پراکندگی و عبور است.

هرچند شیشه ها در برابر نور ماوراء بنفش مات اند. برای عبور یا جذب محدوده خاصی از طول موج نور، از فیلترهای رنگ و فیلترهای ویژه گرما استفاده می شود. برای تغییر در قرت انعکاس نور، گاهی سطح شیشه را طرح دار یا مشجر می کنند.

انعکاس

هنگامی که نوری به سطح شیشه می تابد قسمتی از آن منعکس می شود

شکست

اگر نور از یک محیط به محیط دیگر وارد شود مسیر آن تغییر می کند. مقدار تغییر مسیر بیانگر ضریب شکست است که آنرا از قانون اسنل محاسبه می کنند.

پراکندگی:

پراکندگی معیاری است از تغییر ضریب شکست نسبت به طول موج. این تغییر باعث تفکیک اجزای نور در منشور می گردد. تشکیل قوس و قزح نیز به دلیل پراکندگی نور در داخل قطره و ذرات آب است.

عبور:

نوری که بر شیشه می تابد مقداری از آن منعکس می شود و مقداری از آن عبور می کند.

تبلور:

به فرایند تشکیل بلورها تبلور گفته می شود.

اگر شیشه ها را به مدت طولانی در دمای مناسبی حرارت دهیم متبلور می شوند. ولی گروهی از اکسیدها و سیلیکاتها از این قاعده مستثنا هستند که حتی حرارت طولانی نیز نمی توانند آنها را متبلور سازد. اخیرا در دسته ای شیشه ها به طور عمدی تبلور ایجاد می کنند که به گروه شیشه – سرامیک مشهورند.

کشش سطحی:

نیروی لازم برای افزایش سطح کشش سطحی نامیده می شود و از نظر عددی برابر کار لازم در واحد سطح برای ایجاد سطح جدید بوده و واحد آن نیوتن بر متر است.

هدایت الکتریکی:

شیشه ها در حالت جامد عایق الکتریکی خوبی هستند در حالی که در حالت مذاب هادی الکتریکی می باشند. لذا مذاب شیشه را می توان با عبور مستقیم جریان الکتریکی حرارت داد.

خواص مکانیکی:

رشته های بی عیب شیشه تنشی معادل 70000کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل می کنند. اما معایب سطحی باعث تمرکز تنش و ترک خوردن شیشه می شود.برای افزایش مقاومت شیشه سطح آن باید کاملا صیقلی و عاری از ترک خوردگی باشد.

دسته بندی شیشه ها :

دسته بندی شیشه ها از دیدگاه های مختلف صورت گرفته است .از مهمترین انها دسته بندی بر اساس ترکیب شیمیایی و دسته بندی بر اساس کاربرد است .

شیشه و کاربرد آن در ساختمان

شیشه های قلیایی –اهکی

این گروه از قدیم ترین ,ارزانترین وپرکاربرد ترین شیشه هاست که کار وشکل دهی ان اسان است .

در مقایسه با دیگر شیشه ها ضریب انبساط حرارتی ان بالا ومقاومت به شوک حرارتی ان پائین است .ازاین ترکیب برای تولید شیشه پنجره (جام),بطری ,لیوان وشیشه اتومبیل استفاده می شود .

در چند دهه اخیر کیفیت این شیشه بهبود زیادی یافته است ولی در ترکیب شیمییایی ان هیچگونه تغییری صورت نگرفته است .

شیشه های سربی

شیشه های سربی یا شیشه های سرب-قلیایی شیشه های هستند که در انها سرب به کار رفته است.

معمولا ارزانند و به دلیل مقاومت ویژه الکتریکی مناسب و ضریب شکست بالا مورد توجه می باشند .

مقاومت به خوردگی این شیشه ها به مقدار سرب انها بستگی دارد ولی در مقایسه با دیگر شیشه ها در برابر اسید ها ضعیف اند. یکی از مصارف عمده این شیشه ها ،استفاده از ان به عنوان محافظ در برابر تشعشعات هسته ای است.

شیشه های بور و سیلیکاتی

بدلیل پایداری شیمیایی عالی ، مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی که نتیجه ضریب انبساط حرارتی پایین است شدیدا مورد توجه اند و در شش گروه دسته بندی می شوند.

الف:شیشه های پیرکس

ب: شیشه های الکتریکی

ج: شیشه های درز بندی برای جوشکاری شیشه ها

د: شیشه های اپتیکی که به شیشه های کراون معروفند

ه:شیشه های ازمایشکاهی جهت تجهیزات شیشه ای ازمایشگاه

و: شیشه های شفاف به نور ماوراء بنفش

شیشه های آلومینو سیلیکاتی

این گروه از شیشه های بورو سیلیکاتی سه برابر گران تراند ولی در دماهای بالا بسیار مفید تر اند زیرا مقاومت به شوک حرارتی بالا تری دارند.

شیشه های پر سیلیس

این شیشه ها 90تا 100 درصد سیلیس دارند و از تمام شیشه ها ، در برابر حرارت مقاوم ترند .

شیشه های لحیم کاری

این نام به شیشه هایی اطلاق می شود که در صنعت ، پائین ترین دمای ذوب را دارند وبرای چسباندن شیشه ها ، فلزات یا سرامیک ها به کار می روند . امروزه شیشه هایی با ترکیب سرب – روی – بور را شیشه های لحیم کاری می گویند .

شیشه های رنگی و مخصوص

این شیشه ها شامل شیشه های بوراتی ، فسفاتی ،شیشه های کلسیم – ژرمانیت –الومینات ،شیشه های تری سولفیت ارسنیک، شیشه های حساس به نور و رنگی است .

دربین این گروه ،شیشه های رنگی اهمیت ساختمانی دارند . از قرنها پیش ،شیشه ی رنگی فقط در تزیین استفاده می شد ولی امروزه شیشه های رنگی شفاف کاربرد علمی وفنی دارند که در صدها رنگ مختلف تولید و به بازار عرضه می شوند .

شیشه ی پنجره (جام) وشیشه تخت :

شیشه پنجره ، شیشه صیقل نخورده ای است که بیش ترین استفاده را در ساختمان دارد وبه شیشه جام معروف است زیرا از قدیم این شیشه ها را به شکل جام و کمی گود می ساختند و به طور وارونه در محل خود قرار می دادند .

شیشه جام باید کاملا صاف، شفاف و عاری از موج وحباب های هوا و با هر نوع عیب دیگر بوده و ضخامت ان در تمام سطح یکنواخت باشد .

صافی و یکنواختی شیشه باید طوری باشد که اگر با زاویه 45 درجه از پشت شیشه به شیئی که در فاصله یک متری ان قرار دارد نگاه کنیم ،ان شی کج و معوج به نظر نرسد.

لوله های شیشه ای:

معمولا برای نصب کابل های برق توکار ، کابل تلفن ، انتقال مایعات و گازهای خورنده از ان استفاده میشود .

این لوله ها نصبت به لوله های فولادی و اهنی به دلیل مقاومت شیمیایی بالاتر و سطح داخلی صیقلی تر مزیت دارند. از طرفی کنترل فرایند ها در داخل انها به دلیل شفافیت ساده تر است .

بلوک های شیشه ای :

این بلوک ها به صورت دو تکه اند که بر روی هم قرار گرفته و به طوری اب بندی می شوند که ما بین انها هوا قرار گیرد . بدین طریق این شیشه ها ، در برابر سرما و گرما عایق اند . ضمنا سطح روی این بلوک ها را مشجر می کنند تا نور از ان به صورت نفوذی عبور کنند . این بلوک ها حداقل 65 درصد نور مرئی را از خود عبور می هند.

کاشیهای شیشه ای را نیز به صورت لعاب دار و در رنگ های مختلف و یا با طرح موزائیکی از شیشه های نیمه مات رنگی تولید و عرضه می کنند . این کاشیها در داخل و یا نمای خارجی ساختمان ها و محل های که از نظر بهداشتی بایستی نظیف باشند استفاده می شوند .

پشم شیشه :

پشم شیشه محصول الیافی است که از ذوب ضایعات شیشه وکشیدن مذاب به شکل الیاف نازک تولید می شود واز ان برای عایق بندی حرارتی استفاده می شود .

شیشه های ویژه :

این شیشه ها را برای کاربرد های ویژه با طرح ها وعملیات حرارتی خاص تولید وعرضه می کنند که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت .

شیشه ایمنی (سکوریت ):

این شیشه ها که به شیشه طلق دار نیز معروفند ازدو لایه شیشه تخت تولید می شود که با یک لایه واسط از جنس مادهای آلی عمدتا پلی وینیل بوتیرال به هم می چسبند و می توان ان را در ضخامت های مختلف تولید کرد. این شیشه ها در برابر خورده شدن مقاومند .

شیشه ابدیده

مقاومت مکانیکی بالایی دارند زیرا تحت عملیلت خاصی تهیه می شوند ، یعنی در حالی که هنوز شیشه داغ است سطح ان را به سرعت سرد می کنند . این عمل در سطح شیشه تنش فشاری بالایی ایجاد می کند که نتیجتا توان تحمل تنش های کششی شیشه را افزایش می دهد . از این شیشه برای ساخت درهای اویزان وکشویی ومشابه استفاده می شود . در این مورد لبه های این شیشه ها تراشیده و گاهی در ان شکاف های خاصی برای نصب قطعات فلزی ایجاد می شود .

شیشه ی توری دار

در داخل این شیشه ها از نوعی توری فلزی ، شبیه توری مرغی استفاده می شود،ایمنی این شیشه ها نسبت به شیشه های معمولی بیشتر است .از ان برای پنجره های بالکن و دیوارهای حائل استفاده می شود .

شیشه های پرسی

این شیشه ها را با پرس کردن شیشه ای که با حرارت نرم شده است در داخل قالب تولید می کنند .از ان وسائلی نظیر عایق های الکتریکی ، بلوک های شیشه ای و وسائل رومیزی تولید وعرضه می کنند .

شیشه مشجر

شیشه مشجر یا طرح دار، شیشه ای نیمه شفاف است که از شیشه های شفاف یا رنگی تولید می شود ودر بازار به یشه ی قصری ، مرواریدی یا تزئیی معروف است .

برای تولید ان مذاب را از داخل غلتکهای مخصوص که دارای نقوش است عبور میدهند تا شیشه تخت به صورت شیشه مشجر در آید .چنین شیشه ای نور را از خود عبور می دهد ولی پشت ان دیده نمی شود ، آنرا در مرحله شکل دهی می توان با توری مسلح نمود .از این نوع شیشه در پنجره ها و دیوارهای حایل که نیاز به شیشه مات دارند استفاده می شود. شیشه مشجر رنگی در رنگهای زرد، سبز و آبی تولید وعرضه می شود.

شیشه جاذب گرما

این شیشه را با افزودن موادی که عمدتاً تشعشعات مادون قرمز را جذب می کند تولید می کنند.این شیشه در مناطق حاره ای برای کاهش عبور انرژی خورشید،ساخت چراغ بادی ساختمان ها و منازل وپنجره کاربرد دارد.

شیشه انعکاسی

این شیشه معمولاً برای تقلیل حرارت ناشی از تابش زننده ی خورشید و عبور نور به کار می رود و در نتیجه باعث صرفه جویی در هزینه های احداث، راه اندازی و نگهداری سیستم های تهویه و تبرید می شود.

این شیشه در پنج نوع طوسی،آبی،برنزی،طلایی و نقره ای به بازار عرضه می شود.شیشه با پوشش کروم دارای رنگ نقره ای در سطح بیرونی است.اگر در روز از داخل اتاق به بیرون نظاره شود شفافند ولی اگر از بیرون به درون نگاه شود آیینه ای اند. شبها پدیده ی فوق بر عکس می شود.

معمولاً سه نوع شیشه با قابلیت عبور نور8،14 و20 درصد تولید و عرضه می شود.

شیشه با پوشش سرامیک:

یک: برای تولید این نوع شیشه ها ، بر سطح آن ها رنگ سرامیکی اعمال می شود و سپس تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.استحکام این شیشه ها بالاست و در برابر یخ زدگی و حرارت مقاومند.به صورت تخت و در رنگهای مختلف با ضخامت های 6 تا 12 میلیمتر عرضه می شوند.

در نمای ساختمانهای عمومی و صنعتی،قسمتهای داخلی ساختمان و ساخت پانلهای دیواری چند لایه استفاده می کنند.

شیشه های هواپیما

برای محافظت خلبان از تشعشعات و ذرات رادیواکتیو و فرکانسهای رادیویی، پوششهای بسیار پیشرفته ای بر روی شیشه های هواپیما های جنگی اعمال می شود.

خواص نوری مطلوب، وزن سبک،مقاومت در برابر فشار هوا و ضربه ی ایجاد شده از برخورد پرندگان ،حفاظ مخصوص در برابر یخ زدگی ،حفاظت خلبان در برابر تشعشعات و ذرات رادیواکتیو، حفاظت در برابر فرکانسهای رادیویی از ویژگیهای این شیشه هاست.

این شیشه ها به روش ویژه تولید می شوند و سطح آنها با لایه ای هادی الکتریسیته به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار پوشش داده می شود.

شیشه های دوجداره

شیشه های دوجداره از دو یا چند لایه شیشه تشکیل می شوند که توسط قاب آلومینیومی (اسپیسر) که بصورت یک تکه در محیط پیرامون شیشه ها قرار گرفته ، از یکدیگر فاصله پیدا می کنند.

در درون این قاب های آلومینیومی ، ماده رطوبت گیر (دسی کنت یا زئولیت) قرار می گیرد، در مرحله بعد لایه های شیشه در شرایط کنترل شده کارخانه به وسیله درزگیر اولیه (چسب بوتیل) به قاب آلومینیومی چسبیده و گاز مخصوص (آرگون یا کریپتون) جایگزین هوای بین لایه های شیشه می شود. در پایان، روی قسمت بیرونی قاب آلومینیومی نیز ماده غیر قابل نفوذی ( چسب پلی سولفاید یا هات ملت) توسط دستگاه تزریق می گردد. در ساختار شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های مختلف، نظیر شیشه های ساده، رنگی، رفلکس، سکوریت، لمینت و ... قرار داد.

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

خدمات جانبی شیشه های دو جداره

دکوراتیو: به کارگیری انواع زه های رنگی در بین شیشه ها که در قاب انواع طرح های دلخواه می باشد.

آسانه:

وجود پرده های کرکره ای در بین شیشه ها که بوسیله آن می توان میزان و زاویه تابش نور را به اندازه دلخواه تنظیم نمود.

شيشه هاي چند جداره

شيشه هاي چند جداره به علت عايق حرارتي و برودتي و صوتي بودن در درب و پنجره هاي ساختمانهاي عمومي(دولتي و خصوصي)، مسكوني بويژه ساختمانهاي واقع در حاشيه اتوبانها و خيابانهاي پرتردد و نزديك فرودگاه ها و خطوط راه آهن و مناطق پر سرو و صدا، بيمارستاني، آزمايشگاه هاي مختلف، كابخانه ها، موزه ها، كليه مراكز آموزشــــي، كـارخانـه جات و ... كــاربرد داشــته و از مـزيتـهاي ويـژه اي مانند كاهش آلودگي صوتي و عايق حرارتي و برودتي برخوردار مي باشند.

مواد اولیه شیشه ها

سیلیس

سیلیس عمده ترین مواد اولیه شیشه است که در طبیعت به وفور وبه اشکال کیریستالی گوناگونی یافت می شوند .مناسب ترین نوع سیلیس برای تولید شیشه ،اپتیکی حداکثر015/0 است .زیرااهن رنگ اغلب شیشه ها را خراب می کند . سیلیس پس از خرد شدن دانه بندی می شود وسپس به مصرف می رسد .

سنگ آهک

برای تا مین اهک از کربنات کلسیم یا از دولومیت استفاده می شود . از دولومیت نیز که کربنات مضاعف کلسیم ومنیزیم است در تولید شیشه های سودا –اهک – سیلیس استفاده می شود .

فلدسپار و نفلین سیانیت :

این مواد عمده ترین منبع تولید الومین به شمار می رود . الومین ضریب انبساط شیشه را کاهش ، مقاومت کششی را افزایش وشیشه را در برابر سایش عوامل جوی واسید ها با دوام تر می کند .

سودا

این ماده در تولید شیشه سهم عمده ای دارد که انرا از کربنات سدیم تامین می کنند نمک طعام از نا خالصی های ان است که با یستی تا حد امکان مقدار ان کم باشد زیرا در دمای کوره تبخیر شده و به نسوز های کوره آسیب می رساند .

سولفات سدیم

این ماده نیز منبع تامین کننده اکسید سدیم در شیشه است ولی نقش ان پالایش شیشه است. ان را به دو صورت طبیعی و مصنوعی به بازار عرضه میکنند .

گچ یا ژیپس

گاهی به جای سولفات سدیم مصرف می شود و همان نقش سولفات سدیم را دارد . انتخاب یکی از این دو ماده بر اساس قیمت و فراوانی صورت می گیرد.

بورات ها

انبساط حرارتی را کاهش می دهند و باعث تقلیل ویسکوزیته شیشه می شوند.

اکسید ها وسیلیکات های سرب

این مواد در تولید شیشه های سربی ویژه (کریستالها،شیشه های اپتیکی،الکتریکی و جاذب تشعشعات رادیواکتیو) مصرف می شوند .

خرده شیشه

شیشه های ضایعاتی و خرد شده و غیر قابل فروش که همان ترکیب شیشه را دارد جهت ذوب مجدد به کوره تغذیه می شود .

مصرف آن بین صفر تا 100 در صد است . ولی عملا در کارخانه جات بین 30تا 60 درصد مصرف می شود

روش های تولید شیشه

شیشه ها طی عملات زیر تولید می شوند:

1-ذوب

2-تصیفه

3-شکل دهی

4- عملات حراتی یا تنش زدایی شامل ابدیده کردن و تنش زدایی

5-عملیات نهایی از قبیل تزئین ،صیقل و تراش

ذوب

ابتدا مواد خام با دانه بندی های مناسب، به دقت با هم مخلوط و به همراه شیشه های شکسته و برگشتی به کوره ذوب شیشه تغذیه می شود .

تصفیه

در مراحل ذوب،طی فعل و انفعالات شیمیایی حجم زیادی از گازها ،از قبیل گاز کربنیک و انید رید سولفورو متصاعد می شوند و حباب هایی در شیشه مذاب ایجاد می کنند .

برای خارج کردن این حباب ها از مذاب ،از مواد واسطه مانند سولفات سدیم و کربن ، اکسید ارسنیک به همراه نیترات سدیم استفاده می شود .

عمل خارج کردن حباب های ریز گاز از داخل مذاب را تصفیه شیشه می گویند.

علاوه بر تصفیه شیمیایی ، شیشه تحت تصفیه فیزیکی نیز قرار می گیرد . در تصفیه شیمیایی ، ویسکوزیته ، کشش سطحی و چگالی شیشه از عوامل مهم و تعیین کننده به شمار می روند .

شکل دهی

شیشه را می توان به روش دستی یا اتوماتیک شکل داد . در روش اتوماتیک ، شکل دهی شیشه طی چند ثانیه کامل می شود . در طی این زمان کوتاه شیشه از مذاب سیال به جسم جامد تبدیل می شود . روش های شکل دهی شیشه عبارتند از :

1- دمش

2- پرس

3- نورد و کشش

4- ریخته گری

عملیات حرارتی

شیشه پس از شکل دهی ، تحت عملیات حرارتی قرار میگیرد . تا تنش های داخلی ان از بین رفته و از شکنندگی ان کم شود .

عملیات حرارتی شیشه به یکی از دو طریق زیر صورت می گیرد.

- تنش زدایی

- چقرمه کردن- ابدیده کردن

تنش زدایی

وقتی شیشه از دمای بالا سرد شود در ان تنش های داخلی ایجاد می شود که بر خواص مکانیکی ان تاثیر نامطلوب دارد. لذا کلیه شیشه ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند تا تنش های ایجاد شده از بین برود.

برای تنش زدایی شیشه ، ان را تا دمای تنش گیری گرم می کنند ، به مدت معینی در این دما نگه می دارند و سپس به اهستگی سرد می کنند .

این عملات در کوره ای به نام گرم خانه صورت می گیرد .

چقرمه کردن یا ابدیده کردن شیشه

بر خلاف روش تنش زدایی، ابدیده کردن شیشه مستلزم گرم کردن ان تا حدود دمای نرم شدن و سپس سرد کردن سریع ان با جریان هوای سرد یا چائیدن ان در روغن است .

در این عملیات لایه سطحی شیشه سخت شده و تحت فشار قرار می گیرد ولی قسمت داخلی ان تحت کشش است . لذا در حین کار فشار سطحی در برابر کشش اعمال شده خنثی و نتیجتا مقاومت شیشه افزایش می یابد .

شیشه ای که با حرارت دادن ابدیده شده باشد مقاومتش 3تا 5 برابر شیشه تنش زدایی شده است در حالی که دیگر خواص ان از قبیل سختی و ضریب انبساط حرارتی تغییر نمی کند .

عملیات نهایی

سطح شیشه را به طرق مختلف می توان تغییر داد. از اسید فلوئیدریک برای حکاکی و صاف کردن ان استفاده می شود.

همچنین شیشه را می توان با ترکیبات نقره و مس رنگ کرد.

از پاشیدن فلز برای تزئین یا ایجاد هدایت الکتریکی استفاده می شود.

شیشه را می توان به اغلب فلزات جوش داد برای این کار مهمترین عامل اخت ضریب انبساط حرارتی دو ماده است .

پنجره‌ها نور، گرما و زيبايي را به خانه مي‌آورند و به درک فضاي زيست کمک مي‌کنند. پنجره‌ها منابعي براي آگاهي ما از تغيير زمان و آشنايي با موقعيت مکاني هستند. اما پنجره‌ها مي‌توانند راه‌هاي موثري براي اتلاف گرماي درون ساختمان در زمستان، و ورود گرماي ناخواسته در تابستان باشند. اين نکته به جز اثر نامطلوب بر هزينه‌هاي گرمايش و سرمايش ساختمان است.

هر يک از جريان‌هاي گرمايي نقش مهمي در اتلاف گرمايي در زمستان يا گرماي ناخواسته در تابستان دارند. ساختار يک پنجره را مي‌توان به سه قسمت شامل چارچوب، شيشه و يراق آلات تقسيم کرد که دو قسمت اول، به دليل مساحت بزرگ‌تر، نقش مهم‌تري در عملکرد حرارتي پنجره دارند.

در سال‌هاي اخير، توسعه فناوري توليد، پژوهش و آزمايش روي مواد گوناگون، تغييرات و پيشرفت‌هاي بسياري در ساختمان چارچوب پنجره و شيشه مورد استفاده در آن پديد آورده است، بهره‌گيري از موادي مانند پي.وي. سي (وينيل) براي توليد پروفيل پنجره و همچنين توليد شيشه‌هاي کم تابش، شيشه‌هاي جاذب گرما و... از جمله اين پيشرفت‌هاست. در خانه‌هايي با پنجره‌هاي قديمي و بدون استفاده از نوآوري‌ها و فناوري‌هاي نوين، نزديک به 30 درصد اتلاف انرژي ساختمان، از راه پنجره‌ها رخ مي‌دهد. اما اکنون با بهره‌گيري از پيشرفت‌هاي علوم و فناوري اين مقدار تقريبا به نصف کاهش يافته است. پژوهش‌هايي که اکنون در حال انجام است، نويد پيشرفت‌ها و بهبودهاي بيشتري در ساختار پنجره‌ها و مواد سازنده چارچوب و شيشه آنها را مي‌دهد.

به دنبال بحران‌هاي مربوط به انرژي که آغاز آن را مي‌‌توان دهه 1970 دانست، بحث درباره انواع روش‌هاي جلوگيري از اتلاف انرژي و منابع آن در همه جهان، به ويژه کشورهاي صنعتي که مهم‌ترين مصرف کنندگان انرژي هستند آغاز شد. از آن زمان تاکنون انواع روش‌ها و راهکارهايي که جهت صرفه‌جويي در کاربرد انرژي و هدر رفتن آن، سودمند دانسته مي‌شد بررسي شده است. توجه به جلوگيري از اتلاف انرژي در ساختمان‌ها به ويژه ساختمان‌هاي مسکوني و تجاري، از آغاز درصدر مواردي بود که ضرورت آن تشخيص داده شده بود.

پنجره‌ها نيز به عنوان يکي از مهم‌ترين اجزاي ساختماني که مي‌تواند نقش مهمي را در اتلاف انرژي يا بهره‌گيري از آن داشته باشد شناخته شدند و پيشرفت‌هاي بسياري در اين زمينه به دست آمد که پژوهش و بررسي در اين زمينه همچنان ادامه دارد. انواع مواد به کار رونده در چارچوب، انواع شيشه‌ها، چند جداره نمودن شيشه‌ها و اصلاح روش‌هاي درزبندي از مواردي است که روي آن پژوهش هاي بسياري انجام گرفته است.

عملکرد گرمايي پنجره‌ها، اصولا بر پايه جريانهاي گرمايي ذيل است:

تهويه:

يعني سرما يا گرما از شکاف‌ها و بازشوهاي پنجره ، از درون به بيرون و برعکس، جريان مي‌يابد. به عبارتي جريان يافتن گرما از راه نفوذ هوا و تهويه طبيعي. اين جريان گرما، به دنبال جريان هوايي که از راه پنجره وارد مي‌شود و تفاوت دماي دو سوي آن است. نسيم هواي بيرون از ساختمان در اثر نيروي «فشار - مکش» سبب جا به جايي هوا در درون ساختمان مي‌شود. فشار مثبت، در سمتي که باد مي‌وزد ايجاد شده، فشار منفي (مکش)، در سوي ديگر پديد مي‌آيد. براي تهويه طبيعي، بايد بازشوها را در ديوارهايي با فشار متفاوت قرار داد. زماني بيشترين حجم هوا، جا به جا مي‌شود که پنجره‌ها در بخش‌هايي از نماي ساختمان قرار گيرند که اختلاف فشاري در آن جا موجود باشد.

قرار دادن پنجره ها روي ديوارهاي مقابل که در مسير مستقيم جريان هوا قرار دارند، سبب ايجاد جريان سريع هوا، با عرض کم در درون اتاق خواهد شد. اگر پنجره‌ها بر روي بخش مياني چنين ديوارهايي نصب شوند، جريان هوا، به طور مستقيم از وسط اتاق مي‌گذرد و اگر پنجره‌ها در گوشه‌هاي ديوار باشد، جريان هوا از روي ديوار جانبي اتاق خواهد گذشت. در هر دو مورد، هر چند سرعت جريان هوا زياد است، تهويه مناسب نيست. تهويه فضاي دروني در صورتي بهتر انجام مي‌شود که پنجره‌هاي ورودي هوا در جاهايي با اختلاف فشار زياد قرار گرفته باشد.

انتقال:

يعني گرمايي که به سبب انتقال، از راه پنجره وارد مي‌شود. اين جريان گرما نيز به تفاوت دما در دو سوي پنجره، بستگي دارد. اما در اين جا چهار شيوه گوناگون، مقدار گرماي منتقل شده را تعيين مي‌کند:

رسانايي:

انتقال گرما، پيرو ضريب رسانايي و اختلاف دما، در دو سوي جسم مورد بررسي است براي نمونه، هواي ساکن يک عايق شناخته شده است. ضريب رسانايي شيشه، 30 بار و ضريب رسانايي بيشتر فلزات حتي هزار بار بيشتر از هواست. رسانايي، ساز و کار انتقال گرما از راه تماس فيزيکي است. گرما از بخش گرم‌تر يک پنجره به بخش سردتر آن انتقال مي‌يابد. هر مولکول، مولکول کنار خود را تحريک مي‌کند و انرژي را انتقال مي‌دهد. رسانايي، نه تنها در جامدات (چارچوب‌ها و شيشه پنجره)، بلکه در هواي ميان لايه‌هاي شيشه نيز انجام مي‌شود. ميزان انتقال گرما از يک ماده، به دليل اختلاف دما را مقدار «U» مي‌نامند. هر چه U کمتر باشد، گرماي کمتري انتقال مي‌يابد.

همرفت:

گرما، مي‌تواند از راه همرفت نيز از يک مايع يا گاز، به يک سطح، منتقل شود، به شرط آ نکه سيلان مجاور سطح ثابت باشد. «همرفت طبيعي» عبارت است از جا به جايي مايع يا گاز که تابعي از تفاوت‌هاي دماي محل است. «همرفت اجباري» بر اثر منابع بيروني پديد مي‌آيد؛ به طور مثال از باد يا تاسيسات گرمايش،سرمايش وتهويه. همرفت، جا به جايي گرما درون يک سيال مانند هو است. هنگامي که مولکول‌هاي هوا، به طور فيزيکي از نقطه‌اي به نقطه‌ ديگر جا به جا مي‌شوند، گرما انتقال مي‌يابد. يک سطح شيشه‌اي گرم مي‌تواند هواي مجاور خود را گرم کند و سبب بالا رفتن دماي آن شود. يک سطح شيشه‌اي سرد، با هواي نزديک خود گرم مي‌شود و اين توده هوا، پس از آن که گرماي خود را از دست داد، پايين مي‌آيد اين جريان همرفتي در سمت بيروني و دروني پنجره و ميان جداره‌هاي شيشه روي مي‌دهد.

تشعشع:

يک جسم دريافت کننده، مي‌تواند تشعشع گرمايي منتشر شده از يک منبع را منتقل، جذب يا بازتابش کند. هر سطحي، تشعشع را پخش مي‌کند. انتشار موج بلند بسته به دماي سطح است. در سطح‌هايي با دماي اندک، اين طيف در محدوده پرتو فرو سرخ (پرتوفروسرخ يا پرتو با موج بلند) است. شدت تشعشع منتشر شده، به تابندگي سطح بستگي دارد. مقدار تشعشع منتشر شده، از سطح‌هاي ديگر، بيشتر پيرو عامل‌هاي بصري است، يعني آن چه که جسمي مي‌تواند از هر جسم ديگر در محيط ببيند. بخشي از تشعشع دريافتي، منتقل يا بازتابش و بقيه آن، جذب مي‌شود. پيچيدگي ديگر مساله اين است که تابش، جذب و بازتابش، پيرو طول موج و زاويه برخورد هستند. از سوي ديگر، قابليت‌ تابش و جذب در يک سطح کدر، هم ارزش هستند.

براي نمونه، شيشه شفاف معمولي، تشعشع خورشيد را به شدت از خود مي‌گذراند، اما تشعشع فرو سرخ ساطع شده از اشياي ديگر در همان اتاق را عبور نمي‌دهد.بيشتر اين دماي ناشي از تشعشع، جذب مي‌شود. در ارتباط با زاويه برخورد، ميزان تابش معمولي در پايين‌ترين اندازه است. 4 درصد و تنها، زماني به مقدار بسياري افزايش مي‌يابد که ميان 60 تا 70 درجه، بيشتر از اندازه معمولي باشد. به جز نفوذ تدريجي هوا از راه شکاف‌ها و بازشوهاي پنجره، امکان جريان هوا، تنها در دو سوي يکي از اجزاي پنجره نيز وجود دارد. نمونه‌هاي شناخته شده، جريان هوا در پشت يک پرده يا جريان هوا در پشت و ميانه تيغه‌هاي يک پرده کرکره است. در اين جا نيز جا به جايي گرما، از راه همرفت «اجباري» و «طبيعي» را مي‌توان ديد.

تشعشع خورشيدي سومين نوع جريان گرماست. تشعشع خورشيدي و يا تشعشع پخش شده از آسمان، به پنجره مي‌تابد و بخشي از آن بازتابش و جذب مي‌شود. بقيه، از راه پنجره، منتقل شده به صورت پرتوي با طول موج کوتاه، به ديوارهاي دروني مي‌رسد (انتقال مستقيم يا اوليه) ميزان جذب و بازتابش، پيرو طول موج و زاويه برخورد هستند. جنبه دوم تابش خورشيد که اغلب اهميت بسياري در کارکرد پنجره دارد، روشي است که گرماي جذب شده از تابش خورشيد، از پنجره‌ بيرون مي‌رود. براي نمونه، يک جام شيشه، نزديک به 12 درصد از تابش منتشر شده را جذب مي‌کند. اين گرماي جذب شده از هر دو سطح پنجره، به درون و بيرون اتاق، جريان مي‌يابد. اين کار از جريان‌هاي همرفت و تابش پرتو موج بلند (گرمايي) و طبق ساز و کار انتقال گرما انجام مي‌شود. بنابراين بخشي از اين گرما، به درون اتاق خواهد آمد ميزان آن بستگي به ضريب‌هاي همرفت و تابش در سطح‌هاي دروني و بيروني دارد

ساختمان ها سرپناهي مناسب جهت حفظ آدمي در برابر شرايط نامساعد محيطي به منظورتامين آسايش و راحتي هستند، ليكن حصول بخشي از اين امر به استفاده درست از منابعانرژي بازمي گردد. استفاده مدبرانه از فن آوري هاي نوين ساخت وساز مي تواند ضمنتحقق موارد ياد شده، به ميزان قابل توجهي از مصرف بي رويه انرژي جلوگيريكند.امروزه به منظور حداكثر استفاده از نور خورشيد و اجراي برخي ايده هايمعمارانه، سطح وسيعي از ساختمان را با شيشه مي پوشانند، لذا پنجره ها نقش اصلي رادر كنترل نور ورودي به داخل ساختمان و ميزان انرژي مورد نياز ايفا مي كنند. ضرورتكنترل انرژي هنگامي مشهودتر مي شود كه سطح وسيعي از ساختمان با شيشه پوشيده شود كهاغلب در اين شرايط، امكان حفظ گرماي محيطي مناسب و ذخيره سازي معقول انرژي به طورهمزمان با مشكلاتي همراه مي شود.با پيشرفت تكنولوژي در عصر حاضر، تلاش محققانبر توليد شيشه هايي با خاصيت پخش نور بسيار كم، جهت استفاده در ساختمان هايي باكاربري تجاري متمركز شده است، به طوري كه مي توان با فراهم سازي امكان ورود انرژيخورشيد به داخل ساختمان و ممانعت از فرار گرماي داخل ساختمان (با ممانعت از خروجاشعه فرابنفش)، مصرف انرژي را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. چنين شيشه هايي قابليتايفاي نقش همزمان عايق حرارتي و كنترل نور خورشيد را دارند. شيشه هايي با درجهشفافيت بسيار بالا، قابليت ممتازي در ورود نور به داخل بنا داشته و محافظ خوبي دربرابر شرايط جوي به شمار مي روند، ولي عايق حرارتي خوب يا مانعي موثر در برابرانرژي خورشيد نيستند. تكنولوژي ساخت شيشه به مرحله اي از كمال رسيده كه طراحي وتوليد انواع شيشه را با لحاظ كردن توأمان خواص پخشي، انعكاسي، جذبي و شفافيت جهتدستيابي به شرايط ايده آل و پاسخگويي به خواسته هاي مختلفي همچون كنترل نور روز ودرجه حرارت مناسب ،امكانپذير كرده است.
نور و روشنايي احساس خوبي را در انسانايجاد مي كند و باعث جلوه گر شدن افكار عالي در زندگي انسان مي شود. در آسمانخراشهاي امروزي چنين تفكراتي حادث نمي شوند. آسمان خراش ها با وجود نزديكي به خورشيد،زندگي بشر را به تاريكترين حد ممكن رسانده اند!امروزه شيشه هايي كه با تكنولوژيپيشرفته توليد مي شوند علاوه بر تامين روشنايي روز داراي كيفيات ديگري همچون كنترلخورشيدي، آسايش و راحتي از نظر دما (محافظت از گرماي تابستان و سرماي زمستان) بامشخصه هايي همچون قابليت بازيافت، دوام پذيري، عدم نياز به پاكيزه نمايي، محافظت ازرنگ پريدگي تدريجي اشياي داخل بنا در مقابل نور خورشيد و… هستند. توسط شيشه هايتوليدي با تكنولوژي مدرن، عبور نور با شيشه تخت، از 88 درصد به 94 درصد افزايشيافته، در باشگاه هاي ورزشي وضوح ديد و عدم اعوجاج و انعكاس از سال 1997 عملا حذفشده، انعكاس شيشه در حالت معمول از 8 درصد به يك درصد كاهش يافته و وضوح ديد برمحيط آنسوي پنجره افزايش يافته است.
انواع شيشه ها از لحاظ كاربرد درساختمان:
۱ - شيشه با كاربرد مديريت انرژي
2 - شيشه مقاوم در برابر آتش
۳ - شيشه كنترل صدا
۴ - شيشه ايمن با كاربرد حفاظتي و امنيت
۵ - شيشه باكاربرد در دكوراسيون
۶ - شيشه تامين كننده نور و روشنايي
۷ - شيشه باكاربردهاي خاص
۸ - شيشه نما با قابليت هاي مقاوم در برابر باد و ضربه
۹ - شيشه هوشمند (چند منظوره)
۱۰ - شيشه كلتكتوري (نور و گرما)
بيش از 80 سال است كه شيشه دو جداره به عنوان ضرروت اصلي براي فراهم آوري عايق حرارتي در ساختمان ها شناخته شده است. پيشرفت هاي اخير برعايق سازي مناسب و افزايش بهينه سازي حرارت متمركز شده است كه دلايل آن مي تواند به خاطر اقتصاد و ضرورت كاهش يابي ميزان انتشار دي اكسيدكربن باشد كه عمدتا با بازدهي حرارتي و نحوه استفاده از انرژي در ساختمان ها ارتباط مستقيمي دارد.

دیوارهای شیشه‌ای این روزگار

تا اوايل قرن بيستم، شيشه و آلومينيوم مواد نسبتا گراني محسوب مي‌شدند چرا که اولا مواد اولیه تولید آنها کم بودند و در مرحله بعدی، تولیدشان نيز با مشكلاتي روبه‌رو بود كه هزينه‌هاي استفاده از این دو مصالح مهم ساختمانی را سرسام آور مي‌ساخت.

با پيشرفت تكنولوژي و بهبود روش‌ها و فرآيندهاي توليد، به تدريج، اين مواد جايگزين ساير مصالح ساختماني در نماسازي به خصوص در ساختمان‌هاي بلند مرتبه گرديدند زيرا علاوه بر امكان استفاده از نور طبيعي، زيبايي، دوام و كمترين هزينه‌هاي تعمير و نگهداري، باعث كاهش قابل‌توجهي از وزن ساختمان و فشارهاي سازه‌اي بر پي‌ها، ستون‌ها و ديوارهاي باربر مي‌شد.دیوارهای شیشه‌ای یا همان CURTAIN WALL در واقع جداره‌هایی از شیشه هستند که در میان غلافی از ورق‌های آلومینیوم قرار گرفته‌اند و در بخش‌های مختلف یک واحد مسکونی کاربری دارند. جالب است بدانیم که ورود سیستم دیوارهای شیشه‌ای اولین بار در ایران به خاطر تجهیز فضاهای اداری ساختمان‌های دولتی بوده و هم‌اکنون نمونه‌های اولیه آن در بانک ملی، وزارت نیرو و آموزش عالی قابل مشاهده‌اند. دو مشخصه اساسی، استفاده از دیوارهای شیشه‌ای را در سطح ساخت و ساز جهانی و وطنی گسترش داد:
1) فراهم ساختن امكان ورود نور طبيعي روز
2) امكان رويت منظره بيرون و تهويه
امكان ورود نور از وظايف ضروري ديوار شيشه‌اي و امكان رويت منظره بيرون از وظايف مطلوب آن است. تهويه نه از وظايف ضروري ديوار شيشه‌اي است و نه از وظايف مطلوب آن، بلكه وظيفه‌اي است كه به طور سنتي از آن انتظار مي‌رود.
اما شیشه و دیوار در ساخت و ساز عملکردهای مشخصی دارند که ترکیبشان در دیوارهای شیشه‌ای، لزوم عملکرد ترکیبی را ایجاب می‌کند. با این حساب ویژگی‌های يك سيستم ديوار شيشه‌اي به عنوان بخشي از ساختمان عبارتست از:
1 - مقاومت و استحكام
2 - امكان استفاده از نور طبيعي
3 - دور نگه داشتن باد و باران
4 - دوام و بي نيازي از نگهداري
5 - عايق‌بندي حرارتي
6 - عايق‌بندي صوتي
7 - آتشپادي و ايمني در برابر آتش
ویژگی‌های دست یافتنی
در ساختمان‌های بلند و پر هزینه‌ای که معمولا از طرف نهادهای دولتی یا بانک‌های خصوصی در ایران برپا می‌شود تمامی این ویژگی‌ها جزء لاینفک و ضروری به حساب می‌آیند. در این بناها، سازه ديوار بايد از مقاومت كافي جهت تحمل وزن خود در ميان نقاط تكيه گاه يا نقاط اتصال به قاب سازه‌اي و از پايداري كافي در مقابل فشارهاي جانبي باد برخوردار باشد. از طرف دیگر وظيفه اوليه ديوار شيشه‌اي، فراهم ساختن امكان ورود نور كافي جهت اجراي موثر فعاليت‌هاي روزانه است. این روزها که بحث مصرف بهینه انرژی در کنار کمبود برق در ایران بسیار جدی شده است، عقل سليم حكم مي‌كند كه ساختمان‌هایمان به سمت استفاده از نور طبیعی پیش بروند. (جدول پایین)
روش تعیین میزان نور در ساختمان
همانطور كه در جدول زیر مشاهده مي‌گردد براي بسياري موارد ضريب نور طبيعي 2 كافي است. بر اساس يك روش ساده، ضريب متوسط نور طبيعي روز در اتاق‌هاي داراي روشنايي جانبي تقريبا معادل يك پنجم نسبت درصدي شيشه به مساحت كف اتاق است. مثلا براي دستيابي به ضريب نور طبيعي متوسط 6 در اتاقي به مساحت 12‌متر مربع مساحت شيشه كاري مورد نياز برابر است با
6/3‌متر مربع = 5% * 12*6
اين محاسبه متوسط كلي معمولا براي مقاصد عمومي مانند اتاق‌هاي نشيمن كافي است و از آن به عنوان پايه‌اي جهت تضمين مساحت شيشه كاري مورد نياز متناسب با مساحت كف اتاق استفاده مي‌شود. با این روش حتی برای اتاق‌های کوچک خانه هم می‌توانید برنامه‌ریزی مناسبی جهت نوردهی داشته باشید.
از مشخصات يك سيستم ديوار شيشه‌اي خوب جلوگيري از نشت هوا و باران از طريق درزهاي قابها و شيشه كاري است. در مصالح ورقه‌اي غير جاذب مانند شيشه و فلز، باران همراه با باد تحت فشار بر روي ديواره جاري مي‌شود.
نمای بسیاری از ساختمان‌ها که با مصالحی همچون سنگ‌های گرانیتی، آجر و ... پوشش یافته‌اند به مرور دچار هوازدگی می‌شوند. این مشکل زمانی وقوع می‌یابد که رنگ نما بر اثر مرور زمان تغییر کرده و ضایعات آن را نتوان به طرق معمول از بین برد. نوع غیر مرغوب و بدون استاندارد سیستم‌های دیوار شیشه‌ای که در بازار ایران موجودند نیز گاهی دچار هوازدگی می‌شوند که پیشنهاد این صفحه به دوستان این است که در موقع خرید و یا سفارش به جنس و استانداردهای آن دقت کنند؛ بسیاری از استانداردها واقعی هستند اما با شرایط اقلیمی کشورمان سازگار نیستند.
سیستم دیوار شیشه‌ای چیست؟
دو سطح شیشه‌ای (دو جداره) در کنار هم و با فاصله در قابی از جنس آلومینیوم قرار می‌گیرند و حاصل کار یک CURTAIN WALL می‌شود. این دیواره‌ها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که هوا در فضای مابین دو شیشه جریان پویا دارد.اولین سازندگان این دیوارها، متخصصان آلمانی بودند که هدف اصلی‌شان حفاظت از محیط زیست بوده است. جالب است بدانید که وجود هوا در بین این دو جداره باعث می‌شود که گرما و سرما به میزان نیاز کاربر تعیین شوند و به نوعی به محیط زیست و کاهش مصرف انرژی کمک کنند. مهندس شیوا امیرفضلی یکی از واردکنندگان این نوع مصالح درباره نحوه کار این سیستم شیشه‌ای می‌گوید: «در بین دو جدار شیشه‌ای هوا جریان دارد و همین امر باعث کنترل انتقال حرارتی می‌شود. ورقه آلومینیومی، دو لایه متفاوت هوا را از هم جدا می‌کند. لایه بیرونی توسط نور خوشید، گرم می‌شود و به بالا می‌رود و از سمت سمت پشت بام از بین دوجدار خارج می‌شود و هوای پاک و تمیز وارد می‌شود.»

شيشه ؛ كاهنده مصرف انرژي در ساختمان
ساختمان ها سرپناهي مناسب جهت حفظ آدمي در برابر شرايط نامساعد محيطي به منظورتامين آسايش و راحتي هستند، ليكن حصول بخشي از اين امر به استفاده درست از منابعانرژي بازمي گردد. استفاده مدبرانه از فن آوري هاي نوين ساخت وساز مي تواند ضمنتحقق موارد ياد شده، به ميزان قابل توجهي از مصرف بي رويه انرژي جلوگيريكند.امروزه به منظور حداكثر استفاده از نور خورشيد و اجراي برخي ايده هايمعمارانه، سطح وسيعي از ساختمان را با شيشه مي پوشانند، لذا پنجره ها نقش اصلي رادر كنترل نور ورودي به داخل ساختمان و ميزان انرژي مورد نياز ايفا مي كنند. ضرورتكنترل انرژي هنگامي مشهودتر مي شود كه سطح وسيعي از ساختمان با شيشه پوشيده شود كهاغلب در اين شرايط، امكان حفظ گرماي محيطي مناسب و ذخيره سازي معقول انرژي به طورهمزمان با مشكلاتي همراه مي شود.با پيشرفت تكنولوژي در عصر حاضر، تلاش محققانبر توليد شيشه هايي با خاصيت پخش نور بسيار كم، جهت استفاده در ساختمان هايي باكاربري تجاري متمركز شده است، به طوري كه مي توان با فراهم سازي امكان ورود انرژيخورشيد به داخل ساختمان و ممانعت از فرار گرماي داخل ساختمان (با ممانعت از خروجاشعه فرابنفش)، مصرف انرژي را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. چنين شيشه هايي قابليتايفاي نقش همزمان عايق حرارتي و كنترل نور خورشيد را دارند. شيشه هايي با درجهشفافيت بسيار بالا، قابليت ممتازي در ورود نور به داخل بنا داشته و محافظ خوبي دربرابر شرايط جوي به شمار مي روند، ولي عايق حرارتي خوب يا مانعي موثر در برابرانرژي خورشيد نيستند. تكنولوژي ساخت شيشه به مرحله اي از كمال رسيده كه طراحي وتوليد انواع شيشه را با لحاظ كردن توأمان خواص پخشي، انعكاسي، جذبي و شفافيت جهتدستيابي به شرايط ايده آل و پاسخگويي به خواسته هاي مختلفي همچون كنترل نور روز ودرجه حرارت مناسب ،امكانپذير كرده است.
نور و روشنايي احساس خوبي را در انسانايجاد مي كند و باعث جلوه گر شدن افكار عالي در زندگي انسان مي شود. در آسمانخراشهاي امروزي چنين تفكراتي حادث نمي شوند. آسمان خراش ها با وجود نزديكي به خورشيد،زندگي بشر را به تاريكترين حد ممكن رسانده اند!امروزه شيشه هايي كه با تكنولوژيپيشرفته توليد مي شوند علاوه بر تامين روشنايي روز داراي كيفيات ديگري همچون كنترلخورشيدي، آسايش و راحتي از نظر دما (محافظت از گرماي تابستان و سرماي زمستان) بامشخصه هايي همچون قابليت بازيافت، دوام پذيري، عدم نياز به پاكيزه نمايي، محافظت ازرنگ پريدگي تدريجي اشياي داخل بنا در مقابل نور خورشيد و… هستند. توسط شيشه هايتوليدي با تكنولوژي مدرن، عبور نور با شيشه تخت، از 88 درصد به 94 درصد افزايشيافته، در باشگاه هاي ورزشي وضوح ديد و عدم اعوجاج و انعكاس از سال 1997 عملا حذفشده، انعكاس شيشه در حالت معمول از 8 درصد به يك درصد كاهش يافته و وضوح ديد برمحيط آنسوي پنجره افزايش يافته است.
انواع شيشه ها از لحاظ كاربرد درساختمان:
۱ - شيشه با كاربرد مديريت انرژي
2 - شيشه مقاوم در برابر آتش
۳ - شيشه كنترل صدا
۴ - شيشه ايمن با كاربرد حفاظتي و امنيت
۵ - شيشه باكاربرد در دكوراسيون
۶ - شيشه تامين كننده نور و روشنايي
۷ - شيشه باكاربردهاي خاص
۸ - شيشه نما با قابليت هاي مقاوم در برابر باد و ضربه
۹ - شيشه هوشمند (چند منظوره)
۱۰ - شيشه كلتكتوري (نور و گرما)
بيش از 80 سال است كه شيشه دو جداره به عنوان ضرروت اصلي براي فراهم آوري عايق حرارتي در ساختمان ها شناخته شده است. پيشرفت هاي اخير برعايق سازي مناسب و افزايش بهينه سازي حرارت متمركز شده است كه دلايل آن مي تواند به خاطر اقتصاد و ضرورت كاهش يابي ميزان انتشار دي اكسيدكربن باشد كه عمدتا با بازدهي حرارتي و نحوه استفاده از انرژي در ساختمان ها ارتباط مستقيمي دارد.
هدرروي گرما در يك ساختمان به معناي مقاومت كم مصالح آن است. اين امر تا كنون عمدتا از طريق شيشه پنجره يا به عبارت بهتر، شيشه كاري نامناسب و ضعيفي همچون شيشه تك جداره حادث مي شده است. با روش هاي پيشرفته كه مانع فرار گرما از ساختمان است مي توان تنوع انتخاب زيباشناسانه و تنوع عايق سازي را به صورت توأمان، فراهم آورد.نور خورشيد به سه طريق: انعكاسي، انتقالي و جذبي پخش مي شود. اين امر در ايده توليد شيشه هاي كنترل خورشيدي و عايق حرارتي منظور شده است. شيشه هاي كنترل خورشيدي و عايق حرارتي تضمين آسايش و جلوگيري از هدرروي گرما هستند. عواملي همچون حذف رطوبت، نم و تقطير در فضاي مياني شيشه هاي دو جداره، شيشه هاي رنگي با خاصيت فتوولتائيك و پوشش هاي مختلف با ضخامت هاي مختلف، شيشه را در مقابل ذخيره سازي انرژي تقويت مي كند.اهميت حفظ ذخاير انرژي غير قابل بازيافت و كمبود ذخاير انرژي فسيلي در بسياري از كشورها، مسئولان را بر آن داشته تا به بهينه سازي انرژي دقت وسواسانه تري مبذول دارند. صنعت ساختمان همچون ساير صنايع از عمده ترين مصرف كنندگان انرژي است و شيشه به لحاظ ماهيت خاص خود نقش عمده اي در هدرروي انرژي ايفا مي كند. با تلاش در جهت تقويت قابليت هاي شيشه همچون انتقال نور و حذف معايب آن، با تدابيري همچون استفاده از شيشه هاي دو جداره و تركيب انواع شيشه ها با هم ، استفاده از شيشه ها با قابليت انتقالي، انعكاسي و جذبي، ممانعت از گريز اشعه فرابفنش از داخل ساختمان به بيرون يا ممانعت از انتقال گرماي خورشيد به داخل ساختمان و... و تلفيق جنبه هاي معمارانه با مهندسي و تكنولوژي ساخت پيشرفته در اين محصول، مي توانيم در جهت مديريت انرژي گام برداريم.

تاریخچه

هرچند تاریخچه کشف شیشه دقیقا مشخص نیست ولی تصور می رود که در دوره یونانی، فینیقی ها صنعت شیشه را در ساحل مدیترانه نزدیک شهر صیدا ایجاد کرده باشند.شواهد تاریخی نیز نشان می دهد که انان نیز هنر شیشه گری را در دومین دوره اسارت قوم یهود در بابل از بابلیان آموخته اند، ولی آنچه مسلم است شیشه گری از قدیمیترین حرفه های بشر است که مستلزم استفاده از آتش بوده است.

از بدو پیدایش شیشه، اشیاء شیشه ای به خاطر جذابیت و زیبایی، طرفداران زیادی داشته است و مصریان باستان شیشه را به دلیل رنگهای جواهر گونه که از افزودن فلزات واسطه به ترکیب شیشه حاصل می شد در جواهر سازی به کار می بردند.

ظروف شیشه ای نیز که امروزه یکی از بخشهای صنعت را تشکیل می دهد در 3000سال قبل از میلاد تولید می شده است و ردم سومر، بابل و آشور نیز بهترین نوع شیشه و صنعت شیشه گری را داشته اند.

نقش شیشه در معماری ساختمان

نقش شیشه در معماری امروز بسیار چشم گیر و غیر قابل انکار می باشد ، این متریال با وارد شدن در هنر صنعت گونه ی معماری ، تغییراتی شگرف را در این بادی هنری ایجاد کرد. حضور این متریال در معماری دارای قدمت زیادی می باشد امروز استفاده از شیشه در ایجاد ساختمانها و همچنین دکوراسیون بسیار رایج می باشد.

استفاده از شیشه در معماری باعث شوکوفایی این هنر کهن و همچنین پویایی روز افزون این هنر (معماری) گشته است.

کلیات

شیشه جامدی غیر کریستالی ومعدنی است که معمولا ازانجماد سریع مذاب بدون تبلور تا دمای اتاق بدست می آید . برخی آن را مایع فوق تبرید می نامند .

شیشه در دمای اتاق سفت و شکننده است ولی می توان آن رابه تعداد نامحدودی ذوب ومجددا شکل داد . وزن مخصوص آن حدود سطحی از قبیل ترکهای موئی و نقایص دیگر پایین و در حدود 350-700 است ولی مقاومت فشاری آن بسیار بالا و در حدود 3500 است.

از شیشه بدلیل شفافیت مقاومت در برابر خوردگی و عایق بودن استفاده های فراوانی می شود و امروزه تقریبا بیش از 800 نوع شیشه مختلف به بازار عرضه می شود.

شیشه های معمولی را از ذوب سلیس با مواد قلیایی و مواد پایدار کننده از قبیل آهک، آلومین، سرب و باریم تولید می کنند. شیشه بطری، شیشه تخت و شیشه پنجره (جام) معمولا دارای سلیس، آلومین، اکسید کلسیم و اکسید سدیم است.

شیشه ها بر خلاف جامدات کریستالی در هنگام انجماد رفتاری غیر معمول دارند و در دمای انجماد واقعی، منجمد نشده در بلکه در پایین تر از دمای انجماد نیز به صورت خمیری باقی می مانند و در یک دمای معین کاملا سفت می شوند. این دما را دمای تبدیل به شیشه می نامند.

خواص شیشه ها

خواص شیمیایی

شیشه ها در برابر عوامل خورنده از قبیل اسدها و بازها به جز اسید فلوئیدریک مقاوم اند.

خواص نوری

از مهترین خواص شیشه، خواص نوری آن است که آن را برای مقاصد مختلف از جمله ساختمان، معماری، حمل و نقل و ارتباطات، تجهیزات علمی و تجهیزات پزشکی جالب توجه ساخته است.

مهمترین خواص نوری شیشه انعکاس، شکست، پراکندگی و عبور است.

هرچند شیشه ها در برابر نور ماوراء بنفش مات اند. برای عبور یا جذب محدوده خاصی از طول موج نور، از *****های رنگ و *****های ویژه گرما استفاده می شود. برای تغییر در قرت انعکاس نور، گاهی سطح شیشه را طرح دار یا مشجر می کنند.

انعکاس

هنگامی که نوری به سطح شیشه می تابد قسمتی از آن منعکس می شود

شکست

اگر نور از یک محیط به محیط دیگر وارد شود مسیر آن تغییر می کند. مقدار تغییر مسیر بیانگر ضریب شکست است که آنرا از قانون اسنل محاسبه می کنند.

پراکندگی:

پراکندگی معیاری است از تغییر ضریب شکست نسبت به طول موج. این تغییر باعث تفکیک اجزای نور در منشور می گردد. تشکیل قوس و قزح نیز به دلیل پراکندگی نور در داخل قطره و ذرات آب است.

عبور:

نوری که بر شیشه می تابد مقداری از آن منعکس می شود و مقداری از آن عبور می کند.

تبلور:

به فرایند تشکیل بلورها تبلور گفته می شود.

اگر شیشه ها را به مدت طولانی در دمای مناسبی حرارت دهیم متبلور می شوند. ولی گروهی از اکسیدها و سیلیکاتها از این قاعده مستثنا هستند که حتی حرارت طولانی نیز نمی توانند آنها را متبلور سازد. اخیرا در دسته ای شیشه ها به طور عمدی تبلور ایجاد می کنند که به گروه شیشه – سرامیک مشهورند.

کشش سطحی:

نیروی لازم برای افزایش سطح کشش سطحی نامیده می شود و از نظر عددی برابر کار لازم در واحد سطح برای ایجاد سطح جدید بوده و واحد آن نیوتن بر متر است.

هدایت الکتریکی:

شیشه ها در حالت جامد عایق الکتریکی خوبی هستند در حالی که در حالت مذاب هادی الکتریکی می باشند. لذا مذاب شیشه را می توان با عبور مستقیم جریان الکتریکی حرارت داد.

خواص مکانیکی:

رشته های بی عیب شیشه تنشی معادل 70000کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل می کنند. اما معایب سطحی باعث تمرکز تنش و ترک خوردن شیشه می شود.برای افزایش مقاومت شیشه سطح آن باید کاملا صیقلی و عاری از ترک خوردگی باشد.

دسته بندی شیشه ها :

دسته بندی شیشه ها از دیدگاه های مختلف صورت گرفته است .از مهمترین انها دسته بندی بر اساس ترکیب شیمیایی و دسته بندی بر اساس کاربرد است .

شیشه و کاربرد آن در ساختمان

شیشه های قلیایی –اهکی

این گروه از قدیم ترین ,ارزانترین وپرکاربرد ترین شیشه هاست که کار وشکل دهی ان اسان است .

در مقایسه با دیگر شیشه ها ضریب انبساط حرارتی ان بالا ومقاومت به شوک حرارتی ان پائین است .ازاین ترکیب برای تولید شیشه پنجره (جام),بطری ,لیوان وشیشه اتومبیل استفاده می شود .

در چند دهه اخیر کیفیت این شیشه بهبود زیادی یافته است ولی در ترکیب شیمییایی ان هیچگونه تغییری صورت نگرفته است .

شیشه های سربی

شیشه های سربی یا شیشه های سرب-قلیایی شیشه های هستند که در انها سرب به کار رفته است.

معمولا ارزانند و به دلیل مقاومت ویژه الکتریکی مناسب و ضریب شکست بالا مورد توجه می باشند .

مقاومت به خوردگی این شیشه ها به مقدار سرب انها بستگی دارد ولی در مقایسه با دیگر شیشه ها در برابر اسید ها ضعیف اند. یکی از مصارف عمده این شیشه ها ،استفاده از ان به عنوان محافظ در برابر تشعشعات هسته ای است.

شیشه های بور و سیلیکاتی

بدلیل پایداری شیمیایی عالی ، مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی که نتیجه ضریب انبساط حرارتی پایین است شدیدا مورد توجه اند و در شش گروه دسته بندی می شوند.

الف:شیشه های پیرکس

ب: شیشه های الکتریکی

ج: شیشه های درز بندی برای جوشکاری شیشه ها

د: شیشه های اپتیکی که به شیشه های کراون معروفند

ه:شیشه های ازمایشکاهی جهت تجهیزات شیشه ای ازمایشگاه

و: شیشه های شفاف به نور ماوراء بنفش

شیشه های آلومینو سیلیکاتی

این گروه از شیشه های بورو سیلیکاتی سه برابر گران تراند ولی در دماهای بالا بسیار مفید تر اند زیرا مقاومت به شوک حرارتی بالا تری دارند.

شیشه های پر سیلیس

این شیشه ها 90تا 100 درصد سیلیس دارند و از تمام شیشه ها ، در برابر حرارت مقاوم ترند .

شیشه های لحیم کاری

این نام به شیشه هایی اطلاق می شود که در صنعت ، پائین ترین دمای ذوب را دارند وبرای چسباندن شیشه ها ، فلزات یا سرامیک ها به کار می روند . امروزه شیشه هایی با ترکیب سرب – روی – بور را شیشه های لحیم کاری می گویند .

شیشه های رنگی و مخصوص

این شیشه ها شامل شیشه های بوراتی ، فسفاتی ،شیشه های کلسیم – ژرمانیت –الومینات ،شیشه های تری سولفیت ارسنیک، شیشه های حساس به نور و رنگی است .

دربین این گروه ،شیشه های رنگی اهمیت ساختمانی دارند . از قرنها پیش ،شیشه ی رنگی فقط در تزیین استفاده می شد ولی امروزه شیشه های رنگی شفاف کاربرد علمی وفنی دارند که در صدها رنگ مختلف تولید و به بازار عرضه می شوند .

شیشه ی پنجره (جام) وشیشه تخت :

شیشه پنجره ، شیشه صیقل نخورده ای است که بیش ترین استفاده را در ساختمان دارد وبه شیشه جام معروف است زیرا از قدیم این شیشه ها را به شکل جام و کمی گود می ساختند و به طور وارونه در محل خود قرار می دادند .

شیشه جام باید کاملا صاف، شفاف و عاری از موج وحباب های هوا و با هر نوع عیب دیگر بوده و ضخامت ان در تمام سطح یکنواخت باشد .

صافی و یکنواختی شیشه باید طوری باشد که اگر با زاویه 45 درجه از پشت شیشه به شیئی که در فاصله یک متری ان قرار دارد نگاه کنیم ،ان شی کج و معوج به نظر نرسد.

لوله های شیشه ای:

معمولا برای نصب کابل های برق توکار ، کابل تلفن ، انتقال مایعات و گازهای خورنده از ان استفاده میشود .

این لوله ها نصبت به لوله های فولادی و اهنی به دلیل مقاومت شیمیایی بالاتر و سطح داخلی صیقلی تر مزیت دارند. از طرفی کنترل فرایند ها در داخل انها به دلیل شفافیت ساده تر است .

بلوک های شیشه ای :

این بلوک ها به صورت دو تکه اند که بر روی هم قرار گرفته و به طوری اب بندی می شوند که ما بین انها هوا قرار گیرد . بدین طریق این شیشه ها ، در برابر سرما و گرما عایق اند . ضمنا سطح روی این بلوک ها را مشجر می کنند تا نور از ان به صورت نفوذی عبور کنند . این بلوک ها حداقل 65 درصد نور مرئی را از خود عبور می هند.

کاشیهای شیشه ای را نیز به صورت لعاب دار و در رنگ های مختلف و یا با طرح موزائیکی از شیشه های نیمه مات رنگی تولید و عرضه می کنند . این کاشیها در داخل و یا نمای خارجی ساختمان ها و محل های که از نظر بهداشتی بایستی نظیف باشند استفاده می شوند .

پشم شیشه :

پشم شیشه محصول الیافی است که از ذوب ضایعات شیشه وکشیدن مذاب به شکل الیاف نازک تولید می شود واز ان برای عایق بندی حرارتی استفاده می شود .

شیشه های ویژه :

این شیشه ها را برای کاربرد های ویژه با طرح ها وعملیات حرارتی خاص تولید وعرضه می کنند که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت .

شیشه ایمنی (سکوریت ):

این شیشه ها که به شیشه طلق دار نیز معروفند ازدو لایه شیشه تخت تولید می شود که با یک لایه واسط از جنس مادهای آلی عمدتا پلی وینیل بوتیرال به هم می چسبند و می توان ان را در ضخامت های مختلف تولید کرد. این شیشه ها در برابر خورده شدن مقاومند .

شیشه ابدیده

مقاومت مکانیکی بالایی دارند زیرا تحت عملیلت خاصی تهیه می شوند ، یعنی در حالی که هنوز شیشه داغ است سطح ان را به سرعت سرد می کنند . این عمل در سطح شیشه تنش فشاری بالایی ایجاد می کند که نتیجتا توان تحمل تنش های کششی شیشه را افزایش می دهد . از این شیشه برای ساخت درهای اویزان وکشویی ومشابه استفاده می شود . در این مورد لبه های این شیشه ها تراشیده و گاهی در ان شکاف های خاصی برای نصب قطعات فلزی ایجاد می شود .

شیشه ی توری دار

در داخل این شیشه ها از نوعی توری فلزی ، شبیه توری مرغی استفاده می شود،ایمنی این شیشه ها نسبت به شیشه های معمولی بیشتر است .از ان برای پنجره های بالکن و دیوارهای حائل استفاده می شود .

شیشه های پرسی

این شیشه ها را با پرس کردن شیشه ای که با حرارت نرم شده است در داخل قالب تولید می کنند .از ان وسائلی نظیر عایق های الکتریکی ، بلوک های شیشه ای و وسائل رومیزی تولید وعرضه می کنند .

شیشه مشجر

شیشه مشجر یا طرح دار، شیشه ای نیمه شفاف است که از شیشه های شفاف یا رنگی تولید می شود ودر بازار به یشه ی قصری ، مرواریدی یا تزئیی معروف است .

برای تولید ان مذاب را از داخل غلتکهای مخصوص که دارای نقوش است عبور میدهند تا شیشه تخت به صورت شیشه مشجر در آید .چنین شیشه ای نور را از خود عبور می دهد ولی پشت ان دیده نمی شود ، آنرا در مرحله شکل دهی می توان با توری مسلح نمود .از این نوع شیشه در پنجره ها و دیوارهای حایل که نیاز به شیشه مات دارند استفاده می شود. شیشه مشجر رنگی در رنگهای زرد، سبز و آبی تولید وعرضه می شود.

شیشه جاذب گرما

این شیشه را با افزودن موادی که عمدتاً تشعشعات مادون قرمز را جذب می کند تولید می کنند.این شیشه در مناطق حاره ای برای کاهش عبور انرژی خورشید،ساخت چراغ بادی ساختمان ها و منازل وپنجره کاربرد دارد.

شیشه انعکاسی

این شیشه معمولاً برای تقلیل حرارت ناشی از تابش زننده ی خورشید و عبور نور به کار می رود و در نتیجه باعث صرفه جویی در هزینه های احداث، راه اندازی و نگهداری سیستم های تهویه و تبرید می شود.

این شیشه در پنج نوع طوسی،آبی،برنزی،طلایی و نقره ای به بازار عرضه می شود.شیشه با پوشش کروم دارای رنگ نقره ای در سطح بیرونی است.اگر در روز از داخل اتاق به بیرون نظاره شود شفافند ولی اگر از بیرون به درون نگاه شود آیینه ای اند. شبها پدیده ی فوق بر عکس می شود.

معمولاً سه نوع شیشه با قابلیت عبور نور8،14 و20 درصد تولید و عرضه می شود.

شیشه با پوشش سرامیک:

یک: برای تولید این نوع شیشه ها ، بر سطح آن ها رنگ سرامیکی اعمال می شود و سپس تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.استحکام این شیشه ها بالاست و در برابر یخ زدگی و حرارت مقاومند.به صورت تخت و در رنگهای مختلف با ضخامت های 6 تا 12 میلیمتر عرضه می شوند.

در نمای ساختمانهای عمومی و صنعتی،قسمتهای داخلی ساختمان و ساخت پانلهای دیواری چند لایه استفاده می کنند.

شیشه های هواپیما

برای محافظت خلبان از تشعشعات و ذرات رادیواکتیو و فرکانسهای رادیویی، پوششهای بسیار پیشرفته ای بر روی شیشه های هواپیما های جنگی اعمال می شود.

خواص نوری مطلوب، وزن سبک،مقاومت در برابر فشار هوا و ضربه ی ایجاد شده از برخورد پرندگان ،حفاظ مخصوص در برابر یخ زدگی ،حفاظت خلبان در برابر تشعشعات و ذرات رادیواکتیو، حفاظت در برابر فرکانسهای رادیویی از ویژگیهای این شیشه هاست.

این شیشه ها به روش ویژه تولید می شوند و سطح آنها با لایه ای هادی الکتریسیته به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار پوشش داده می شود.

شیشه های دوجداره

شیشه های دوجداره از دو یا چند لایه شیشه تشکیل می شوند که توسط قاب آلومینیومی (اسپیسر) که بصورت یک تکه در محیط پیرامون شیشه ها قرار گرفته ، از یکدیگر فاصله پیدا می کنند.

در درون این قاب های آلومینیومی ، ماده رطوبت گیر (دسی کنت یا زئولیت) قرار می گیرد، در مرحله بعد لایه های شیشه در شرایط کنترل شده کارخانه به وسیله درزگیر اولیه (چسب بوتیل) به قاب آلومینیومی چسبیده و گاز مخصوص (آرگون یا کریپتون) جایگزین هوای بین لایه های شیشه می شود. در پایان، روی قسمت بیرونی قاب آلومینیومی نیز ماده غیر قابل نفوذی ( چسب پلی سولفاید یا هات ملت) توسط دستگاه تزریق می گردد. در ساختار شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های مختلف، نظیر شیشه های ساده، رنگی، رفلکس، سکوریت، لمینت و ... قرار داد.

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

خدمات جانبی شیشه های دو جداره

دکوراتیو: به کارگیری انواع زه های رنگی در بین شیشه ها که در قاب انواع طرح های دلخواه می باشد.

آسانه:

وجود پرده های کرکره ای در بین شیشه ها که بوسیله آن می توان میزان و زاویه تابش نور را به اندازه دلخواه تنظیم نمود.

شيشه هاي چند جداره

شيشه هاي چند جداره به علت عايق حرارتي و برودتي و صوتي بودن در درب و پنجره هاي ساختمانهاي عمومي(دولتي و خصوصي)، مسكوني بويژه ساختمانهاي واقع در حاشيه اتوبانها و خيابانهاي پرتردد و نزديك فرودگاه ها و خطوط راه آهن و مناطق پر سرو و صدا، بيمارستاني، آزمايشگاه هاي مختلف، كابخانه ها، موزه ها، كليه مراكز آموزشــــي، كـارخانـه جات و ... كــاربرد داشــته و از مـزيتـهاي ويـژه اي مانند كاهش آلودگي صوتي و عايق حرارتي و برودتي برخوردار مي باشند.

مواد اولیه شیشه ها

سیلیس

سیلیس عمده ترین مواد اولیه شیشه است که در طبیعت به وفور وبه اشکال کیریستالی گوناگونی یافت می شوند .مناسب ترین نوع سیلیس برای تولید شیشه ،اپتیکی حداکثر015/0 است .زیرااهن رنگ اغلب شیشه ها را خراب می کند . سیلیس پس از خرد شدن دانه بندی می شود وسپس به مصرف می رسد .

سنگ آهک

برای تا مین اهک از کربنات کلسیم یا از دولومیت استفاده می شود . از دولومیت نیز که کربنات مضاعف کلسیم ومنیزیم است در تولید شیشه های سودا –اهک – سیلیس استفاده می شود .

فلدسپار و نفلین سیانیت :

این مواد عمده ترین منبع تولید الومین به شمار می رود . الومین ضریب انبساط شیشه را کاهش ، مقاومت کششی را افزایش وشیشه را در برابر سایش عوامل جوی واسید ها با دوام تر می کند .

سودا

این ماده در تولید شیشه سهم عمده ای دارد که انرا از کربنات سدیم تامین می کنند نمک طعام از نا خالصی های ان است که با یستی تا حد امکان مقدار ان کم باشد زیرا در دمای کوره تبخیر شده و به نسوز های کوره آسیب می رساند .

سولفات سدیم

این ماده نیز منبع تامین کننده اکسید سدیم در شیشه است ولی نقش ان پالایش شیشه است. ان را به دو صورت طبیعی و مصنوعی به بازار عرضه میکنند .

گچ یا ژیپس

گاهی به جای سولفات سدیم مصرف می شود و همان نقش سولفات سدیم را دارد . انتخاب یکی از این دو ماده بر اساس قیمت و فراوانی صورت می گیرد.

بورات ها

انبساط حرارتی را کاهش می دهند و باعث تقلیل ویسکوزیته شیشه می شوند.

اکسید ها وسیلیکات های سرب

این مواد در تولید شیشه های سربی ویژه (کریستالها،شیشه های اپتیکی،الکتریکی و جاذب تشعشعات رادیواکتیو) مصرف می شوند .

خرده شیشه

شیشه های ضایعاتی و خرد شده و غیر قابل فروش که همان ترکیب شیشه را دارد جهت ذوب مجدد به کوره تغذیه می شود .

مصرف آن بین صفر تا 100 در صد است . ولی عملا در کارخانه جات بین 30تا 60 درصد مصرف می شود

روش های تولید شیشه

شیشه ها طی عملات زیر تولید می شوند:

1-ذوب

2-تصیفه

3-شکل دهی

4- عملات حراتی یا تنش زدایی شامل ابدیده کردن و تنش زدایی

5-عملیات نهایی از قبیل تزئین ،صیقل و تراش

ذوب

ابتدا مواد خام با دانه بندی های مناسب، به دقت با هم مخلوط و به همراه شیشه های شکسته و برگشتی به کوره ذوب شیشه تغذیه می شود .

تصفیه

در مراحل ذوب،طی فعل و انفعالات شیمیایی حجم زیادی از گازها ،از قبیل گاز کربنیک و انید رید سولفورو متصاعد می شوند و حباب هایی در شیشه مذاب ایجاد می کنند .

برای خارج کردن این حباب ها از مذاب ،از مواد واسطه مانند سولفات سدیم و کربن ، اکسید ارسنیک به همراه نیترات سدیم استفاده می شود .

عمل خارج کردن حباب های ریز گاز از داخل مذاب را تصفیه شیشه می گویند.

علاوه بر تصفیه شیمیایی ، شیشه تحت تصفیه فیزیکی نیز قرار می گیرد . در تصفیه شیمیایی ، ویسکوزیته ، کشش سطحی و چگالی شیشه از عوامل مهم و تعیین کننده به شمار می روند .

شکل دهی

شیشه را می توان به روش دستی یا اتوماتیک شکل داد . در روش اتوماتیک ، شکل دهی شیشه طی چند ثانیه کامل می شود . در طی این زمان کوتاه شیشه از مذاب سیال به جسم جامد تبدیل می شود . روش های شکل دهی شیشه عبارتند از :

1- دمش

2- پرس

3- نورد و کشش

4- ریخته گری

عملیات حرارتی

شیشه پس از شکل دهی ، تحت عملیات حرارتی قرار میگیرد . تا تنش های داخلی ان از بین رفته و از شکنندگی ان کم شود .

عملیات حرارتی شیشه به یکی از دو طریق زیر صورت می گیرد.

- تنش زدایی

- چقرمه کردن- ابدیده کردن

تنش زدایی

وقتی شیشه از دمای بالا سرد شود در ان تنش های داخلی ایجاد می شود که بر خواص مکانیکی ان تاثیر نامطلوب دارد. لذا کلیه شیشه ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند تا تنش های ایجاد شده از بین برود.

برای تنش زدایی شیشه ، ان را تا دمای تنش گیری گرم می کنند ، به مدت معینی در این دما نگه می دارند و سپس به اهستگی سرد می کنند .

این عملات در کوره ای به نام گرم خانه صورت می گیرد .

چقرمه کردن یا ابدیده کردن شیشه

بر خلاف روش تنش زدایی، ابدیده کردن شیشه مستلزم گرم کردن ان تا حدود دمای نرم شدن و سپس سرد کردن سریع ان با جریان هوای سرد یا چائیدن ان در روغن است .

در این عملیات لایه سطحی شیشه سخت شده و تحت فشار قرار می گیرد ولی قسمت داخلی ان تحت کشش است . لذا در حین کار فشار سطحی در برابر کشش اعمال شده خنثی و نتیجتا مقاومت شیشه افزایش می یابد .

شیشه ای که با حرارت دادن ابدیده شده باشد مقاومتش 3تا 5 برابر شیشه تنش زدایی شده است در حالی که دیگر خواص ان از قبیل سختی و ضریب انبساط حرارتی تغییر نمی کند .

عملیات نهایی

سطح شیشه را به طرق مختلف می توان تغییر داد. از اسید فلوئیدریک برای حکاکی و صاف کردن ان استفاده می شود.

همچنین شیشه را می توان با ترکیبات نقره و مس رنگ کرد.

از پاشیدن فلز برای تزئین یا ایجاد هدایت الکتریکی استفاده می شود.

شیشه را می توان به اغلب فلزات جوش داد برای این کار مهمترین عامل اخت ضریب انبساط حرارتی دو ماده است .

شيشه دست‌ ساز يا شيشه فوتي‌ يكي از صنايع‌ دستي قديمي ايران است‌ و به‌ فرآورده‌ يي‌‌اطلاق ميشود كه‌ مراحل‌ اساسي‌ توليد آن با دست‌ انجام گرفته باشد.‌ قدمت‌ اين‌ محصول به‌ 2500 تا 3000 سال پيش از ميلاد ميرسد.‌ شيشه جسمي است‌ شفاف، شكننده و تركيبي از سيليكاتهاي قليايي‌ كه‌ اين‌ اجسام را در‌كوره‌ ذوب‌ مي‌نمايند و بوسيله دست‌ يا به‌ كمك قالب‌هاي مخصوص به‌ آنها شكل ميدهند.‌اشيايي‌ كه‌ از مناطق مختلف كشور نظ‌ير شوش، ري‌، ساوه‌، و نيشابور از زير خاك به‌ دست‌‌آمده نشان دهنده ساخت‌ اينگونه‌ ظروف‌ در اكثر نقاط كشور در گذشتههاي دور ميباشد.‌ظروف‌ شيشه يي‌ در اوايل‌ دوره‌ ي اسلامي‌ بيشتر شامل‌ بط‌ري، قوري‌، گلدان و فنجان بوده‌‌است‌ كه‌ براي مصارف‌ خانگي بكار مي‌رفته. برخي‌ اشيا باقي‌ مانده متعلق به‌ قرون‌ هشتم و‌نهم ميلادي‌ است‌ كه‌ بدون‌ تزئين ميباشد. همچنين تعدادي‌ دكمه شيشه يي‌ كه‌ طي يكي از‌حفريات ناحيه ي حسنلو بدست‌ آمده متعلق به‌ عهد هخامنشي است‌ كه‌ بر وجود و رونق‌‌شيشه گري در آن عصر گواهي‌ ميدهد.‌ يكي ديگر از فنون مرتبط با شيشه گري دستي، تراش شيشه بوسيله ي دست‌ يا چرخ است‌ و‌در روي‌ بعضي از ظروف‌ شيشه يي‌ قرن نهم كه‌ در سامره و ايران پيدا شده تراشهايي‌ عالي‌‌از صورت‌ انسان وجود دارد.‌ براي مثال اشيا كشف شده توسط‌ هيات اكتشافي‌ موزه‌ ي متروپوليتن در نيشابور را مي‌توان ‌نام برد.‌ هم اينك شيشه گري در بخشهايي‌ از كشور رواج دارد و دست‌ اندركاران آن با كمك وسايل‌ ‌ابتدائي‌ مصنوعاتي‌ مصرفي‌ و هنري توليد مي‌كنند.‌ كارگاههاي شيشه گري معمولا داراي سقفهاي بلند و پنجرههاي بلند هستند كه‌ باعث‌ خروج‌‌هواي گرم ناشي‌ از كار كردن‌ كوره‌ها ميشود و هواي داخل‌ كارگاه را متعادل‌ و قابل‌ تحمل‌نگاه ميدارد. براي استفاده‌ از چند نوع شيشه با رنگ‌هاي متفاوت‌ در هر كارگاه شيشه گري‌دو يا چند كوره‌ اصلي وجود دارد. ماده‌ اوليه براي ساخت‌ شيشه بيشتر ضايعات شيشه يي‌ و‌شيشه خرده‌ هايي‌ است‌ كه‌ از نقاط مختلف شهرها جمع آوري‌ ميگردد و گاهي‌ نيز از سيليس‌كه ماده‌ اصلي شيشه است‌ به‌ عنوان ماده‌ ي اوليه شيشه گري استفاده‌ ميشود.‌ درجه‌ حرارت‌ لازم‌ براي ذوب‌ سيليس 1827 درجه‌ سانتيگراد است‌. اما در مواردي‌ كه‌ مخلوط ‌شيشه و سيليس مورد استفاده‌ قرار گيرد به‌ منظور پائين آوردن‌ درجه‌ ذوب‌ مواد ديگري‌مانند كربنات، براكس‌، شوره‌، نيترات و مواد قليائي‌ ديگر به‌ ماده‌ ي اوليه افزوده‌ ميشود.‌ يكي از مهمترين‌ عوامل‌ در شيشه گري دستي نحوه ي ساخت‌ رنگهاي شيشه است‌. براي اين‌‌منظور از اكسيدهاي فلزات كه‌ به‌ صورت‌ پودر در بازار وجود دارد استفاده‌ مي‌نمايند.‌ مصنوعات شيشه يي‌ به‌ دو گونه‌ فوتي‌ و پرسي‌ توليد ميشود.‌ براي توليد شيشه ي فوتي‌ ابتدا مواد اوليه مصرفي‌ كه‌ عمدتا خرده‌ شيشه است‌ در داخل‌‌كوره‌ ريخته و حرارت‌ داده‌ ميشود تا به‌ صورت‌ مذاب در آيد. اين‌ عمل، يعني تبديل‌ شيشه‌خرده‌ به‌ شيشه ي مذاب به‌ نسبت درجه‌ ي حرارت‌ كوره‌ بين 36 تا 48 ساعت‌ به‌ طول‌ميانجامد و هنگامي‌ كه‌ شيشه به‌ صورتي‌ كاملا مذاب در آمد، استاد كار وسيله اي فلزي بنام ‌دم را به‌ داخل‌ شيشه ي مذاب فرو برده‌ و كمي آنرا مي‌چرخاند و بعد از اينكه مقدار كمي از ‌شيشه ي مذاب كه‌ اصطلاحا بار ناميده ميشود از داخل‌ كوره‌ برداشته شد، در لوله‌ مي‌دمد‌تا گوي كوچكي كه‌ به‌ گوي اول‌ موسوم است‌ به‌ دست‌ آيد بعد از سر دو سخت شدن اين‌‌گوي مجددا دم‌ را به‌ داخل‌ شيشه ي مذاب فرو برده‌ و شيشه لازم‌ را براي ساخت‌ وسيله ي ‌مورد نظ‌ر بر مي‌دارد تهيه ي گوي اول‌ به‌ صنعتگر كمك مي‌كند تا مقدار شيشه يي‌ كه‌ در‌مرحله ي دوم‌ بر مي‌دارد در تمام نقاط داراي قط‌ر مساوي‌ بوده‌ و شيئي كه‌ ساخته ميشود در‌تمام نقاط قط‌ر يكسان داشته باشد. اما بدليل آنكه در اين‌ مرحله، غلظت‌ شيشه ي مذاب‌براي فرم پذيري كم‌ است‌ و از سويي‌ حتما مي‌بايست داراي قط‌ر مساوي‌ و فرم مناسب‌‌باشد، لوله‌ ي دم‌ روي‌ ميله يي‌ كه‌ داراي سرد و شاخه‌ است‌ قرار گرفته و صنعتگر ضمن‌چرخاندن مداوم‌ آن به‌ وسيله ي قاشق‌ چوبي‌ به‌ فرم دادن‌ شيشه مي‌پردازد و براي‌پيشگيري از چسبيدن شيشه ي مذاب به‌ قاشق‌ هر چند يكبار آن را به‌ وسيله ي آب خيس‌ميكنند كه‌ به‌ اين‌ كار قاشقي كردن‌ بار مي‌گويند. بعد از مرحله ي قاشقي كردن‌ بار، گوي‌در داخل‌ قالب‌ قرار گرفته و عمل دميدن به‌ وسيله ي دهان و در مواردي‌ به‌ وسيله ي‌كمپرسور انجام مي‌شود.‌ شيشه ي پرسي‌ نيز همانند شيشه ي فوتي‌ نياز به‌ سرد شدن تدريجي دارد و به‌ همين جهت‌ميبايست بعد از تكميل جهت رسيدن گرمايش‌ به‌ درجه‌ ي حرارت‌ هواي معمولي‌ داخل‌‌گرمخانه‌ قرار داده‌ شود.‌ بعد از مرحله ي ساخت‌ نوبت‌ به‌ عمليات تكميلي مي‌رسد و محصول شيشه اي به‌ وسيله ي‌تراش، نقاشي‌ يا مات كردن‌ تزئين مي‌گردد.‌ براي مات كردن‌ شيشه مي‌بايست از اسيدي كه‌ بتواند قسمتي از سط‌ح‌ شيشه را در خود حل‌ ‌كند استفاده‌ شود تنها اسيدي كه‌ شيشه در برابر آن مقاومت‌ ندارد اسيد فلوريدريك‌ است‌‌اما كار كردن‌ با اين‌ اسيد بسيار خط‌رناك است‌ و در ضمن مقرون‌ به‌ صرفه‌ نيز نيست.‌بنابراين‌ بجاي آن از محلول آمونيوم هيدروژن‌ فلوريديا مواد مشابه‌ ديگر براي مات كردن‌‌شيشه استفاده‌ ميكنند.‌ براي مات كردن‌ شيشه، وسايل‌ شيشه اي را به‌ مدت چند دقيقه در محلول قرار داده‌ و‌سپس خارج‌ مي‌نمايند و با آب مي‌شويند رنگهايي‌ كه‌ معمولا براي نقاشي‌ روي‌ شيشه بكار‌ميرود اكسيدهاي فلزات مختلف بصورت‌ پودر است‌ كه‌ با تربانتين و روغن‌ مخصوصي مخلوط‌ساييده ميشود و آنرا به‌ صورت‌ مخلوط غليظي‌ در مي‌آورند و با آن بروي‌ شيشه نقاشي‌‌ميكنند سپس به‌ منظور ثابت‌ كردن‌ رنگ‌ اشيا نقاشي‌ شده، آنها را به‌ مدت 2 تا 4 ساعت‌‌در كوره‌ يي‌ با دماي 500 تا 600 درجه‌ ي سانتيگراد قرار مي‌دهند، سپس كوره‌ را خاموش و‌بعد از سرد شدن كامل‌ كوره‌، اشيا را از آن خارج‌ مي‌نمايند.‌ جهت تراش روي‌ شيشه از سنگ مخصوصي كه‌ درجه‌ سختي آن بيش از سختي شيشه است‌‌استفاده‌ مي‌نمايند. براي اين‌ منظور از سنگهاي ديسك مانندي كه‌ با سرعت‌ لازم‌ قادر به‌‌چرخش‌ هستند استفاده‌ به‌ عمل مي‌آيد. سرعت‌ چرخهاي تراش و ديسك تراشكاري‌ بستگي‌مستقيم به‌ نوع تراش دارد.‌ صنعتگران تراشكار نخست محلهايي‌ را كه‌ مي‌بايست تراش بخورد مشخص نموده‌ و سپس با‌نگهداشتن ظرف شيشه يي‌ در دست‌ و نزديك‌ كردن‌ آن به‌ سنگ تراش نقش دلخواه روي‌‌شيشه را حك‌ مي‌نمايند و سپس آن قسمتها را صيقل مي‌دهند.‌ هم اكنون محصولات شيشه يي‌ دست‌ ساز كشورمان شامل‌ انواع ظروف‌ مصرفي‌ و تزئيني‌است‌ كه‌ بخش عمده ي آن توسط‌ كارگاههاي شيشه گري تهران توليد و عرضه‌ مي‌شود.‌يكي از طرح‌هاي جذاب و زيباي شيشه‌هاي تزئيني ، شيشه‌هاي فيوزينگ مي‌باشد . در شيشه‌هاي فيوزينگ طرح مورد نظر با برش‌هايي از شيشه و توسط اعمال حرارت به صفحه اصلي شيشه‌اي فيوز مي‌گردد (اتصال مي‌يابند) . براي توليد شيشه‌هاي فيوزينگ تزئيني به كوره ، كفي كوره ، آستركف و شيشه نيازمنديم . كوره فيوزينگ مهمترين وسيله لازم براي فيوز شيشه مي‌باشد . اين كوره با پوشش‌هاي سراميكي سنتي يا با دستاوردهاي جديد ساخته مي‌شود . تفاوت بين كوره سراميكها و كوره فيوزينگ شيشه در محل المنتها است . كوره فيوزينگ داراي المنتهاي الكتريكي مي‌باشد كه در بالاي كوره و در كناره‌ها و كف كوره قرار دارند . دليل اين امر انتشار يكسان حرارت در تمام سطح شيشه مي‌باشد . كوره‌هاي گازي نيز مي‌توانند براي فيوزينگ استفاده گردند ، اما در اينصورت مشكلات زيادي به وجود خواهد آمد . انواع كوره‌ها : المنت‌هاي حرارتي كوره‌هاي الكتريكي ممكن است در بالاي كوره يا اطراف ديواره‌هاي داخلي كوره باشد . كوره‌هايي كه المنت‌هاي حرارتي آنها بالاي كوره قرار دارند حرارت از بالا ( Top Fired ) ناميده مي‌شوند و آنهايي كه المنت‌هاي حرارتي‌شان در كناره‌هاي كوره كار گذاشته شده است حرارت از كنار ( Side Fired ) ناميده مي‌شوند . مكان و نظم المنت‌هاي حرارتي توسط چگونگي حرارت ديدن شيشه تعيين مي‌گردد . كوره فيوزينگ شركت آبگينه از نوع حرارت از بالا مي‌باشد كه داراي 15 المنت‌ حرارتي در سقف كوره يعني بر روي درب آن است . در توليد محصولات فيوزينگ مهمترين عامل شيشه‌هاي مخصوص فيوزينگ مي‌باشند كه بايد ضريب انبساط حرارتي متناسبي داشته باشند . از لحاظ فيوزينگ شيشه ، اگر دو شيشه بتوانند با هم فيوز شوند ، هماهنگ هستند . در اين حالت پس از خنك كردن مناسب تا دماي اتاق ، هيچ تنش بيش از اندازه‌اي كه منجر به شكست شود ، در قطعه نهايي وجود ندارد . آزمايشهايي كه براي تشخيص هماهنگي شيشه‌ها وجود دارند عبارتند از : 1) كشش ريسمان 2) تنش سنجي 3) آزمايش قطعهبه عنوان مثال آزمايش كشش ريسمان خيلي سريع و بدون استفاده از كوره انجام مي‌شود و بر اساس اين واقعيت است كه اگر رشته‌اي از دو شيشه كشيده شده كه شبيه به هم منقبض نمي‌شوند ، به يكديگر فيوز شوند ، رشته خم خواهد شد . مراحل عمليات حرارتي براي فيوزينگشش مرحله در سيكل حرارتي فيوزينگ وجود دارد كه دو مرحله براي گرمايش و چهار مرحله براي سرمايش بوده و عبارتند از : 1) گرمايش اوليه : مرحله‌اي است كه شامل حرارت دادن شيشه از دماي اتاق تا درست بالاي دماي نقطه كرنش شيشه مي‌باشد . در شيشه‌هاي رنگي اين دما رنجي از 400 تا c 0 485 مي‌باشد . در طول اين مرحله گرمايش در سرعتي درست زير سرعت دمايي كه سبب شكست مي‌گردد ، شروع مي‌شود . اين سرعت با اندازة ضخيم‌ترين لايه منفرد از شيشه تغيير مي‌كند . هنگاميكه دما به نقطة كرنش برسد مرحله دوم شروع مي‌گردد . 2) گرمايش سريع : در اين مرحله شيشه فيوز نشده از دماي نقطة كرنش تا دمايي كه در آن لايه‌هاي شيشه منفرد تا حد مطلوب فيوز نشده‌اند ، حرارت داده مي‌شود . اين مرحله از سيكل حرارتي در مقايسه با مرحلة قبل خيلي سريعتر مي‌باشد . دماي فيوز به فرمول شيشه و ضخامت آن بستگي دارد . وقتي كه فيوز دلخواه بدست آمد ، مرحلة بعدي شروع مي‌گردد . 3) سرمايش سريع : خنك نمودن شيشه فيوز شده از بالاترين دما كه در طول مرحلة گرمايش سريع به آن رسيديم تا دماي آنيلينگ را سرمايش سريع گويند . براي مقابله با كريستاليزه شدن ، خنك كردن بايد با سرعت خنك شدن كوره مطابقت داشته باشد . هنگاميكه دما به رنج آنيلينگ رسيد (تقريباً c 0 540) مرحلة چهارم شروع مي‌شود . 4) نگهداري در دماي آنيل : در اين مرحله ، كوره در يك دماي ثابت (دماي آنيلينگ بهينه) نگهداشته مي‌شود . زمان و دماي نگهداري بستگي به شيشه و ضخامت آن دارد . هنگاميكه دماي شيشه با دماي تاقچه كوره برابر شد و تنشهاي ناشي از نابرابري حرارت دادن يا كار مكانيكي برطرف شد مرحله پنجم آغاز مي‌گردد . 5) سرد كردن از دماي آنيل :اين دما بين دو دماي نگهداري در آنيل و نقطة كرنش محدود مي‌شود . تنها زمان جلوگيري از پيشرفت تنش دائمي در قطعة نهايي در طول اين مرحله مي‌باشد . 6) خنك كردن تا رسيدن به دماي اتاق :اين مرحله جهت جلوگيري از شكست مي‌باشد . سرعت حداكثر خنك كردن مجاز براي جلوگيري از شكست بستگي به ضخامت دارد ولي عموماً سريع است . عموماً به كوره‌ها اجازه داده مي‌شود تا به طور طبيعي خنك گردند . زمانها و دماها براي هر نوع شيشه و براي هر ضخامتي متفاوت مي‌باشد .از زمان معرفي شيشه فلوت در سال 1959 توسط پيلكينگتون فرآيند فلوت آرام آرام به نحو گسترده‌اي جايگزين فرآيندهاي شيشه تخت گرديده است . امروزه حدود 180 طرح فلوت با ظرفيت توليدي در حدود 40 ميليون تن در سال وجود دارد . اين مقدار متناظر با حدود 35 % كل توليد شيشه در جهان است .شيشه تخت حاصل از روش فلوت در مقايسه با فرآيندهاي توليد قديمي‌تر شيشه تخت مزايايي دارد كه عبارتند از :-فرآيند فلوت قادر است شيشه تخت با كيفيت بالا در محدوده ضخامتي 5/0 تا 25 ميليمتر با عرض نواري بيش از 3 متر توليد نمايد . -فرآيند توليد شيشه فلوت ظرفيت توليد بالايي را بر خلاف فرآيندهاي قبلي امكان‌پذير مي‌سازد . -فرآيند فلوت پيوسته بوده و امكان اتوماسيون را تا ميزان زيادي ممكن مي‌سازد . -كيفيت نوري سطح شيشه فلوت با شيشه پليت سايش خورده پوليش شده قابل مقايسه است . -با توجه به پيشرفت‌هاي مداوم و بهبودهاي حاصله در 35 سال اخير فرآيند فلوت بي‌دردسرتر و ايمن‌تر از ديگر فرآيندهاي توليد شيشه است . تاريخچه توليد شيشه شناور :پيوسته كردن فرآيند توليد شيشه تخت كه از اوايل قرن بيستم آغاز شد ، مسير پر فراز و نشيبي را طي كرده است . در اين مسير سه روش كشش ، نورد و شناور ، تقريباً مراحل آزمايشي خود را همزمان آغاز كردند . دو روش اول به سرعت ارزش تجاري خود را كسب كردند و در توليد انبوه شيشه تخت به كار رفتند . اما عدم موفقيت اين روشها در توليد شيشه‌هاي تخت بدون اعوجاج و بدون نوسانات شديد ضخامت و نيز دردسرهاي فراوان پرداخت و صقيل شيشه نورد شده سبب شد تا نهايتاً توجه شيشه سازان به مزاياي روش شناور جلب شود . جرقه فكري روش شناور را فردي بنام “ لومباردو ” ايتاليايي زد كه در سال 1900 راهي براي توليد صفحات دي الكتريك تخت با استفاده از مايعي مثل موم يا پارافين بر روي مايع جيوه ابداع كرد و آنرا به ثبت رساند . بلافاصله در سال 1920 ميلادي “ ويليام هيل ” آمريكايي روش جديدي را براي توليد شيشه تخت بر اساس روش ابداعي لومباردو به ثبت رساند . در اين روش او مذاب شيشه را بر روي سطح مذاب ديگري از فلزات ريخت و سپس با كشيدن مذاب شيشه بر روي سطح فلز حمام مذاب آنرا به صورت ورقه‌اي صاف درآورد . آزمايشهاي اوليه در سال 1920 در كارخانه “ گريگتون ” از شركت آمريكايي “ Pitsburg Plat Glass ” (PPG) صورت گرفت . در اين كارخانه سعي شد با شناور كردن مذاب شيشه بر روي آنتيموان مذاب ، عمل تخت كردن شيشه صورت گيرد . ولي آزمايش به دليل عدم موفقيت در تهيه و ساخت بدنه حوضچه‌اي كه بتواند آنتيموان مذاب را نگه دارد متوقف شد . موفقيت ساخت يك واحد آزمايشي به روش شناور در سال 1950 ميلادي نصيب شركت انگليسي “ برادران پيلكينگتون ” شد . در اين روش كه اولين واحد موفق تجاري آن در سال 1959 ميلادي در انگلستان به توليد رسيد مذاب شيشه پس از طي مراحل ذوب و حبابزدايي ، با استفاده از همزنهاي مكانيكي مخصوص ، همگون و با درجه حرارت 1050 درجه سانتيگراد و از طريق آجر نسوز يكپارچه‌اي به نام آجر لبه (Spout) وارد حمام قلع مذاب مي‌گردد . مقدار مذاب ورودي به حمام با كمك يك ديواره معلق متحرك (Tweel) كنترل مي‌شود . مذاب شيشه در حمام قلع ، با شناور شدن بر روي مذاب قلع و در نتيجه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي به صورتي كاملاً صاف ، تخت و بدون اعوجاج در مي‌آيد . ضخامت نوار شيشه در داخل حمام قلع با اعمال منحني دمايي خاص و با استفاده از انبركهاي غلتكي مستقر در كناره‌ها و نيز تسمه‌هاي گرافيتي ، ساخته مي‌شود . شرح كلي فرآيند فلوت :در اين روش ، شيشه در يك كوره ذوب در دماي حدود 1550 درجه سانتيگراد بدون داگ‌هاوس ذوب مي‌گردد . از اينرو حركت دوراني و گردابي نوارهاي شيشه رخ نمي‌دهد ، و همين عامل اثر مطلوبي بر خواص نوري شيشه تخت مي‌گذارد . ريزش مذاب شيشه به قسمت فلوت از طريق كانالي رخ ميدهد كه در آن مقدار ريزش به وسيله يك بلوك آجر عمودي (Tweel) كنترل مي‌گردد . شيشه با دمايي حدود 1050 درجه سانتيگراد از روي يك سنگ لبه از جنس فيوزكست بر روي حمام قلع مذاب مي‌ريزد كه قلب طرح قسمت شناور است و به صورت فيلمي با ضخامت ثابت گسترده مي‌شود . فيلم مزبور در جهت طولي به صورت نواري با عرض بيش از 3 متر گسترده مي‌شود و با كنترل از 1050 به 600 درجه سانتيگراد سرد مي‌گردد . در اين دما ، نوار شيشه پيوستگي و سفتي لازم را دارد كه بتواند از حمام قلع بيرون آورده شده و به كانال تنش‌زدايي برسد . در 150 متر طول كوره تنش‌زدايي كه سخت شدن شيشه رخ ميدهد نوار شيشه با كنترل سرد مي‌گردد تا از تنش‌هاي باقيمانده جلوگيري شود . پس از كوره تنش‌زدايي نوار شيشه به صورت پيوسته از بازرسي اپتيكي مي‌گذرد تا معايب شيشه شناسايي گردد و نهايتاً نوار شيشه بريده مي‌شود . حمام فلوت :حمام فلوت داراي طولي حدود 40-50 متر و عمق تقريبي 6-7 سانتيمتر و عرض متغير 4-7 متر مي‌باشد . حمام از يك پوسته فلزي كه داخل آن با كمك آجرهاي شاموتي مخصوص پوشيده شده است ، تشكيل مي‌شود . نيمي از حمام دو جداره و المنتهاي گرمايي در داخل جداره تعبيه شده‌اند . كنترل دما ، فشار ، اتمسفر و بويژه وضعيت نوار مذاب به صورت اتوماتيك و كامپيوتري انجام مي‌شود . در واقع قسمت حمام فلوت (حمام قلع) از واني “ نسوز و گرافيت ” براي نگهداري قلع مذاب و همچنين يك اتاق در حد امكان بدون نشت گاز تشكيل شده است كه براي نگهداري اتمسفر احيا كننده “ 10% گاز هيدروژن و 90% گاز نيتروژن ” بكار ميرود تا از اكسيداسيون قلع جلوگيري شود . در فرآيند فلوت از اين واقعيت بهره برده مي‌شود كه در خصوص دو مايع غير قابل امتزاج ، مايع با دانسيته كمتر بر روي مايع سنگين‌تر به شكل يك فيلم پخش و گسترده مي‌شود . يك زمينه محدود كاملاً صاف و مستول از مايع سبك‌تر تحت تأثير وزن مخصوص و انرژي سطحي بوجود مي‌آيد . براي تحقق بخشيدن به فرآيند فلوت به دنبال مايعي بودند كه بتوان بر روي آن مذاب شيشه را ريخت به نحوي كه بتوان سطح كاملاً مستوي و يكنواختي به وجود آورد . اين مايع بايد بتواند شرايط ضروري ذيل را برآورده كند :-دانسيته بايستي بيشتر از دانسيته شيشه gr/cm3 5/2 باشد . -نقطه ذوب بايستي كمتر از 600 درجه سانتيگراد باشد . -فشار بخار مايع در حدود 1050 درجه سانتيگراد حتي‌المقدور كم باشد . -مايع نبايستي با مذاب شيشه واكنش شيميايي بدهد . Ga ، In اساساً براي استفاده در حمام فلوت بر طبق خواص فيزيكي‌شان مناسب هستند . قله مايع بدين جهت انتخاب شد كه در ميان فلزات بالا ارزانترين بود . اين فلز همچنين كمترين واكنش با مذاب شيشه در 1050 درجه سانتيگراد را داشته و كمترين فشار بخار را دارد . معايب و مشكلات شيشه فلوتيكي از مشكلات اين روش اين است كه لبه ديواره معلق “ Tweel ” در داخل مذاب قرار دارد و اين خود سبب پيدايش ناخالصي‌ها و آلودگي مذاب مي‌شود كه بعدها پس از مدتي تلاش براي حل اين مشكل با پوشاندن لبه ديواره معلق از پلاتين ، نهايتاً لبه آنرا از مذاب خارج كردند . يكي ديگر از مشكلات بسيار اساسي و مهم اين روش پيچيدگي توليد شيشه‌هاي نازك بود . كارهاي اوليه نشان مي‌داد كه توسعه و پخش مذاب بر روي قلع تا زماني صورت مي‌گيرد كه ورقه مذاب به يك ضخامت تعادلي در حدود 6 ميليمتر برسد . تجربيات اوليه براي تغيير ضخامت شيشه توليدي با بالا و پايين آوردن سرعت غلتكهاي انتهايي انجام شد ، ولي تجربه نشان داد كه اگر سرعت غلتك انتهايي را براي كاهش ضخامت شيشه كم كنند ، عرض ورقه شيشه به شدت كم مي‌شود . مثلاً در تغيير ضخامت به اين روش از 6 به 4 ميليمتر عرض ورقه از 5/2 متر به 75 سانتيمتر مي‌رسيد . لذا از همان ابتدا مشخص بود كه براي كنترل ضخامت ، تحول مهمي بايد در فرآيند توليد شيشه شناور صورت گيرد . براي كنترل ضخامت روي تركيب شيشه نيز كار شد ، ولي نتيجه چندان رضايت بخش نبود . آزمايشهاي انجام شده نشان داد كه تغيير ضخامت با تغيير تركيب كه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي را تغيير ميدهد ، قدرت تنظيمي بين 6 تا 7 ميليمتر را بيشتر ندارد . پس از تلاشهاي فراوان ، تغيير منحني دما در حمام قلع و عملكرد توامان تغيير دما و حركت انبرهاي بالشتكي لبه‌گير براي كنترل ضخامت بسيار موفقيت‌آميز بودند . در اين روش مذاب با دماي حدود 1050 درجه سانتيگراد (گرانروي 104 پواز) وارد حمام قلع مي‌شود . دماي حمام بتدريج كاهش يافته و در دماي حدود 700 درجه سانتيگراد غلتكهاي زوجي ، لبه‌هاي طرفين شيشه را در اختيار مي‌گيرند . به اين ترتيب عرض شيشه ثابت مي‌ماند . پس از تثبيت عرض و فائق آمدن بر كشش سطحي ، دوباره دماي حمام افزايش مي‌يابد و درجه حرارت نوار شيشه به حدود 850 درجه سانتيگراد ميرسد . در اين مرحله سرعت غلتكهاي انتهايي را افزايش داده و ضخامت را كنترل و تنظيم مي‌كنند . بدين ترتيب امكان توليد شيشه‌هاي نازكتر از 6 ميليمتر و يا ضخيمتر از آن به روش شناور فراهم مي‌شود . براي توليد شيشه‌هاي ضخيمتر از ضخامت تعادلي ، حركت مذاب در حمام قلع توسط موانع يا ميله‌هاي گرافيتي كنترل مي‌گردد و مانع از پخش آن در عرض حمام مي‌شوند . در اين روش ضخامت ورقه توليدي به مقدار و سرعت كشش شيشه در حمام بستگي دارد . براي جلوگيري از تأثيرات منفي موانع گرافيتي بر روي لبه‌هاي شيشه سعي مي‌كنند كه طول اين موانع در حداقل مورد نياز باشد . در سال 1969 ميلادي توليد شيشه‌اي به ضخامت 15 ميليمتر با اين روش امكان‌پذير گشت . سومين مشكل مهم روش فلوت ، معضلات شيميايي اين روش بود . وجود كمترين ناخالصي در حمام قلع ، بويژه حضور اكسيژن و گوگرد در فضاي حمام ، حتي در حد يك در ميليون ، با قلع تركيب مي‌شوند و تركيباتي چون SnO و SnS بوجود مي‌آورند كه پس از تبخير و مهاجرت به نواحي سردتر حمام بر روي ورقه شيشه مذاب شبنم مي‌زنند و لكه‌هاي چسبنده‌اي روي سطح ورقه شيشه به وجود مي‌آورند . علاوه بر آن چون حلاليت اكسيد قلع مذاب كم است ، در صورت پيدايش اكسيد قلع ، اين اكسيد به صورت لكه شناوري روي سطح مذاب قلع شناور شده و سطح زيرين شيشه را معيوب مي‌كند و به مرور با نفوذ در ساختار مولكولي شيشه ، در آن باقي مي‌ماند و هنگام خم شيشه در كوره‌هاي عمليات حرارتي ، مثلاً در توليد شيشه خودرو ، سبب پيدايش كدري روي سطح شيشه مي‌شود . كاهش اين ناخالصيها و كنترل دور گردش آنها در كوره و حمام از موارد مهم موفقيت روش فلوت است . سيكل آلودگي گوگرد و اكسيژن در حمام قلع :اگر چه همه بررسي‌هاي ممكن نشان مي‌داد كه قلع بهترين و مناسب‌ترين فلز بستر براي شناور سازي نوار شيشه است ، اما ويژگي شيميايي اين عنصر ميل شديد تركيبي‌اش با اكسيژن و گوگرد است كه در شرايط دمايي بالا تشديد مي‌گردد به تدريج در فرآيند توليد شيشه مشكلات خاص خود را ايجاد مي‌نمايد . اكسيژن و گوگرد در دو سيكل شيميايي متفاوت سبب آلودگي سطح شيشه و نيز تخريب المنت‌هاي گرمايي حمام قلع مي‌شود . سيكل آلودگي گوگرد با تشكيل سولفور قلع (استانو) در مذاب قلع آغاز مي‌شود . اين سولفور در محدوده‌ دمايي 1000-1050 درجه سانتيگراد به سرعت بخار شده و از محيط قلع خارج مي‌شود . بخار سولفور استانو ، در چرخه كنوكسيوني اتمسفر حمام قلع به نقاط سردتر مهاجرت كرده و بر روي سطح سقف حمام و المنتهاي گرمايي آن كندانسه مي‌شود و پس از طي فرآيند ناقص احيا ، سولفور قلع به قلع فلزي و نهايتاً مخلوطي از سولفور قلع و قلع فلزي به شكل لكه‌هاي ريز و پايدار (با قطره‌هاي متفاوت از 100 تا 1000 ميكرون) بر روي سطح شيشه چكه مي‌كند . وجود ppm 10 سولفور در اتمسفر حمام منجر به تشكيل 100 ميلي‌گرم سولفور قلع در هر متر مكعب از فضاي حمام در دماي 1000-1050 درجه سانتيگراد مي‌گردد . نقش گوگرد در مقايسه با اكسيژن در مورد تشكيل لكه‌هاي سطحي بسيار زيادتر است و لازم است كه بهاي لازم به وجود و حضور اين عنصر در حمام قلع داده شود . براي كنترل سيكل آلودگي گوگرد روش‌هاي متفاوتي تجربه شده است . با توجه به اينكه سقف محل تجمع سولفور قلع است اساس روش‌هاي اوليه تميز كردن سقف حمام با استفاده از دمش هوا يا گرم كردن ناحيه سقف و تسريع فرآيند احيا چكه در يك محدوده زماني كوتاه بود كه معمولاً در هنگام تميز كردن سقف شيشه ، توليد غير قابل استفاده مي‌شد . اكنون روش ريشه‌اي‌تري در اين مورد اتخاذ شده است . در واقع تجربه سالهاي گذشته در مورد كنترل كاهش سولفات سديم كه بيشتر در كشورهاي اروپايي جهت كاهش آلودگي محيط زيست انجام مي‌گرفت ، نشان داد كه اين كاهش به شدت در تقليل سيكل گوگرد مؤثر بوده است . به همين جهت اكنون براي كنترل اين چرخه آلودگي از ورود گوگرد به داخل حمام قلع از طريق اتمسفر كوره و يا نوار شيشه حتي‌الامكان با كاهش مصرف عوامل گوگرد دار خودداري مي‌شود . سيكل آلودگي اكسيژن نيز با تركيب اكسيژن و قلع و تشكيل اكسيد قلع (استانو) آغاز مي‌گردد . بخشي از اكسيد قلع حاصل تبخير و بخشي نيز در مذاب قلع حل مي‌شود . بخار SnO در نواحي سردتر روي سطح شيشه كندانسه و موجب تشكيل لكه‌هاي پايدار بر روي سطح شيشه مي‌شود . اكسيد قلع محلول پس از رسيدن به حد اشباع از مذاب قلع خارج و به صورت اكسيد استانيك روي سطح مذاب قلع شناور گشته و سطح زيرين نوار شيشه را آلوده و كدر مي‌كند . از همان ابتداي شكل‌گيري اين تكنولوژي براي كاستن از مسأله آلودگي اكسيژن ، تنها راه عملي جلوگيري از ورود اكسيژن به داخل حمام تشخيص داده شد و در اين رابطه ضمن كنترل اتمسفر حمام با استفاده از هيدروژن و نيتروژن ، روش‌هاي دقيقتري براي درزبندي و جلوگيري از نفوذ ديفوزيوني اكسيژن به داخل حمام اتخاذ شد وجود حدود 10 درصد هيدروژن در اتمسفر حمام قلع ، در صورت اكسيژن به داخل حمام با جذب آن و تشكيل مولكولهاي H2O ، سيكل آلودگي اكسيژن را متوقف مي‌سازد . به هر حال در حال حاضر مسأله آلودگي اكسيژن و گوگرد ، مشكل عمده در توليد شيشه فلوت نمي‌باشد و روش‌هاي كنترل و محدود كردن آن كاملاً شناخحته شده هستند . اما آلودگي سطح نوار شيشه به قلع يا اكسيد قلع هنوز از مباحث جالب و مورد پيگيري در اين صنعت است . بررسي‌هاي فعلي نشان داده است كه در تركيب صد انگستروم اول سطح شيشه بيش از 30 درصد اكسيد قلع وجود دارد . در مواردي آلودگي‌هاي سطحي اگر چه ممكن است ظاهراً محسوس نباشد ولي در مراحل بعدي كار با شيشه ، بويژه در فرآيندهاي تكميلي مثل توليد شيشه نشكن يا خم براي مصارف ساختماني يا اتومبيل سبب پيدايش كدري در سطح شيشه مي‌گردند . نتيجه‌گيري :ابداع فرآيند شناور (فلوت) براي توليد پيوسته نواري از شيشه تخت با دو سطح موازي ، بدون اعوجاج و بدون نوسانات ضخامت ، گنجينه گرانبهايي از انواع كاوشهاي علمي و تكنولوژيكي را براي مهندسان و دانشمندان به همراه داشته است . انديشمندان تلاشهاي زيادي كرده‌اند تا جنبه‌هاي مختلف اين فرآيند اعجاب‌انگيز را با استفاده از قوانين فيزيك توضيح دهند . دستيابي به قانونمنديهاي حاكم بر تشكيل نوار شيشه در اين فرآيند اكنون عرصه‌هاي جديدتري را در تكوين و ابداعات نوين اين تكنولوژي ايجاد كرده است و توسعه و تكميل اين تكنولوژي در سالهاي اخير سرعت بيشتري يافته و از شكل اوليه خود بسيار فاصله گرفته است . اكنون نسل جديدي از واحدهاي توليد شيشه فلوت در حال شكل‌گيري است . تركيب شيشه :تركيب نرمال شيشه با مقدار 9/0 % Fe2O3 08/0 %SO3 K2O Fe2O3 MgO CaO Na2O Al2O3 SiO2 0.3 0.3 0.1 3.5 9.2 14.3 0.3 72.0 خلاصه :در قلب صنعت شيشه جهان ، فرآيند فلوت قرار دارد كه توسط پيلكينگتون در سال 1959 بوجود آمد كه شيشه شفاف ، رنگي و پوششي دار براي ساختمان و شيشه شفاف و رنگي را براي وسايل نقليه توليد مي‌كند . اين فرآيند ، قادر به ساخت شيشه با ضخامت 6 ميليمتر است و حالا قادر به توليد شيشه‌هايي به ضخامت 4/0 ميليمتر و حتي تا 25 ميليمتر است .شيشه مذاب ، در تقريباً دماي 1000 درجه سانتيگراد بطور مداوم از كوره روي حمام باريك قلع مذاب ريخته مي‌شود . شيشه مذاب روي قلع شناور مي‌شود ، به صورت يك سطح صاف روي آن پخش مي‌شود . ضخامت شيشه به وسيله سرعتي كه نوار شيشه در حال جامد شدن از حمام كشيده مي‌شود و كنترل مي‌گردد . سپس آنيل مي‌گردد (با سرمايش كنترل شده) و شيشه به عنوان محصولي پوليش شده با حرارت كه داراي سطوح واقعاً موازي است درمي‌آيد

بازيافت هر تن شيشه يعني صرفه‌جويي 90 بشكه نفت امروزه بسياري از متخصصين معتقدند كه محدود بودن منابع فسيلي و همچنين ساير موادي كه در دنياي پيرامون ما وجود دارند، با توجه به افزايش جمعيت كه به دنبال خود نرخ تقاضا براي مصرف را بالا برده است، مجموعاً سبب اين امر شده است كه ميزان اين منابع به مقدار قابل توجهي كاهش يابد. بر همين اساس تلاش بيشتر كشورهاي جهان نيز به اين نكته معطوف شده است كه از ضايعات توليدي در بخش‌هاي مختلف جامعه بيشترين بهره‌برداري را داشته باشند تا از اين طريق علاوه بر آنكه برداشت كمتري از ذخاير و منابع صورت پذيرد، به محصولات مصرف شده نيز حياتي مجدد داده شود و اين مواد دوباره به اشكال مختلف در چرخه توليد و مصرف وارد گردند. به بيان ديگر يكي از راه‌هاي منطقي در كاهش و تخريب آلودگي محيط‌زيست و همچنين افزايش عمر طبيعي (تجديدشونده و غيرقابل تجديد) استفاده مجدد و بازيافت از زوايد ضايعات كشاورزي، صنعتي و معدني و شهري است. سالانه ميليون‌ها تن از ضايعات در كشور به وجود مي‌آيد كه در صورت بازيافت آنها علاوه بر صرفه‌جويي قابل توجه اقتصادي، بهسازي و نيز حفاظت محيط‌زيست كمك فراواني خواهد شد. شيشه يكي از مواد قابل بازيافت مي‌باشد كه در صورت بازيافت مي‌تواند اولاً صرفه‌جويي در استفاده از مواد خام را در بر داشته باشد، ثانياً به صرفه‌جويي در مصرف انرژي منجر شود. در اين بررسي سعي شده است كه نگاهي گذرا به روش‌هاي بازيابي شيشه داشته باشيم. نزديك به 4000 سال قبل از ميلاد مسيح شيشه بيشتر به صورت دانه‌هاي تزييني در خاورميانه مورد استفاده قرار مي‌گرفته است. 1550 سال قبل از ميلاد مسيح ظرف‌هاي شيشه‌اي‌رنگي جهت پخت و پز و نوشيدن استفاده مي‌شدند و به تازگي گلدان‌هايي در نينوا در Assyria متعلق به حدود 800 سال قبل از ميلاد پيدا شده است كه هم‌اكنون در موزه لندن نگهداري مي‌شود. تا حدود قرن 18 و 19 شيشه بسيار گران بوده و كاربردهاي محدودي همانند استفاده در پنجره‌هاي كليساها داشته است. همراه با انقلاب صنعتي ساخت شيشه در مقياس بزرگ شروع و اوج آن توليد ظرف‌هاي شيشه‌اي در قرن 20 بوده و امروزه مصارف آن بيشتر و قيمت آن بسيار ارزان‌تر مي‌باشد و براي بسته‌بندي مواد و استفاده در پنجره و كاربردهاي متنوع ديگري استفاده مي‌شود. شيشه‌ها از 4 تركيب اصلي ماسه، سودا اش ـ سنگ آهك و ساير افزودني‌ها تهيه مي‌شود. اين افزودني‌ها شامل آهن جهت رنگ (قهوه‌اي و سبز) كروم، كبالت براي رنگ (سبز و آبي) و آلومينيوم براي مقاومت و بورن گزينه حرارتي را افزايش مي‌دهد. و سرب جهت تغيير خاصيت انكسار استفاده مي‌شود. در 20 سال اخير پلاستيك‌ها با دانسيته بالا از جنس پلي‌اتيلن تري‌فتالات (PET) براي نگهداري مواد غذايي و نوشيدني وارد بازار شده‌اند. اما هنوز هم صنايع شيشه تخمين مي‌زنند كه هر شخص در ايالات متحده تقريباً lb85 شيشه در سال دور مي‌اندازد و 7 ميليون شيشه بازيافت شده دوباره به چرخه برمي‌گردند. همچنين تخمين زده مي‌شود ساليانه در حدود 6/3 ميليون تن شيشه در انگلستان توليد مي‌شود. تكنولوژي حاضر در صنعت شيشه انگلستان ظرفيت بازيافت بالاي 1 ميليون تن شيشه را در سال دارد و اين موضوع همراه با قابليت بي‌نظير مواد براي بازيافت نامحدود بدون از دست رفتن كيفيت آنها، يك گزينه مناسب براي بازيافت شيشه به وجود مي‌آورد. با اين حال در حدود 7% تركيب زباله‌هاي خانگي شيشه مي‌باشد و قابليت بازيافت را دارا مي‌باشند. در سال 2001 ميلادي 5/2 ميليون تن از اين مواد در مراكز دفن، دفن شده‌اند. توليد فرآورده‌هاي شيشه‌اي انرژي زيادي جهت استخراج و حمل و نقل مواد خام نياز دارد و همچنين ماده اوليه بايد در دماي بسيار بالا حرارت ديده شود. جهت انجام فرآيند ميزان زيادي سوخت فسيلي مصرف مي‌شود، مصرف سوخت‌هاي فسيلي باعث انتشار گاز دي‌اكسيد‌كربن، گازهاي گلخانه‌اي مي‌گردد. طبق آمار در سال 2002 صنعت شيشه 000/000/611/8 كيلووات انرژي الكتريسيته مصرف كرده و دي‌اكسيدكربن خروجي از سوخت‌هاي فسيلي معادل 8/1 ميليون تن بوده است و يك كوره مناسب و كارآمد نيز 4Gg انرژي براي ذوب هر تن شيشه نيازمند است. در حالي كه ظروف شيشه‌اي فقط براي بازسازي و از نو ساختن ظروف ديگر كاربرد دارند، خرده‌هاي شيشه نيز مي‌توانند در ديگر فرآيندهاي صنعتي كاربرد داشته باشند. براي مثال، شيشه‌هاي شكسته و خردشده مي‌توانند در آسفالت جاده‌ها به كار روند. از ميان نمونه‌هايي از دامنه و گستردگي شيشه و ظروف شيشه‌اي كه دوباره مورد استفاده قرار مي‌گيرند مي‌توان به عايق پشم شيشه، فايبرگلاس و غيره اشاره كرد. به كارگيري ظروف شيشه‌اي بازيافت‌شده براي ساختن فرآورده‌ها و محصولات جديد شيشه‌اي باعث صرفه‌جويي در انرژي و كاهش هزينه ساخت ظروف شيشه‌اي مي‌شود. دليل صرفه‌جويي اين مي‌باشد كه خرده‌شيشه‌ها نسبت به زماني كه لازم است با مواد خام مخلوط و براي ساختن ليوان به كار روند،‌ در دماي پايين‌تري ذوب مي‌شوند. اين عمل نه تنها هزينه‌ها را كاهش مي‌دهد، بلكه به خوبي باعث افزايش عمر كوره مي‌شود كه بسته به ميزان خرده‌شيشه‌هاي به كار رفته، عمر كوره بين 20 ـ 15% افزايش مي‌يابد. صرفه‌جويي انرژي در واقع صرفه‌جويي و حفاظت از منابع طبيعي نظير ذخاير سوخت‌هاي فسيلي است. براي سال‌ها، ظروف شيشه‌اي به عنوان فرآورده‌هايي كه دوباره قابل استفاده هستند، به كارخانه برمي‌گشتند، بسته‌بندي‌شده و دوباره پر مي‌شدند. مثال آشناي اين فرآيند بازيافت برگشت شيشه‌هاي شير و نوشابه به كارخانه‌ها مي‌باشد. قانون سپردن ظروف آشاميدني به طور عمومي به bottle bill معروف است كه اين قانون بدين صورت تصويب شده است كه افراد در قبال گرفتن نوشيدني از مغازه، پولي را به صورت سپرده بگذارند و پس از آنكه ظرف نوشيدني را برگرداندند، پول را پس گيرند. همراه اين قانون معمولاً‌محدوديتي هم روي دفن ظروف شيشه‌اي وجود دارد. به هر حال اين قانون فقط شامل ظروف شيشه‌اي نوشيدني مي‌شود. طرفداران اين لايحه معتقدند كه اين قانون چند منفعت دارد:ميزان آشغال و هزينه‌هاي مرتبط با زباله را نظير هزينه‌هاي مربوط به حمل و نقل را كاهش مي‌دهد، تقويت چرخه بازگشت و دوباره استفاده كردن مواد بازيافتي، ايجاد محل‌هاي عرضه‌اي براي بازيافت آلومينيوم، شيشه و پلاستيك، تمام سودها بدون هزينه براي دولت فراهم مي‌شود و كمك به كاهش جريان مواد زائد جامد توسط منحرف كردن مواد از مسير دفن. كساني كه مخالف اين قانون هستند شامل توليدكنندگان،بازيافت‌كنندگان و سازمان‌هاي مربوطه، دلايل زير را براي مخالفت خود بيان مي‌دارند: استفاده از شيشه كاهش پيدا مي‌كند، تبعيض قائل شدن، زيرا فقط عملكرد روي بطري‌هاي آشاميدني است و ظروف غذا و ديگر بسته‌بندي‌ها در اين عملكرد نقشي ندارند و به ماهيت بازيافت صدمه وارد مي‌شود. با برگرداندن مسير جريان ظروف شيشه‌اي به سمت خرده‌فروشان به جاي بازگرداندن به چرخه بازيافت. شيشه جهت بازيافت مي‌تواند به طرق زير جمع‌آوري شود: بازيافت ظروف شيشه‌اي كه در ايستگاه‌هاي جمع‌آوري به منظور بازيافت جدا شده‌اند، بازيافت ظروف شيشه‌اي كه از مواد زائد كنار جدول خيابان جدا شده‌اند و بازيافت ظروف شيشه‌اي كه جمع‌آوري شده از منابع تجاري محصولات، مثل رستوران‌ها. پردازش ظروف شيشه‌اي پردازش ظروف شيشه‌‌اي مستقيماً با نوع فرآورده‌هايي كه توليد خواهد شد مرتبط است و همچنين با انواع موادي كه جايگزين خواهد شد. به دليل اينكه خرده‌شيشه به عنوان يك ماده ثانويه معتبر و دو برابر آلودگي و آلاينده‌هاي ديگر است. به هر حال استفاده مجدد از ظروف شيشه‌اي بازيافت شده از سال‌ها پيش مرسوم بوده است. در كارخانه بازيافت، شيشه‌خرده‌ ذوب مي‌شود و به عنوان ماده ثانوي شيشه بايد تميز و بدون سرپوش يا كلاهك فلزي باشد و از همه مهم‌تر رنگشان است كه بايد تفكيك شده باشند. پردازش ظروف شيشه‌اي شامل مراحل زير مي‌باشد:در برنامه بازيافت در مناطق كوهستاني، لازم است كه ظروف شيشه‌اي شسته و آبكشي شوند و كلاهك و درپوش آنها برداشته شود،شكستن و خرد كردن شيشه‌ها اگر قبل از جداسازي باشد، مطلوب نيست. زيرا شيشه‌هاي شكسته مخلوط مواد زائد جامد شده و در نهايت قسمتي از سنگريزه‌ها و شن‌هاي باقي‌مانده در زمين‌ها دفن مي‌شوند و سپس شيشه‌ها بر اساس رنگ جداسازي و در نهايت بسته‌بندي و حل مي‌شوند، تا كنون توليدكنندگان شيشه به طور عمومي اعلام كرده‌اند كه بازيافت‌كننده‌ها براي آنها خرده‌شيشه‌هاي تفكيك‌شده رنگي فراهم آورند. به كار بردن خرده‌شيشه‌هاي مختلط رنگي در توليد و ساخت ظروف شيشه‌اي به دليل اثرات متضاد مشكل است. تلاش‌هاي قبلي جهت رفع اثر اين تضادها كه شامل متعادل‌كننده يا خنثي‌كننده بوده كه تا كنون موفقيت‌آميز نبوده است. البته مجموعه متعادل‌كننده به ما اجازه مي‌دهد از مقادير خيلي محدودي از خرده‌شيشه‌هاي مختلط رنگي در توليد شيشه استفاده كنيم. پروسه‌هايي كه برطرف‌كننده اين مشكل است شامل تكنيك‌هايي است براي: 1. زدايش رنگ شيشه‌هاي سبز، براي رنگ‌آميزي شيشه‌هاي بلورين. 2. زدايش رنگ كهربايي شيشه‌ها،‌ براي رنگ‌آميزي شيشه‌هاي بلورين شفاف و سبزرنگ. 3. زدايش رنگ كهربايي و سبز موجود در خرده‌شيشه‌هاي رنگي مختلط براي به دست آوردن شيشه‌هاي بلورين شفاف. 4. يك برنامه كامپيوتري مقدار مناسب مواد خاصي كه بايد به خرده‌شيشه‌ها اضافه شوند، مشخص مي‌كند. بنابراين شيشه توليدشده در ابعاد مناسب داراي اكسيدهاي رنگي مطلوب و اكسيدهاي ساختاري شيشه به نسبت مناسب است. ظروف شيشه‌اي تا قبل از شكسته شدن موادي با دانسيته پايين هستند، اما پس از شكسته شدن و خرد شدن به يك ماده با دانسيته بالا تبديل مي‌شود. شيشه‌ها معمولاً لازم است تا زماني كه به صورت يك رنگ جمع‌آوري مي‌شود، در محلي نگهداري شوند، بعد هم بسته‌بندي و‌ آماده حمل به محل مورد نظر فرستاده شوند. ظروف شيشه‌اي كه مورد استفاده قرار گرفته‌آند، جهت توليد دوباره بطري‌هاي شيشه‌اي بعد از پردازش در كارخانه؛ خرده‌شيشه‌ها با مواد خام مخلوط شده و در يك كوره در دماي بين 2600 تا 2800 درجه فارنهايت كه بستگي به درصد خرده‌شيشه‌ها دارد، حرارت مي‌دهند و ذوب مي‌شوند. شيشه‌هاي ذوب شده براي شكل‌دهي در دستگاهي ريخته مي‌شند و در آنجا تحت فشار و ضربه قرار مي‌گيرند تا شكل پيدا كنند. شكل جديد ظروف شيشه‌اي آهسته‌آهسته سرد مي‌شود. بعد مورد بازبيني در خصوص وجود هرگونه عيب در شيشه‌ها و سپس بسته‌بندي شده و عرضه مي‌گردد. تعدادي از فاكتورهاي هزينه بايد هنگام برقراري برنامه‌هاي بازيافت در نظر گرفته شوند. هزينه‌هاي مرتبط با برنامه‌‌هاي بازيافت شيشه به طور عمومي عبارتند از:هزينه جمع‌آوري؛ هزينه جداسازي (اگر به صورت مختلط باشد)؛ هزينه نگهداري؛ هزينه انتقال و ديگر هزينه‌هاي آموزش عموم. ي براي معين كردن اين هزينه چندين فاكتور بايد مورد ملاحظه قرار گيرند نظير: " خدمات افراد و خدمات عمومي " مشخصات مناطق جغرافيايي " وزن تقريبي‌شده شيشه‌اي كه مي‌خواهد بازيافت شود " خدمات جمع‌آوري زباله‌هاي عمومي يا شخصي " روش‌هاي بازيافت " انواع محل‌هاي عرضه و فروش "روش‌هاي حمل مورد استفاده در سيستم مديريت مواد زائد جامد، بازگشت به چرخه يا بازيافت جزئي از برنامه است. بسياري شرايط حاكم در اهداف بازيافت به عنوان دفع مواد زائد است. جايگاه اصلي براي كاهش مواد زائد، صنايع بسته‌بندي مي‌باشند. به نظر درست نمي‌رسد كه فقط ظروف شيشه‌اي را به عنوان هدف بازيافت بدانيم، بلكه اين ظروف هم نوعاً جزء يكي از 4 ماده قابل بازيافت كه شامل آلومينيوم،‌ كاغذ و پلاستيك است، مي‌باشند. شيشه از مقدار زيادي مواد خالص و ارزان تهيه مي‌شود. اما زماني كه مشكلات حمل و نقل مواد زائد مطرح مي‌شود، دستيابي به اين كاهش حجم قابل ملاحظه است. هرچند شيشه جزء كوچكي از جريان مواد زائد (حجم تقريباً 2%) را تشكيل مي‌دهد. اما بازيافت آن مي‌تواند تأثير قابل توجهي در كاهش وزن داشته باشد (8 ـ 7%) به دليل اينكه شيشه يكي از سنگين‌ترين مواد زائد جامد شهري است. به ازاي هر 1% افزايش در مصرف خرده‌شيشه، 25 ـ 0% از انرژي ذخيره مي‌شود و براي هر تن شيشه‌اي كه بازيافت مي‌شود،‌90 گالن از سوخت نفت ذخيره مي‌شود. به ازاي هر تن شيشه توليدشده از شيشه‌هاي بازيافتي Kg Co2 315 ذخيره مي‌شود. ظروف شيشه‌اي در حال حاضر 7 تا 8% وزن كل مواد زائد جامد هستند. بنابراين كاهش ظروف شيشه‌اي از سيستم دفع مواد زائد جامد را تشكيل مي‌دهند. كمك و تأثير برجسته‌اي در جهت عملكرد بازيافت كاهش زمين مورد نياز براي دفن داشته باشد. بازيافت شيشه باعث صرفه‌جويي در مواد خام نيز مي‌شود و به ازاي هر تن بازيافت شيشه 2/1 تن ماده خام ذخيره مي شود.

صنايع توليد شيشه يکي از پايه هاي اصلي اقتصاد آمريکا مي باشد. اين صنعت بيش از 150/000شغل تخصصي ايجاد نموده است؛ که بيش از 21 ميليون تن محصولات مصرفي با ارزش تخميني 22 ميليارد دلار در سال توليد مي کند.
توليد شيشه نياز به انرژي زياد دارد که 12 درصد ازکل قيمت فروش را شامل مي شود. از لحاظ تئوري براي ذوب کردن يک تن شيشه 2/2 ميليون Btu (واحد بريتانيايي براي گرما) انرژي لازم است؛ در حقيقت مقدار انرژي مورد نياز به خاطر پايين بودن بازده و اتلاف انرژي به ميزان دو برابر افزايش مي يابد. صنايع شيشه شامل 4 بخش عمده مي شود:

1) ظروف شيشه اي (container glass)

اين گروه شامل بطري ها(Bottles) ، شيشه هاي دهنه گشاد(Jars) و... مي شود.

2) شيشه هاي فلوت(flat glass)

اين گروه شامل شيشه هاي پنجره، آينه ها و شيشه هاي اتومبيل و... مي شود.

3) الياف شيشه (fibre galss)

اين گروه الياف شيشه اي اند که به صورت عايق هاي ساختماني و الياف بافته شده توليد مي شوند.

4) شيشه هاي ويژه (specialty glass)

اين گروه شامل وسايل آشپزخانه (cook ware)، تابلوهاي نمايشگر سطح (displays flat panel)، حباب لامپ ها(light bulbs)، الياف نوري(fiber optics)، وسايل پزشکي(medical equipment) و... مي باشد.
شيشه هاي فلوت 17%توليد شيشه ي ايالات متحده آمريکا از لحاظ وزن را شامل مي شود. همچنين ظروف شيشه اي 60درصد، الياف شيشه و9 درصد و شيشه هاي ويژه 4 درصد از توليدات شيشه اي ايالات متحده را شامل مي شوند.
درحالي که صنايع ظروف شيشه اي، الياف و شيشه هاي فلوت که سهم بسيار بالايي در فروش دارند بر پايه ي شيشه هاي سودالايم(soda-lime glass) پايه گذاري شده اند؛ صنعت شيشه هاي ويژه بر روي شيشه هاي مقاوم در دماهاي بالاتر تمرکز دارد و بيش از 60/000نوع محصول مختلف توليد مي کند. مثالهايي از توليدات شيشه اي که بوسيله ي صنعت شيشه سازي توليد مي شوند در شکل 1 ديده مي شوند. حالت مطلوبي از صنعت شيشه درطول 20 سال فرمول بندي شده است؛ که اين با مشارکت DOE (دپارتمان انرژي آمريکا) انجام شده است.

و چالشهاي تکنولوژي در آينده و فرصت هاي تحقيقاتي با مقايسه ديد آينده و حالت کنوني صنعت شيشه تعريف شده است. چالشهاي تکنولوژي به طور عمومي به چهار دسته تقسيم بندي مي شوند:
1)پيشرفت ها در زمينه ي ذوب و پالايش و در زمينه ي ساخت (شکل دهي)
2)پيشرفت تکنولوژي، تکنيک هاي ساخت شيشه، کنترل پروژه ها (Processing controls) و شبيه سازي مدل براي پروسه هاي جديد با کامپيوتر
3)بهبود سيستم هاي کنترل خروج، روشهاي بازيافت و مديريت مواد جامد باطله و...
4)توسعه ي توليدات ابداعي براي استفاده هاي جديد از شيشه
بخش هاي بالا پروسه هاي توليد شيشه هاي کنوني و چگونگي رسيدن به ديد صنعتي در زمينه ي شيشه از مواد پايه سراميکي را تعريف مي کند.
موادي که معمولاً در وسايل تهيه شده بوسيله ي شيشه استفاده مي شود شامل: فيوزد سيليکا (fusedsilica)، گرانيت، فلزات گران بها، آلياژهاي آهني سرد شده در آب مي باشند. مواد سراميکي ابتدا به عنوان مواد نسوز(refractories) و اکنون نيز به صورت هرچه بيشتر و در زمينه ي پوشش هاي مقاوم به سايش کاربرد دارد. همچنين مواد سراميکي پيشرفته به ندرت در اين صنعت استفاده مي شود که علت آن قيمت بالاي اين مواد است. بعلاوه به خاطر نبود مواد مقاوم در محيط هاي بادماي بالا جهت فرآيندهاي شيشه سازي، فلاکس ها به مواد شيشه اي اضافه مي شوند تا بتوان با کاهش دماي فرآيند شيشه سازي، اجازه ي استفاده از مواد مرسوم را داشته باشيم.
بحث ما بر طبق 4 عمليات عمده در توليد شيشه متمرکز شده است که به شرح زير مي باشند:
1)مرحله ي تهيه مخلوط(Batching)
2)مرحله ي ذوب (melting)
3)مرحله تصفيه و پالايش (refining)
4)مرحله شکل دهي (forming)
همچنين در بخش هاي بعدي اين مقاله در مورد 4 بخش از صنعت شيشه سازي صحبت کرده و در بخش آخر اين مقاله در مورد مشعل ها و وسايل توليد حرارت درکوره هاي توليد مذاب شيشه صحبت مي کنيم.
عمليات تهيه ي مخلوط، ذوب و پالايش در همه ي روش هاي توليد شيشه با اندک تفاوت در نوع کوره يکسان است. پس به بررسي جداگانه ي 4 مرحله ي شيشه سازي مي پردازيم:

1) مرحله ي تهيه ي مخلوط (Batching)

انتخاب مواد خام با توجه به ترکيب شيميايي، يکنواختي و اندازه ي ذرات انجام مي شود. مواد افزودني آلي و فلزي و سراميکي از بين مراحل حمل ونقل، انبار کردن، مخلوط کردن و دانه بندي عبور مي کند. اين مراحل شبيه مراحلي است که شيشه هاي بازيافتي عبور مي کنند. به علت اثرات مواد افزودني و با توجه به کيفيت محصول توليد شده، مقدار شيشه ي بازيافتي تغيير مي کند.
صنعت توليد شيشه هاي فلوت 39درصد از شيشه هاي شکسته ي خود را باز يافت مي کند. مواد ناخالصي سراميکي واکنش کمي با مذاب شيشه دارند و ذوب نمي شوند بنابراين به صورت سنگ ريزه هايي در محصول نهايي ديده مي شوند. ناخالصي هاي فلزي و آلي باعث بوجود آمدن ناپايداري در طي پروسه ي شيشه سازي مي شوند(از طريق واکنش هاي اکسايش -کاهش). که اين مواد موجب کاهش کيفيت شيشه مي شوند. مواد آلي موجود در بچ، منبعي مناسب جهت افزايش گازهاي خروجي هستند و موجب افزايش ارزش تميزکنندگي گازهاي خروجي مي شوند(اين مواد موجب افزايش گازهاي خروجي مي گردد و خروج گاز را از مذاب آسانتر مي کنند)
پروسه هاي نقل و انتقال، مخلوط کردن و دانه بندي موجب ساييده شدن وسايل وادوات مورد استفاده مي شوند بنابراين معمولاً ابزار آلات اين بخش داراي سطوح پوشش داده شده با سراميک هستند؛ و يا خطوط انتقال بوسيله ي سراميک هايي مانند آلومينا، سيلسيم کاربيد و يا تنگستن کاربيد ساخته مي شوند.
درحالي که به طورعمومي اثر قيمت و عملکرد مناسب و کافي براي انتخاب مواد در اين مکان ها بسيار مهم است ولي به دليل ريسک امکان آلودگي مذاب شيشه، استفاده از مواد ارزان قيمت تر ريسک بزرگي به حساب مي آيد.

2) مرحله ذوب(melting):

تقريباً 600 کوره ي ذوب شيشه در آمريکاي شمالي وجود دارد. توزيع نوع اين کوره ها به شرح زير است.
210کوره در زمينه صنعت بطري هاي سازي، 110 کوره مربوط به الياف شيشه، 45 کوره در صنعت شيشه ي فلوت و 235کوره مربوط به شيشه هاي ويژه است. عمر يک کوره مذاب شيشه با توجه به نحوه ي ساخت آن متفاوت است اما براي کوره هاي اين صنعت عمر 7 تا 8 سال غير معمولي نيست. البته هزينه ي بازسازي يک کوره به آساني از يک ميليون دلار تجاوز مي کند و همين امر نشاندهنده ي اهميت نحوه ي بازسازي کوره هاي شيشه سازي است. کوره ها را مي توان به دو گروه، کوره هاي گرم شونده با الکتريسته و کوره هاي گرم شونده با سوخت تقسيم کرد، که معمولاً گرمايش الکتريکي مذاب با آتش حاصل از سوختن مواد نفتي توأم است. اين عمل موجب بهبود يکنواختي گرما دهي، مهيا نمودن افزايش متناوب در ظرفيت ذوب با کم ترين هزينه، افزايش بازده مذاب، کاهش مصرف انرژي و دماي پايين تر (در بالاي نقطه ي ذوب) براي کاهش خروج انرژي مي گردد.

3) مرحله پالايش(refining):

مرحله ي اصلاح شيشه در کوره ي مقدماتي اتفاق مي افتد و موجب يکسان شدن دماي مذاب مي گردد. کوره ي مقدماتي معمولاً با گاز طبيعي کار مي کند. همچنين ازتقويت کننده هاي الکتريکي نيز براي افزايش بازده و بهبود يکساني دما، مي توان بهره برد. مبدلهاي گرمايي سرد شده با آب (water-cooled metal heat exchangers) براي کمک به ايجاد دماي يکنواخت مورد استفاده قرار مي گيرند. همچنين ممکن است از سراميک هاي پيشرفته نيز استفاده شود. تغييرات دمايي در کوره ي مقدماتي بسيار حياتي است و موجب ايجاد مشکلاتي شبيه به آنهايي که در مرحله ي ذوب با آنها روبرو بوديم، مي شود.پيستون ها(plungers) و نازل هاي (nozzles) مورد استفاده براي حرکت دادن و پخش کردن مذاب شيشه از سراميک هاي نسوز و يا موليبدن ساخته شده اند. ولي اين اجزا به علت رويا رويي و مواجهه با سايش بالا و ايروژن (erosion )نوعي خوردگي است که به واسطه ي حرکت سيال بر روي يک سطح اتفاق مي افتد). براي شيشه هاي با دماي ذوب پايين تر Inconel600 استفاده شده است که در اين مورد نيز شبيه به مورد بالا خوردگي شديد گزارش شده است. در دماهاي بالاتر خنک سازي با آب نيز مي تواند براي کاهش دماي اجزا مورد استفاده قرار گيرد. تعداد زيادي از مواد مناسب (مواد سراميکي پيشرفته) مورد استفاده در مراحل پالايش و ذوب شيشه وجود دارد که بسياري از اين مواد مناسب، براي ساخت کوره هاي سوخت -اکسيژن fired oxy-fuel استفاده مي شوند. سيکل هاي متناوب احتراق نيز بهبود يافته که گفته مي شود مواد سراميکي پيشرفته توانايي مقاومت در برابر اين سيکل هاي احتراقي را دارند.

4)شکل دهي(forming):

با توجه به اينکه محصول نهايي، چه نوع محصولي باشد نوع و نحوه ي فرم دهي نيز متفاوت است.

روش هاي شکل دهي انواع مختلف شيشه از جمله شيشه هاي فلوت، ظروف شيشه اي، الياف شيشه و شيشه هاي ويژه معمولاً بسيار متفاوت اند. در قسمت هاي بعدي اين مقاله در مورد هر يک از اين زمينه هاي توليد شيشه صحبت کرده و درقسمت پاياني نيز در مورد مشعل ها و سيستم هاي گرمايشي مورد استفاده دراين صنعت صحبت مي کنيم. ديدگاه اين مقاله بيشتر بررسي موقعيت هاي کاربردي در زمينه ي مواد ساختاري مورد استفاده در صنعت توليد شيشه است.

شيشه هاي فلوت (flat)

صنايع شيشه ي فلوت ايالات متحده آمريکا شامل 6 توليد کننده ي عمده است؛ که با 28 کوره در 16 ايالت کار مي کنند در اين کارخانه ها، که 12/000 نيروي کار ماهر را به کار گرفته اند سالانه 2/9 ميليون تن شيشه توليد مي شود که اين مقدار توليد، فروشي برابر 2/1 ميليارد دلار را به خود اختصاص مي دهد. کارخانه هاي توليدي در اين بخش عمدتاً در کنار منابع ارزان قيمت انرژي قرار دارند. در سال 1991، اين صنعت 55/2 تريليون Btu انرژي مصرف کرده است که اين مقدار انرژي در درجه اول از گاز طبيعي و در درجه ي دوم از برق بدست آمده است. به دليل فشارهاي رقابتي حاصله از کشورهاي درحال توسعه، افزايش بازده توليد و راندمان انرژي به طور مداوم و مصرانه مورد توجه قرار گرفته است.
در طي 25 سال گذشته راندمان انرژي به بيش از 50% ارتقاء داده شده است؛ که اين صرفه جويي در انرژي به خاطراستفاده از مواد نسوز بهبود يافته ميسر گشته است. يک کارخانه ي توليد شيشه فلوت هزينه اي برابر 100ميليون دلار براي ساخت لازم دارد عمر مفيدي برابر 12 سال دارد.
يک کارخانه ي توليد شيشه هاي فلوت نمونه وار شامل يک سري عمليات هاي بالادستي (upstream operations) است که شامل عمليات هاي، تهيه ي مواد اوليه (Batching)، پالايش(refining)، شکل دهي (forming) و اينلينگ(annealing) است. همچنين يک سري عمليات پايين دستي شامل حرارت دهي ثانويه(reheating)، شکل دهي ثانويه(reforming)، پوشش دهي (coating)،تنپر کردن(tempering) و لايه نشاني.
عمليات هاي پايين دستي را مي توان در کارخانه ي مبدأ و يا در جاهاي ديگر انجام داد. عمليات هاي بالا دستي در همه ي کارخانه هاي توليدي يکسان است. که علت آن اين است که همه ي آنها از پروسه ي مسطح سازي براي شکل دهي شيشه ي سيليسي سودالايم به صورت ورقه هاي نازک استفاده مي کنند. برخلاف کوره هاي مورد استفاده در ساخت انواع ديگر شيشه ها، کوره هاي مورد استفاده در صنعت شيشه هاي فلوت عمدتاً بسيار بزرگ هستند. قسمت پالايش دهنده شيشه در کوره هاي توليد شيشه ي فلوت نيز به تناسب بزرگ است؛ که علت آن احتياج به زدودن عوامل مخرب ناشي از جوشش گازها و ديگرعوامل ناخالصي است. اين عوامل ناخالصي و يا گاز موجب کاهش شفافيت نوري شيشه ي توليدي مي شوند.
دو نوع روش براي شکل دهي شيشه ي فلوت استفاده مي شود که يکي از آنها به وسيله ي برادران (PB) pikington وديگري بوسيله صنايع PPG ابداع شد.
تفاوت هاي عمده بين اين دو روش نحوه خروج شيشه از کوره است. اجزاي اصلي روش PPG در شکل 1 نشان داده شده است.

يک کوره ي نمونه وار فلوت – زون (furnace float Zone ) ، 49متر طول و 9متر عرض دارد و مي تواند909 تن شيشه را در خود جاي دهد. در روش PPG، شيشه ي پالايش يافته به طور پيوسته و به صورت يک نوار با پهناي ثابت از روي يک حمام قلع مذاب عبور کرده و با عبور از يک بخش که شامل غلطک هاي فولادي آسترشده با مواد نسوز است، در هواخنک مي شود.
در روش PB، شيشه ي مذاب وارد يک ناحيه بسيار باريک مي شود و سپس به سمت يک حمام قلع مذاب حرکت مي کند و قبل از رسيدن به پهناي مناسب، يک مسير پيچيده را طي مي کند. در هر دو روش، شيشه با دماي 1040درجه سانتي گراد وارد مي شود و با دماي 600درجه سانتي گراد خارج مي شود. حمام قلع در يک دماي معين (815درجه سانتيگراد) نگه داشته مي شود و اين درحالي است که مسير فولادي دماي شيشه را به 100درجه سانتي گراد مي رساند. يک محيط شامل گاز نيتروژن 5-8 درصد گاز هيدروژن براي جلوگيري از اکسيد شدن قلع استفاده مي شود. مواد ديگري که توانايي جايگزيني با فولاد آسترشده با مواد نسوز و حمام قلع مذاب (براي مثال تنگستن و گرافيت) مورد بررسي قرار گرفته است؛ که البته اين مواد گران قيمت هستند و داراي مشکلاتي ناشي از سختي بسيار آنها (مثلاً در فرآيند شکل دهي آنها) هستند. يکي ديگر از مشکلات و عيوب هاي اين مواد مقاومت به اکسيداسيون ضعيف آنهاست. براي انتخاب مواد براي وسايلي که با قلع ارتباط دارند گزينه هاي بسيار کمي داريم که علت آن طبيعت بسيار خورنده ي قلع است.
جريان شيشه از کوره ي زون -فلوت و در بخش انتهايي پالايش دهنده بوسيله ي يک خروجي که tweel ناميده مي شود به طورمنظم خارج مي شود. جنس tweel از فيوزد سيليکا (fused silica)است. tweel، شيشه ي مذاب خروجي از کوره ي ذوب شيشه را شکل دهي مي کند که بدين وسيله کمک به کنترل اندازه ي ضخامت نهايي محصول توليدي مي شود. ضخامت پاياني شيشه ي توليدي همچنين به عواملي چون:ويسکوزيته ي شيشه، کشش سطحي و از همه مهمتر، نيروهاي انقباضي وارده به لبه هاي نوار شيشه اي (اين نيروها بوسيله ي سيستم کشش وارد مي شود) بستگي دارد. شيشه هاي نازک تر را مي توان با جريان دادن شيشه و ايجاد موانعي گرافيتي تهيه کرد در حقيقت اين موانع گرافيتي که به صورت خشک کار مي کنند به لبه هاي شيشه اعمال نيرو مي کنند. به علت کوتاهي عمر tweel که تنها 2 ماه مي باشد، مواد ديگري نيز که عمر مفيد بيشتري دارند مورد توجه قرار گرفته است. يک نکته ي مهم در مورد مواد استفاده شده در ساخت tweel اين است که جنس مواد مورد استفاده شده بايد با جنس شيشه سازگار باشند همچنين بايد مقاومت به شک بالا و قابليت تحمل نيرو در دماي ذوب شيشه را داشته باشند.
جايگزيني مواد نيازمند به سيستم خنک سازي با مواد بدون نياز به اين سيستم، به خاطر هزينه ي بالاي نگهداري و خوردگي شديدتر اين قطعات مورد توجه و پژوهش قرار گرفته است. از اين رو استفاده از آلياژهاي فلزي (مثلاً فولادها) مورد توجه قرار گرفته که به علت وجود نيکل در شيشه هاي بازيافتي و تبديل شدن آن به سولفيد نيکل در هنگام قرار گرفتن در دماي بالا، اين کار نيز مطلوب نمي باشد.
معمولاً براي کاهش خوردگي در کارخانه هاي شيشه سازي، آب مورد استفاده براي خنک سازي اجزا تصفيه شده و برخي از يون هاي مضر بوجود آمده در آب دفع مي شود.
دماي شيشه و قلع مذاب بوسيله ي هزاران بخش سيلسيم کاربيدي تعبير شده در طول کوره تنظيم مي شود. و همين طور که شيشه به سمت پايين حمام قلع حرکت مي کند، سرد شده و ويسکوزيته اش افزايش مي يابد، بنابراين مي توان بوسيله ي غلتک هايي شيشه ي سرد شده را از حمام حرکت داد. غلتک هاي جابجا کننده ي شيشه در کره آنيلينگ، که در امتداد کوره ي ذوب قرار گرفته، به گونه اي طراحي شده اند که موجب دفورمگي حاصل از وزن خود شيشه در حال سرد شدن، نشوند. اين غلتک ها تقريباً 30 سانتيمتر قطره و 4/3متر طول دارند که از فلزات سرد شده در آب يا پوشش هاي آزبستي (پنبه ي نسوز) ساخته شده اند.
يکي ديگر از وسايل مورد استفاده در پروسه ي شيشه سازي و بررسي آن، آذرسنج هاي نوري هستند اين وسايل براي اندازه گيري دماي سطح شيشه و حمام قلع مورد استفاده قرار مي گيرند. همچنين ترموکويل هاي غلاف دارمورداستفاده در اندازه گيري دماي زير سطح حمام قلع نيز يکي ديگر از اين وسايل است.
وسايل سرد کننده تعبيه شده در سقف کوره ي آينلينگ يکي از منابع عمده ي ايجاد کننده ي عيوب شيشه هستند. بخارات سولفيد بر روي اين وسايل سرد کننده چگالش مي يابد و موجب افتادن اين بخارات چگالش يافته بر سطح شيشه مي شود.
البته از منابع ديگر ايجاد عيوب در شيشه سطح ناصاف غلتک هاي آسيب ديده نيز مي تواند باشد. که اين مشکل نيز قابل حل است.
ورقه ي شيشه اي خارج شده از کوره زون -فلوت وارد کوره ي آنيلينگ مي شود. اين کوره هاي آنيلينگ عموماً lehr ناميده مي شوند. کوره ي lehrموجب از بين رفتن تنش هاي ناشي از شيب گرمايي مي شوند که اين شيب گرمايي ناشي از عملياتي است که در پروسه ي شکل دهي اتفاق افتاده است.
کوره ي lehr در دماي 200درجه سانتي گراد کار مي کند. اين کوره با احتراق گاز و يا الکتريسته گرم مي شود. اتمسفر يک کوره ي lehrالکتريکي، هوا و اتمسفر يک کوره ي lehr گازي، عموماً گازهاي ناشي از پروسه ي احتراق است.
شيشه ي توليدي از ميان کوره ي lehr و بر روي يک سري غلتک از جنس فولاد سرد شده با آب، فيوزد سيليکا و يا ماده اي با پوشش آزبست عبور مي کند که اين غلتک ها 5 سانتي متر قطر و 2/5متر طول دارند. (همان گونه که در شکل 2 نشان داده شده است.)

مشکلاتي که در طي حرکت صفحه ي شيشه اي در کوره lehr اتفاق مي افتد شامل:
1)آسيب رسيدن به سطح غلتک ها
2)ايجاد خط و علامات ناشي از غلتک ها برروي سطح شيشه
3)خم شدن شيشه در بين فاصله ي دو غلتک بر اثر نيروي وزن شيشه
4)موج دار شدن غلتک ها
5)تغيير فاز بر اثر گرما در غلتک ها
اندازه و سرعت يکسان غلتک ها، عوامل مهمي در جهت جلوگيري از خط دار شدن سطح شيشه است. مشعل هاي تشعشعي در بسياري از کوره هاي lehr استفاده مي شود و به عنوان يک وسيله ي مناسب و حفاظتي در برابر خط هاي ناشي از عوامل مختلف است. بمحض سرد شدن شيشه و رسيدن دماي شيشه به دماي محيط، شيشه بريده شده و براي پروسه هاي پايين دستي بسته بندي مي شوند.
عمليات هاي پايين دستي مي تواند از تعدادي مرحله شامل: حرارت دهي دوباره (reheating)، شکل دهي دوباره(reforming)، تنپرکردن(tempering) و پوشش دهي تشکيل شده باشند. مراحل حرارت دهي دوباره و تنپرينگ در کوره اي شبيه به کوره ي lehr اتفاق مي افتد و تنها، دماي کوره متفاوت است. حجم زيادي از هواي گرم شده در کوره ي lehr و براي کاهش شيب گرمايي استفاده مي شود. فن هاي مورداستفاده از فولاد دما بالا ساخته شده اند که اين فن ها همراه درايورهاي سرد شده در آب تشکيل شده اند. اعوجاج حاصل از دماي کاربرد بالا موجب کاهش طول عمر اين قطعات مي شود.
پس ازاينکه شيشه دوباره گرم شود، قابليت شکل دهي دوباره و خم کردن آن در قالب هاي فيوزد سيليکايي وجود دارد.

به خاطر خواص ساختاري ضعيف و ظريف، قالب ها به آساني آسيب مي بينند. در حالي که قالب ها قابل تعميرند ولي به خاطر صرفه جويي در وقت و هزينه اين کار انجام نمي شود. پوشش هاي رهاسازي يا موانع سراميکي يا ورقه هاي نازک فلزي براي جلوگيري از چسبيدن قالب به شيشه مورد استفاده قرار مي گيرند. به دليل اينکه شيشه ي قالب گيري شده بايد يک دوره ي زماني را بدون حرکت قرار گيرد و توان جداسازي سريع قالب از شيشه وجود ندارد، نياز به قالب هاي زيادي در اين پروسه است که بسيار پر هزينه مي باشد.

شيشه ي مخصوص ظروف ( Container glass) :

صنعت شيشه ي مخصوص ظروف که شامل 64 کارخانه در 25 ايالت آمريکاست ، با اشتغال 30000 کارگر ماهر ، توليد کننده ي 1203 ميليون تن شيشه در سال است . اين صنعت سالانه 5 ميليارد دلار فروش دارد .
کارخانه هاي مرتبط با اين صنعت به طور عمده در نزديک مراکز فروش کالا قرار دارند . در سال 1992 ، اين صنعت 119 تريليون Btu انرژي مصرف کرده است که 79 درصد از اين انرژي به وسيله ي گاز طبيعي تامين شده است .
فشارهاي رقابتي حاصله از سليقه ي مشتري ها و بازار به سمت استفاده از مواد سبک تر (مانند آلومينيوم و پلاستيک ) براي ظروف است . همچنين عواملي مانند قيمت بالاي توزيع و پخش محصولات شيشه اي به خاطر وزن بالاي شيشه ، ارزان بودن قيمت کارگر در کشورهاي در حال توسعه ، بر روي اين صنعت تاثير مي گذارد . قيمت توزيع و پخش ظروف شيشه اي با توسعه ي شيشه هاي با استقامت کششي بالاتر و بهبود روش هاي توليد ، کاهش مي يابد . اين بهبود روش هاي توليد و افزايش مقاومت کششي شيشه موجب توليد شيشه هاي با جداره ي نازک تر مي شود . افزايش توليد و بهره وري بيشتر از انرژي باعث ايجاد توان رقابتي بالا در برابر کشورهاي در حال توسعه است .
براي ساخت يک کارخانه ي توليد شيشه هاي مخصوص ظروف هزينه اي برابر 70 ميليون دلار نياز است . که آخرين کارخانه ي توليد اين محصولات در سال 1981 ساخته شد . به دليل به کمال رسيدن روش هاي توليد ، روشهاي توليد در همه ي کارخانه ها يکسان است .
يک کارخانه ي توليد شيشه هاي مخصوص ظروف نمونه وار شامل عمليات هاي بالا دستي :
تهيه ي بچ اوليه ، ذوب کردن شيشه ، اصلاح و پالايش شيشه ( conditioning ) و شکل دهي است . همچنين عمليات هاي پايين دستي شامل : پوشش دهي و آنيلينگ مي شود . که البته عمليات هاي پايين دستي را مي توان در داخل کارخانه و يا بيرون از آن انجام داد . عمليات هاي مربوط به تهيه بچ اوليه ، ذوب ، اصلاح و آنيلينگ شيشه هاي توليدي شبيه به آنهايي است که در قسمت قبل گفته شد . در اينجا در مورد شکل دهي شيشه هاي ظروف صحبت مي کنيم .

شکل دهي شيشه هاي مخصوص ظروف :

پس از اصلاح دما و يکنواختي : شيشه مذاب به عمليات شکل دهي منتقل مي شود .
gob feeder يک قسمت کوچک از کوره ي مقدماتي است که شامل يک ميکسر ، پيستون ، خروجي و جرثقيل است که در شکل (1) نشان داده شده است . gob feeder وزن ، دما و شکل تکه هاي شيشه را کنترل مي کند . که همه ي اين فاکتورها بر روي کيفيت ظروف توليدي موثر است .سرعت شکل دهي تکه هاي شيشه را مي توان تا 300 تکه بر دقيقه افزايش داد . مواد ساختاري مورد استفاده براي gob feeder شامل : فلزات سرد شده در آب (پره هاي برش دهنده ) ، فلزات گران بها ( هم وزن ) ، مواد نسوز ( پيستون ) مي شود که در طي پروسه دماي تکه هاي شيشه به 1100 درجه سانتيگراد مي رسد . تکه هاي شيشه سپس وارد عمليات شکل دهي مي شوند . در طي پروسه ي شکل دهي گرما از شيشه گرفته شده که اين از دست دادن حرارت بر اساس روش کنترل شده اي انجام مي شود . چندين روش براي شکل دهي تکه هاي شيشه وجود دارد ؛ که انتخاب نوع روش به عواملي چون ترکيب ، شکل ظرف ، اندازه و سرعت توليد بستگي دارد . روش پرس ـ دمش معمولاً براي تهيه ي ظروف دهان گشاد استفاده مي شود . شکل (2)

در عمليات شکل دهي به روش پرس ـ دمش ، تکه هاي شيشه وارد قالب شده و ابتدا پرس مي شوند . درطي عمليات پرس کردن ، دماي پيستون به 550 درجه سانتيگراد مي رسد . به دليل اينکه مواد مورد استفاده در ساخت پيستون ، سختي مناسبي در اين دما ندارند معمولاً سطح پيستون به واسطه ي شيشه ي سرد شده خراشيده مي شوند .
قطعه ي شيشه ي پرس شده که Blank نام دارد از قالب خارج شده و دوباره گرم مي شود و در قالب ثانويه که قالب دمش نام دارد ، قرار مي گيرد و با دمش به شکل ظرف مورد نظر در مي آيد . هنگامي که شيشه ي فرم داده شده از قالب دمش خارج مي شود ، دماي آن به 78 درجه سانتيگراد کاهش مي يابد .
سرعت توليد به سرعت خروج حرارت وابسته است که مي توان سرعت توليد را به 100 ظرف در دقيقه رساند (اين سرعت توليد هنگامي اتفاق مي افتد که از قالب هاي چند برابر براي يک سيستم تغذيه ي تکه هاي شيشه بهره برده شود )عمليات شکل دهي سهم زيادي در هزينه و کيفيت ظروف شيشه اي پاياني دارد که مقدار زيادي از اين سهم مربوط به قالب هاي شکل دهي مي شود.
مواد مورد نياز براي توليد قالب هاي مناسب بايد خصوصياتي از جمله : ارزان بودن ، توانايي توليد شکل هاي پيچيده ، پيچش کم در هنگام استفاده ، توانايي ايجاد سطح پاياني مطلوب براي شيشه ، انبساط گرمايي پايين ، خواص ساختاري پايدار در دماي بالا ، ضريب انتقال گرمايي بالا و مقاومت بالا در برابر سيکل هاي گرمايي را داشته باشند . مواد قالب هاي اوليه از چدن است .سرمايش به وسيله ي فشار کم هوا براي تسريع در عمليات انتقال گرما و بهبود کنترل گرمايي انجام مي شود . به هر حال به دليل اينکه سيستم خنک سازي با هوا ايجاد سر و صدا مي کند ، سيستم سرد کردن با آب ، به عنوان يک راهکار ممکن است انتخاب شود . البته يکي از نقايص سيستم هاي خنک سازي با آب ، ايجاد نشست آب و خوردگي است .
براي کاهش زمان قالب گيري در هر سيکل ، مي توان دماي قالب را به وسيله ي هوا يا آب کاهش داد . مواد مورد استفاده براي قالب ها که انتقال حرارت بهتري دارند نيز مي تواند به عنوان يک راهکار باشد . (مثلاً آلياژهاي پايه مس ).
براي جلوگيري از چسبيدن قالب به شيشه ، ايجاد خطوط نامطلوب بر روي شيشه و يا اکسيداسيون فلز قالب ، قالب در هر سيکل به مواد روانساز آغشته مي شود . به خاطر اينکه دماي قالب به 500 درجه سانتيگراد مي رسد؛ مواد روانساز مورد استفاده در قالب ، ايجاد بخار يا دود مي کنند و در برخي موارد به طور خود به خود آتش مي گيرند . روش هاي ديگر جهت رفع اين مشکل وجود دارد که شامل استفاده از روانسازهاي جامد غير فلزي فيلم مانند و يا وارد کردن گاز استيلن به داخل قالب گرم در هر دوره ، مي شود.(وارد کردن گاز استيلن موجب شکسته شدن گاز استيلن و ايجاد يک لايه ي کربني در بخش داخلي قالب مي گردد ).
مواد ديگري که اخيراً جهت ساخت قالب ها مورد استفاده قرار مي گيرند شامل سوپر آلياژهاي پايه نيکل ، گرافيت و پوشش هاي سراميکي مي شوند . موادي که شامل آزبست (پنبه ي نسوز ) بودند نيزبراي مدتي استفاده مي شد ولي به خاطر سرطان زايي و مسائلي با گرافيت جايگزين شد . سوپر آلياژهاي پايه نيکل در جاهايي مورد استفاده قرار مي گيرد که نياز به سختي و مقاومت کششي بالاتر باشد ( مثلاً در پيستون ها ، وسايل تنظيم جريان ( baffles ) ، قيف ها ، سري هاي دمش ، صفحات زيري و قطعات مسدود کننده ( plugs ) .
مانند شيشه ي فلوت ، آلودگي ناشي از نيکل مي تواند در پروسه ي شکل دهي ايجاد مشکل کند . گرافيت ماده ي ترجيح داده شده براي استفاده است زيرا اين ماده خيس نمي شود و موجب ايجاد خط يا چسبندگي نيز نمي شود . همچنين خود گرافيت خاصيت روانسازي دارد . اين ماده در دماي بالا مقاومت کششي خود را از دست نداده و ابعاد آن نيز ثابت مي ماند گرافيت ماده اي ارزان ، با قابليت ماشين کاري آسان و از لحاظ محيط زيست نيز ماده اي خنثي است . کاربرد گرافيت شامل لايي هاي سري دمش ( blow-head inserts ) ، لايي هاي دهانه ي خروجي ( take - out - tongue ) ، ميلرهاي باربر کوره ي (lehr-loading bars)lehr ، دفلکتورهاي تکه هاي شيشه ( gob deflectors ) ، جهت دهنده هاي بالابر ( conveyor guides ) ، مي شود . نمره و گريد گرافيت مورد استفاده بر اساس کاربردش تعيين مي شود .
مثلاً گرافيت متخلخل براي کوره ي lehr مطلوب است زيرا اين نوع گرافيت از واکنشهاي گرمايي که موجب انتقال سريع گرما در انتقال ظروف جلوگيري مي کند . گرافيت هاي با دانسيته ي بالاتر براي قالب ها ، که نيازمند استحکام و سختي بيشتري هستند ، مورد استفاده قرار مي گيرد . در حالي که گرافيت به خاطر بسياري از ويژگي هايش ترجيح داده مي شود ، اشکال کليدي آن عمر کوتاه آن به خاطر مقاومت در برابر اکسيداسيون و خواص کششي نامناسب آن است . همچنين استفاده از سراميک نيزموجب افزايش عيوب شيشه مي شود . همين طور که ظروف نازک تر مي شوند ، مواد با سختي بالاتر نيزبراي سطح قالب مطلوب تر مي شوند . که علت آن اين است که مواد سخت تر در سطح قالب ها به خاطر کاهش دادن ميزان آلودگي و ايجاد سطح پاياني تميزتر و کاهش اندازه ي بحراني ، بيشتر مورد توجه اند .
مواد با سختي بالاتر موجب کاهش ميزان سايش قالب نيز مي شوند . يکي از راه کارهاي مورد استفاده براي سخت کاري سطح قالب ، استفاده از پوشش هاي سخت (مانند : کاربيد تنگستن و کاربيد تيتانيم ) است . اين مواد در سطوحي که با دماي بالا سر و کار دارند (مخصوصاً در پيستون ها ) ، مورد استفاده قرار مي گيرند . در حالي که قطعات پوشش داده شده گران ترند و ماشين کاري آنها سخت تر است؛ مقاومت به سايش و اکسيداسيون ، و حفظ ابعاد اوليه در دماي بالا ، هنگامي که اين پوشش ها بر روي چدن و يا گرافيت ايجاد شود ، بسيار خوب است .
پس از انجام عمليات قالب گيري ، ظروف توليدي به داخل کوره ي lehr (براي از بين بردن تنش هاي داخلي ) برده مي شوند . ساختار کوره ي lehr مانند همان حالتي است که در مورد شيشه هاي فلوت گفته شد ؛ تنها تفاوت اوليه ي آنها در اين است که در توليد شيشه هاي ظروف از نوار نقاله براي حرکت دادن مواد اوليه از ميان نقطه ي گرم به وسيله ي يک روش کنترل شده که نوار نقاله کاملاً در داخل کوره قرار دارد .که اين کار موجب کاهش پرت حرارتي و افزايش بازده مي شود . به جز پوشش هاي مورد استفاده در برخي از قالب ها ، هيچ گواهي از استفاده ي مواد پيشرفته ي سراميکي در فرآيند شکل دهي شيشه هاي مخصوص ظروف نيست .
فرصت هاي خاص براي استفاده از مواد جايگزين با گرافيت در مکان هاي بسيار گرم وجود دارد که اين مواد جايگزين بايد خواصي از جمله تا فنس بهتر ، سختي بالاتر ، پايداري در برابر اکسيداسيون بهتر داشته باشند .
همچنين مواد ارزان تر جهت جايگزيني با فلزات گران بهاي مورد استفاده در gob feeder و کوره ي مقدماتي مورد تحقيق قرار گرفته است .
مواد با انتقال حرارت بيشتر و سختي بالاتر در دماي بالا براي ساخت قالب ها مورد استفاده قرار گرفته که موجب افزايش طول عمر قالب ، کاهش زمان انجام يک قالب گيري (بدون نياز به سرمايش داخلي ) شده است . مواد با مقاومت گرمايي بالاتر را همچنين مي توان در ساخت قطعات ديگر ماشين قالب گيري استفاده کرد . که اين امر موجب کاهش هزينه هاي نگهداري و بهبود کيفيت مي شود .
سنسورها جديد و غلاف سنسورهايي براي اندازه گيري دماي تکه هاي شيشه مورد استفاده قرار مي گيرند . اين سنسورها همچنين يکنواختي دما ، خروج حرارت در طي فورم دهي را اندازه گيري مي کنند که در همه ي موارد ، سراميک هاي پيشرفته در مرکز حل مشکلات قرار دارند . به دليل اينکه سازگاري سراميک هاي پيشرفته با مواد مذاب شيشه اي زياد است ؛ اين مواد که عمدتاً برپايه ي اکسيدها هستند ، انتخاب خوبي هم به صورت خالص و هم به صورت کامپوزيت با مواد ديگر هستند که در دماهاي بالا فازهاي پايدار نيزدارند .براي مثال مواد ممتاز در اين زمينه شامل : آلومينا ، مولايت ، کامپوزيت هاي سيلسيم کاربيد با آلومينا هستند . کامپوزيت هاي پايه موليبدن سيليسيد نيز از جمله مواد مناسب براي بسياري از اين کاربردهاست .

سراميک هاي پايه سيلسيم يک انتخاب خوب براي کاربردهاي با دماي بالاست که در اين کاربردها بهينه سازي خواص ساختاري مدنظر است و تماسي ميان شيشه مذاب و نسوز وجود ندارد .

الياف شيشه و شيشه هاي ويژه

الياف شيشه ( fiber glass) :

صنعت الياف شيشه از دو بخش فروش عمده تشکيل شده است ؛ يکي مواد عايق با الياف کوتاه ( wool insulation) و ديگري الياف نساجي .
مواد عايق ، اليافي با اندازه ي کوتاه هستند که در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرند و الياف نساجي يک سري الياف مداوم هستند که به طور کلي به عنوان يک تقويت کننده در کامپوزيت هاي زمينه پليمري مورد استفاده قرار مي گيرند . به علاوه چهار توليد کننده ي عمده ي الياف کوتاه و 6 توليد کننده ي عمده ي الياف نساجي ، 16000 کارگر ماهر را به کار گرفته اند ؛ که بر فرض مثال يک توليد کننده مي تواند 27 کوره ي ذوب شيشه را به کار بگيرد . در سال 1991 الياف شيشه 9% کل توليد شيشه را تشکيل مي دادند . و اين مقدار 21 درصد از کل فروش را تشکيل مي داد . در سال 1981 ، 71 درصد وزني از الياف شيشه اي فروخته شده به صورت الياف کوتاه مخصوص مواد عايق بود .
مصرف انرژي در صنعت الياف شيشه در سال 1991 ، 59/9 تريليون Btu بوده ، که تنها مصرف انرژي در بخش ظروف شيشه اي از اين مقدار مصرف بالاتر بوده است . بر خلاف صنايع شيشه فلوت و ظروف شيشه اي ، مقدار زيادي انرژي مصرف شده در صنعت الياف شيشه صرف توليد الياف از شيشه ي مذاب مي شود . در حالي که هر دو بخش در زمينه ي صنعت الياف شيشه سرمايه بر هستند ، صنعت اليام مداوم نساجي سرمايه برتر است زيرا اين صنعت محتاج فلزات گران بهاست . کيفيت شيشه ي مورد استفاده نيز متفاوت است ، اما محصولات الياف نساجي نيازمند مواد اوليه ي با کيفيت بيشتري اند . همچنين اين صنعت نيازمند استفاده از کنترل فرآيند بهتري هستند . کليدهاي محرک براي استفاده از تکنولوژي هاي جديد در صنعت الياف شيشه شامل کاهش قيمت ، افزايش توان عملياتي و موقعيت هاي رقابتي مي شود . فشارهاي رقابتي عمدتاً از سوي محصولات با پايه ي آلي است. روش استفاده شده براي توليد الياف شيشه را مي توان به مراحل زير تقسيم کرد :
1 ـ تهيه ي مواد اوليه ( Bat ching )
2 ـ ذوب ( Melting )
3 ـ توليد الياف ( Fiberzation )
در هر يک از اين مراحل فرصت هايي براي استفاده از سراميک هاي پيشرفته وجود دارد .

1 ـ تهيه ي مواد اوليه ( Batching ) :

مرحله تهيه ي مواد اوليه در صنعت الياف شيشه شبيه به همان هايي است که در توليد ديگر انواع شيشه مورد استفاده قرار مي گيرد ؛ با اين تفاوت که ترکيب شيشه و اندازه ي ذرات مواد اوليه متفاوت است . به دليل اينکه اندازه ي ذرات مواد اوليه مورد نياز بايد ريزتر باشد ، کنترل انتشارات ( emissions control ) و ناخالصي هاي سراميکي ، فلزي ، آلي و يا آلياژي بيشتر است و يک مسئله ي مورد توجه است .
يک جزء کليدي براي توليد الياف شيشه عنصر بور است . اين عنصر ويسکوزيته ي مذاب را کاهش داده و دوام شيشه را بهبود مي دهد ولي بور عنصري فرار است و به خاطر همين در مکان هاي نامطلوب رسوب مي کند . عنصر بور درشيشه در يک رنج 5 ـ 10 درصد وزني دارد که 50 ـ 75 درصد از قيمت کلي را به خود اختصاص مي دهد .
براي توليد الياف کوتاه مخصوص عايق کاري از درصد زيادي شيشه خورده ي بازيافتي که از شيشه هاي ظروف و شيشه هاي فلوت تشکيل شده اند ، استفاده مي شود (علت آن اين است که براي الياف کوتاه عايق ، مواد اوليه ي با کيفيت کمتر نياز است ) الياف شيشه ي بازيافتي هم اکنون به علت وجود عنصر بور در آنها مورد استفاده قرار نمي گيرند .

2 ـ ذوب ( Melting ) :

عمليات ذوب کردن شيشه در صنعت الياف شيشه شبيه عمليات ذوب کردن شيشه در ديگر صنايع توليد شيشه است . (مانند تهيه ي مواد اوليه ) . تفاوت هاي موجود بين ذوب کردن شيشه در صنعت الياف شيشه با ديگر صنايع محدود به چالش هاي عملياتي نتيجه شده از ترکيب شيميايي شيشه و اندازه کوچکتر کوره ي ذوب ، مي شود . به علت وجود درصد کمي مواد قليايي در الياف نساجي ، نياز به دماي بالاتر ذوب کردن و اندازه ي الياف بزرگتر براي رسيدن به حالت يکنواختي بدون نياز به استفاده از افزودني هاي ( فلاکس ها ) ، است .
هر دو صنعت ( هم الياف نساجي و هم الياف کوتاه مخصوص عايق بندي ) از بور استفاده مي کنند که اين بور استفاده شده مي تواند فلز آلات کوره را آلوده کند و موجب افزايش انتقالات گرمايي ذره به ذره شود .
ذوب کننده هاي شيشه شامل مولد ، جهت دهنده ي آتش و کوره ي بهبود دهنده مي شوند .
در حقيقت کوره ي بهبود دهنده ي گازي به طور عمده منبع ذوب کننده ي شيشه است .
عمر مفيد يک کوره ي 7 تا 10 سال است و بازسازي آن هزينه بر و وقت گير است . تعدادي کوره ي مبدل الکتريکي و تقويت کننده هاي الکتريکي گاز ، براي کاهش مصرف گاز ، افزايش بازده مذاب و کاهش انتشار گازهايي مانند NOx و SOx ساخته شده است .
کوره هاي الکتريکي از الکترودهايي استفاده مي کنند که اين الکترودها از کف يا بالا به مذاب وارد شده اند . البته نوع تعبيه شده در بالا با سهولت بيشتري تعمير و نگهداري مي شوند . عمر مفيد کوره هاي الکتريکي 6 ماه است . و براي ساخت مجدد يک کوره ي الکتريکي نمونه دار دو روز وقت لازم است . يک مثال از ديواره هاي فلزي سرد شده با آب و دستگاه ذوب کننده ي از کف در شکل 1 نشان داده شده است .

مذاب از بين يک گلويي مانند شناور خارج مي شود و به بخش داخلي يکنواخت کننده وارد مي شود اين بخش يکنواخت کننده به وسيله ي يک اجاق دنبال مي شود که اين کار براي توزيع شيشه به دستگاه هاي شکل دهي مختلف انجام مي شود . با تبديل اجاق به شعله اي که از احتراق سوخت با اکسيژن تغذيه مي شود بازده مصرف انرژي و گازهاي انتشار يافته بهبود مي يابند .
تعدادي از فرصت هاي استفاده از مواد سراميکي پيشرفته در داخل ذوب کننده موجود است . دماي بالاتر مذاب که به دليل ترکيب شيميايي شيشه ( وجود درصد کمتر از عناصر قليايي ) به وجود مي آيد باعث ايجاد اجبار در استفاده از نسوزهاي حاوي کروم مي گردد . اين نسوزها حاوي کروم موادي خطرناک براي محيط زيست هستند . نسوزهاي کروم دار همچنين از لحاظ الکتريکي رسانا هستند که اين امر موجب خروج جريانات گرمايي از داخل شيشه مي گردد و باعث کاهش عمر نسوز مي شوند .
با توليد احتراق و دماي بالاتر به وسيله ي شعله ي سوخت با اکسيژن ، عمر مفيد اين نسوزها نيز کاهش مي يابد . نسوزهاي ثابت کننده ي شيشه نيز براي کاهش تعميرات و نگهداري مورد توجه قرار گرفته اند .
فلزات گران بها (پلاتين و روديم ) در سر تا سر دستگاه ذوب کننده مورد استفاده قرار مي گيرد ؛ که بخش هاي دستگاه ذوب کننده شامل خروجي هاي گاز ( gas bubblers ) ، پيستون ها ( plungers ) و غلاف هاي ترموکوپل مي شود . مصرف فلزات گران بها در هر کوره مبلغ تقريبي 10 ميليون را به خود اختصاص مي دهد . پلاتين و روديم به خاطر سازگاري دماي بالايشان و پايداري در زمان برخورد با مذاب با دماي بالاتر از 1371 درجه سانتيگراد ، استفاده مي شوند . اشکالات اين مواد ( پلاتين و روديم ) شامل قيمت بالا ، استحکام خزش پايين و منابع تهيه ي نامطمئن ، مي شود .
مواد جايگزين براي پلاتين و يا روديم نيزمورد پژوهش قرار گرفته و موادي پيش بيني شده که شامل موليبدن سيليسيد دوپ شده با ژرمانيم و Inconel بوده که استفاده از آنها موفقيت آميز نبوده است . انتخاب مواد پايه سراميکي مثل ترکيب هاي داراي آلومينا يا زيرکونيا با خلوص و دانسيته ي بالا ، انجام شده است . اکسيدهاي با فاز سه گانه نيز مي توانند مورد استفاده قرار گيرند اما پايداري فازي آنها هنوز مورد توجه است . انتخاب ديگر ترکيب هاي غيراکسيداني داراي مقاومت به خزش بالاست ( مانند سيليسيم کاربيد باپوشش پلاتين يا روديم براي سازگاري با مذاب شيشه ) موليبدن نيز يک ماده ي عمده استفاده شده در ذوب کننده هاي ( melters ) الياف شيشه است که کاربردهايش شامل الکترودها و وسايل کنترل جريان شيشه مي شود . براي کاربردهاي با دماي پايين تر ( دماي کمتر از 1315 درجه سانتيگراد ) ، 1600 Incone استفاده مي شود .
در هر دو مورد بالا (موليبدن ، Inconel600 ) شکستگي نا به هنگام به خاطر خوردگي و سايش مفرط ، انجام مي شود . مواد پيشرفته ي سراميکي ساخته شده اند که مي توانند بدون سرد شدن و در زير يا روي خط مذاب کار کنند (اين مواد مقاومت به خزش بسيار خوبي در دماي بالا دارند ).موقعيت ها و فرصت هاي استفاده از سراميک هاي پيشرفته در مشعل هاي سوخت اکسيژن و غلاف سنسورها وجود دارد . اين سنسورها براي تامين سايش در نسوزها استفاده شده است .

3 ـ توليد الياف ( Fiberization ) :

شيشه ي مذاب پس از عبور از کوره ، وارد پروسه ي توليد الياف مي شود که اين کار يا به طور مستقيم يا بعد از پروسه ي ماربليزينگ مياني ( Intermediate Marblizing ) انجام مي شود .
ماربليزينگ معمولاً در توليد الياف نساجي و در هنگامي که پروسه ي شکل دهي در کنار ذوب کننده قرار ندارد ، مورد استفاده قرار مي گيرد .
توليد ليف با نازک کردن باريکه اي از شيشه مذاب با هوا ، بخار و يا گازهاي احتراقي ( براي الياف کوتاه عايق بندي ) يا به وسيله ي کشيدن شيشه ي مذاب از ميان بوشينک هايي با جنس فلزات گران بها ( Precious metal bushing ) انجام مي شود . براي توليد الياف کوتاه مثالي درشکل 2 مي بينيد . که در آن يک تکه رشته از شيشه ي مذاب به داخل يک سيلندر چرخنده ي سريع ، مي افتد ( سانتريفيوژ ) . اين سيلندر از آلياژهاي پايه فلزي دما بالا ساخته شده اند که داراي 12 ـ 32 سانتيمتر قطر هستند و شامل 10000 ـ 30000 کنترل کننده ي ليزري مي شود که قطر رشته ي شيشه را بين 0/1 تا 0/015 سانتيمتر کنترل مي کنند .

شرايط عملياتي شامل شرايط پايداري ( Steady state ) و دماي 2000 درجه فارنهايت در حالي که در معرض هوا قرار دارد ،
مي شود .
آلياژهاي پايه فلزي استفاده شده عمدتاً به طور اختصاصي و براي کاهش هزينه ي سرمايه گذاري بازيافت مي شوند . همچنين مواد ديگري که مقاومت به خزش بهتر ، مقاومت به خوردگي ( سولفيد شدن ) و اکسيداسيون بهتري دارند ، نيز مورد تحقيق قرار گرفته اند . همين طور که شيشه ي مذاب از ميان سيلندر شکل دهي به سمت پايين مي آيد ( از بالا به پايين ) جت هاي گازي با سرعت بالا باعث نازک شدن جريان و افزايش طول الياف مي شوند . الياف به وسيله ي بيندرهاي ( binders ) آلي اسپري شده و به حالت يک کمربند متحرک جمع مي شوند و در آنجا به آون عمل آوري برده مي شوند . درپروسه ي شکل دهي الياف پيوسته که درشکل 3 نشان داده شده است .

شيشه ماربيل شده و از ميان سوراخ هايي به داخل بوشينگ هاي از جنس آلياژ پلاتين تغذيه مي شوند . يک بوشينگ نمونه وار داراي يک برش کناري با ابعاد 25 ـ 50 سانتيمتر و 18 ـ 20 سانتيمتري است که عمقي برابر 5 سانتيمتر دارد . تقريباً 100 دستگاه شکل دهي براي هر ذوب کننده مورد استفاده قرار مي گيرد و يک کارخانه ي توليدي به صورت نمونه وار ، 4 ذوب کننده دارد . هر واحد توليدي مي تواند 400 تا 3000 فيلامنت با قطر بين 3/5 الي 20 ميکرون توليد کند . عمر بوشينگ ها تقريباً 6 ماه است . بوشينگ هاي فرسوده به علت گراني مواد اوليه ي آن بازيافت مي شود . عمر اين قطعات با سايش سوراخ يا کج شدن آنها کم مي شود . شرايط عملياتي شامل شرايط پايداري ( steady state ) (با دماي 1200 ) در هوا مي باشد . سرد کردن به وسيله ي هوا با جريان اجباري ، پيش از آهار زدن براي افزايش فرآوري مورد استفاده قرار مي گيرد .
يک پيچه ي استوانه اي شکل ، فيلامنت ها را جمع آوري مي کند و يک نيروي کششي براي کشيدن الياف اعمال مي کند . در حين اعمال اين نيروي کششي ، الياف از ميان يک وسيله ي مکانيکي عبور کرده که با آهار زدن و ايجاد تاب در چندين فيلامنت به هم نزديک شده ، ايجاد يک تکه نخ مي شود . با توجه به نوع کاربرد ، پروسه هاي اضافي بر روي تک نخ هاي به وجود آمده اعمال مي شود . موادي که عمدتاً براي هدايت فيلامنت هاي گرم مورد استفاده قرار مي گيرند ، موادي باپايه ي کربن هستند . هدايت کننده هاي سيلسيم نيتريدي و آلومينايي براي کاربردهايي که نياز به آهار زدن و تاب دادن دارند ، مورد استفاده قرار مي گيرند . ( در اين مکان ها سايش بسيار زياد است ) . يک هدايت کننده ي الياف در شکل 4 نشان داده شده است .

مواد ديگري نيز براي مکان هايي که الياف حرکت مي کنند (مکان هايي که الياف با آنها در تماس هستند )مورد جستجو قرار گرفته است که مواد سراميکي يکي از اين مواد هستند ( به خاطر خواص يکپارچه ي مواد سراميکي ) ولي بايد اين مواد را از لحاظ چقرمگي بهبود داد . راه حل هاي کم هزينه تر نيز براي بوشينگ ها و غربال هاي مورد استفاده ، جستجو شده است . در اين ميان اکسيدهاي حاوي تقويت کننده هاي پراکنده شده از ايتريا ( yttria ) نيزمورد ارزيابي قرار گرفته ، که اين ارزيابيها توان جايگزيني اين مواد با فلزات گران بها مورد ارزيابي قرار گرفته که نتايج آن اميد بخش بوده است .
استفاده از پلاتين پوشش داده شده با موليبدن نيز مطرح شده است ولي اين ماده نيز درطي آزمايش شکسته شده است .
موقعيت هاي موجود در مرحله ي تهيه ي مواد اوليه ( Batching ) شبيه آنهايي است که در بحث ظروف شيشه اي و شيشه هاي فلوت مورد بررسي قرار گرفت .

شيشه هاي ويژه (Specialty glass ) :

قسمت هاي فروش و تنوع فروش اين نوع شيشه بسيار گسترده تز از شيشه هاي فلوت ، ظروف شيشه اي و الياف شيشه اي است . يک تفاوت عمده اين است که توليد کنندگان اين بخش بر خلاف توليد کنندگان انواع ديگر شيشه که با شيشه هاي سود الايم کار مي کنند ، با شيشه هاي با دماي ذوب بالاتر ( آلومينو سيليکاتي و بروسيليکاتي ) کار مي کنند . در حالي که ترکيب شيشه هاي توليدي در صنعت شيشه هاي ويژه با ديگر صنايع توليدي شيشه متفاوت است ، روشهاي توليد شبيه به همان هايي است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت .
محصولات توليدي در اين بخش بسيار گسترده هستند . که 60000 نوع مختلف از محصولات را شامل مي شوند ولي حجم اين محصولات کم است . تعداد زيادي از توليد کنندگان شيشه هاي ويژه وجود دارند که بسيار کوچکند . اين کارخانه ها توسط مالک هايشان اداره مي شوند و نيازمند نيروي انساني زيادي مي باشند .
به دليل طبيعت اين حرفه ، تکنولوژي هاي مورد استفاده در آن مکرراً توسعه يافته و همچنين به صورت اختصاصي مانده است .
شيشه هاي ويژه ترکيب هاي شيميايي متنوع دارند و داراي خواص فيزيکي و شيميايي کاملاً واضح و تعريف شده اي هستند . کوره هاي مورد استفاده در اين صنعت معمولاً طراحي خاصي دارند و اساساً به وسيله ي احتراق سوخت ـ اکسيژن گرم مي شوند .
براي افزايش بازده انرژي ، پيش گرم کردن خرده شيشه ها ( مواد اوليه ) مورد ارزيابي قرار گرفته است . ظرفيت ذوب 45 تن در مورد اين صنعت يک رقم بزرگ در نظر گرفته مي شود .
به دليل دماي ذوب بالاتر ، استفاده از نسوزها و غلاف هاي ترموکوپل معمولي يک مشکل تلقي مي شود . از اين رو خيلي اوقات از دوربين هاي مادون قرمز به جاي ترموکوپل هاي با عمر کوتاه براي کنترل دما استفاده مي شود . همچنين سيستم هاي با الياف نوري براي اين موارد توسعه يافته است . به دليل اندازه ي کوچک ، جريان هاي همرفتي به جاي استفاده از دمنده هاي گاز ، براي يکنواخت سازي شيشه مورد استفاده قرار مي گيرد .
رنج وسيعي از آلياژهاي پايه فلزي و فلزات گران بها در بخش ذوب و مرحله ي مشکل دهي استفاده مي شود ( مانند پاروهاي پلاتيني مورد استفاده در ذوب کننده ها که وظيفه ي يکنواخت سازي را بر عهده دارند ) پس از پروسه ي ذوب ، شيشه به چندين خروجي مختلف ( با توجه به محصول نهايي ) تقسيم مي شود ، قالب هاي مورد استفاده درطي فرايند شکل دهي عمدتاً از سوپر آلياژها ساخته شده اند . قالب هاي سراميکي نيزمورد استفاده قرار مي گيرند ولي معلوم شده است که باعث افزايش سنگ ريزه هاي به وجود آمده در محصول شيشه اي نهايي مي شوند .

مشعل هاي تشعشعي فلزي با سوخت گاز طبيعي وجود دارند که از آنها در طي فرآيند شکل دهي و آنيلينگ استفاده مي شود اما اين مشعل ها نياز به تعمير و نگهداري زيادي دارند

نمونه ای از شیشه های برنز و دودی تولیدی در شیشه آذر

شيشه دست سازشيشه دست‌ ساز يا شيشه فوتي‌ يكي از صنايع‌ دستي قديمي ايران است‌ و به‌ فرآورده‌ يي‌‌اطلاق ميشود كه‌ مراحل‌ اساسي‌ توليد آن با دست‌ انجام گرفته باشد.‌ قدمت‌ اين‌ محصول به‌ 2500 تا 3000 سال پيش از ميلاد ميرسد.‌ شيشه جسمي است‌ شفاف، شكننده و تركيبي از سيليكاتهاي قليايي‌ كه‌ اين‌ اجسام را در‌كوره‌ ذوب‌ مي‌نمايند و بوسيله دست‌ يا به‌ كمك قالب‌هاي مخصوص به‌ آنها شكل ميدهند.‌اشيايي‌ كه‌ از مناطق مختلف كشور نظ‌ير شوش، ري‌، ساوه‌، و نيشابور از زير خاك به‌ دست‌‌آمده نشان دهنده ساخت‌ اينگونه‌ ظروف‌ در اكثر نقاط كشور در گذشتههاي دور ميباشد.‌ظروف‌ شيشه يي‌ در اوايل‌ دوره‌ ي اسلامي‌ بيشتر شامل‌ بط‌ري، قوري‌، گلدان و فنجان بوده‌‌است‌ كه‌ براي مصارف‌ خانگي بكار مي‌رفته. برخي‌ اشيا باقي‌ مانده متعلق به‌ قرون‌ هشتم و‌نهم ميلادي‌ است‌ كه‌ بدون‌ تزئين ميباشد. همچنين تعدادي‌ دكمه شيشه يي‌ كه‌ طي يكي از‌حفريات ناحيه ي حسنلو بدست‌ آمده متعلق به‌ عهد هخامنشي است‌ كه‌ بر وجود و رونق‌‌شيشه گري در آن عصر گواهي‌ ميدهد.‌ يكي ديگر از فنون مرتبط با شيشه گري دستي، تراش شيشه بوسيله ي دست‌ يا چرخ است‌ و‌در روي‌ بعضي از ظروف‌ شيشه يي‌ قرن نهم كه‌ در سامره و ايران پيدا شده تراشهايي‌ عالي‌‌از صورت‌ انسان وجود دارد.‌ براي مثال اشيا كشف شده توسط‌ هيات اكتشافي‌ موزه‌ ي متروپوليتن در نيشابور را مي‌توان ‌نام برد.‌ هم اينك شيشه گري در بخشهايي‌ از كشور رواج دارد و دست‌ اندركاران آن با كمك وسايل‌ ‌ابتدائي‌ مصنوعاتي‌ مصرفي‌ و هنري توليد مي‌كنند.‌ كارگاههاي شيشه گري معمولا داراي سقفهاي بلند و پنجرههاي بلند هستند كه‌ باعث‌ خروج‌‌هواي گرم ناشي‌ از كار كردن‌ كوره‌ها ميشود و هواي داخل‌ كارگاه را متعادل‌ و قابل‌ تحمل‌نگاه ميدارد. براي استفاده‌ از چند نوع شيشه با رنگ‌هاي متفاوت‌ در هر كارگاه شيشه گري‌دو يا چند كوره‌ اصلي وجود دارد. ماده‌ اوليه براي ساخت‌ شيشه بيشتر ضايعات شيشه يي‌ و‌شيشه خرده‌ هايي‌ است‌ كه‌ از نقاط مختلف شهرها جمع آوري‌ ميگردد و گاهي‌ نيز از سيليس‌كه ماده‌ اصلي شيشه است‌ به‌ عنوان ماده‌ ي اوليه شيشه گري استفاده‌ ميشود.‌ درجه‌ حرارت‌ لازم‌ براي ذوب‌ سيليس 1827 درجه‌ سانتيگراد است‌. اما در مواردي‌ كه‌ مخلوط ‌شيشه و سيليس مورد استفاده‌ قرار گيرد به‌ منظور پائين آوردن‌ درجه‌ ذوب‌ مواد ديگري‌مانند كربنات، براكس‌، شوره‌، نيترات و مواد قليائي‌ ديگر به‌ ماده‌ ي اوليه افزوده‌ ميشود.‌ يكي از مهمترين‌ عوامل‌ در شيشه گري دستي نحوه ي ساخت‌ رنگهاي شيشه است‌. براي اين‌‌منظور از اكسيدهاي فلزات كه‌ به‌ صورت‌ پودر در بازار وجود دارد استفاده‌ مي‌نمايند.‌ مصنوعات شيشه يي‌ به‌ دو گونه‌ فوتي‌ و پرسي‌ توليد ميشود.‌ براي توليد شيشه ي فوتي‌ ابتدا مواد اوليه مصرفي‌ كه‌ عمدتا خرده‌ شيشه است‌ در داخل‌‌كوره‌ ريخته و حرارت‌ داده‌ ميشود تا به‌ صورت‌ مذاب در آيد. اين‌ عمل، يعني تبديل‌ شيشه‌خرده‌ به‌ شيشه ي مذاب به‌ نسبت درجه‌ ي حرارت‌ كوره‌ بين 36 تا 48 ساعت‌ به‌ طول‌ميانجامد و هنگامي‌ كه‌ شيشه به‌ صورتي‌ كاملا مذاب در آمد، استاد كار وسيله اي فلزي بنام ‌دم را به‌ داخل‌ شيشه ي مذاب فرو برده‌ و كمي آنرا مي‌چرخاند و بعد از اينكه مقدار كمي از ‌شيشه ي مذاب كه‌ اصطلاحا بار ناميده ميشود از داخل‌ كوره‌ برداشته شد، در لوله‌ مي‌دمد‌تا گوي كوچكي كه‌ به‌ گوي اول‌ موسوم است‌ به‌ دست‌ آيد بعد از سر دو سخت شدن اين‌‌گوي مجددا دم‌ را به‌ داخل‌ شيشه ي مذاب فرو برده‌ و شيشه لازم‌ را براي ساخت‌ وسيله ي ‌مورد نظ‌ر بر مي‌دارد تهيه ي گوي اول‌ به‌ صنعتگر كمك مي‌كند تا مقدار شيشه يي‌ كه‌ در‌مرحله ي دوم‌ بر مي‌دارد در تمام نقاط داراي قط‌ر مساوي‌ بوده‌ و شيئي كه‌ ساخته ميشود در‌تمام نقاط قط‌ر يكسان داشته باشد. اما بدليل آنكه در اين‌ مرحله، غلظت‌ شيشه ي مذاب‌براي فرم پذيري كم‌ است‌ و از سويي‌ حتما مي‌بايست داراي قط‌ر مساوي‌ و فرم مناسب‌‌باشد، لوله‌ ي دم‌ روي‌ ميله يي‌ كه‌ داراي سرد و شاخه‌ است‌ قرار گرفته و صنعتگر ضمن‌چرخاندن مداوم‌ آن به‌ وسيله ي قاشق‌ چوبي‌ به‌ فرم دادن‌ شيشه مي‌پردازد و براي‌پيشگيري از چسبيدن شيشه ي مذاب به‌ قاشق‌ هر چند يكبار آن را به‌ وسيله ي آب خيس‌ميكنند كه‌ به‌ اين‌ كار قاشقي كردن‌ بار مي‌گويند. بعد از مرحله ي قاشقي كردن‌ بار، گوي‌در داخل‌ قالب‌ قرار گرفته و عمل دميدن به‌ وسيله ي دهان و در مواردي‌ به‌ وسيله ي‌كمپرسور انجام مي‌شود.‌ شيشه ي پرسي‌ نيز همانند شيشه ي فوتي‌ نياز به‌ سرد شدن تدريجي دارد و به‌ همين جهت‌ميبايست بعد از تكميل جهت رسيدن گرمايش‌ به‌ درجه‌ ي حرارت‌ هواي معمولي‌ داخل‌‌گرمخانه‌ قرار داده‌ شود.‌ بعد از مرحله ي ساخت‌ نوبت‌ به‌ عمليات تكميلي مي‌رسد و محصول شيشه اي به‌ وسيله ي‌تراش، نقاشي‌ يا مات كردن‌ تزئين مي‌گردد.‌ براي مات كردن‌ شيشه مي‌بايست از اسيدي كه‌ بتواند قسمتي از سط‌ح‌ شيشه را در خود حل‌ ‌كند استفاده‌ شود تنها اسيدي كه‌ شيشه در برابر آن مقاومت‌ ندارد اسيد فلوريدريك‌ است‌‌اما كار كردن‌ با اين‌ اسيد بسيار خط‌رناك است‌ و در ضمن مقرون‌ به‌ صرفه‌ نيز نيست.‌بنابراين‌ بجاي آن از محلول آمونيوم هيدروژن‌ فلوريديا مواد مشابه‌ ديگر براي مات كردن‌‌شيشه استفاده‌ ميكنند.‌ براي مات كردن‌ شيشه، وسايل‌ شيشه اي را به‌ مدت چند دقيقه در محلول قرار داده‌ و‌سپس خارج‌ مي‌نمايند و با آب مي‌شويند رنگهايي‌ كه‌ معمولا براي نقاشي‌ روي‌ شيشه بكار‌ميرود اكسيدهاي فلزات مختلف بصورت‌ پودر است‌ كه‌ با تربانتين و روغن‌ مخصوصي مخلوط‌ساييده ميشود و آنرا به‌ صورت‌ مخلوط غليظي‌ در مي‌آورند و با آن بروي‌ شيشه نقاشي‌‌ميكنند سپس به‌ منظور ثابت‌ كردن‌ رنگ‌ اشيا نقاشي‌ شده، آنها را به‌ مدت 2 تا 4 ساعت‌‌در كوره‌ يي‌ با دماي 500 تا 600 درجه‌ ي سانتيگراد قرار مي‌دهند، سپس كوره‌ را خاموش و‌بعد از سرد شدن كامل‌ كوره‌، اشيا را از آن خارج‌ مي‌نمايند.‌ جهت تراش روي‌ شيشه از سنگ مخصوصي كه‌ درجه‌ سختي آن بيش از سختي شيشه است‌‌استفاده‌ مي‌نمايند. براي اين‌ منظور از سنگهاي ديسك مانندي كه‌ با سرعت‌ لازم‌ قادر به‌‌چرخش‌ هستند استفاده‌ به‌ عمل مي‌آيد. سرعت‌ چرخهاي تراش و ديسك تراشكاري‌ بستگي‌مستقيم به‌ نوع تراش دارد.‌ صنعتگران تراشكار نخست محلهايي‌ را كه‌ مي‌بايست تراش بخورد مشخص نموده‌ و سپس با‌نگهداشتن ظرف شيشه يي‌ در دست‌ و نزديك‌ كردن‌ آن به‌ سنگ تراش نقش دلخواه روي‌‌شيشه را حك‌ مي‌نمايند و سپس آن قسمتها را صيقل مي‌دهند.‌ هم اكنون محصولات شيشه يي‌ دست‌ ساز كشورمان شامل‌ انواع ظروف‌ مصرفي‌ و تزئيني‌است‌ كه‌ بخش عمده ي آن توسط‌ كارگاههاي شيشه گري تهران توليد و عرضه‌ مي‌شود.‌يكي از طرح‌هاي جذاب و زيباي شيشه‌هاي تزئيني ، شيشه‌هاي فيوزينگ مي‌باشد . در شيشه‌هاي فيوزينگ طرح مورد نظر با برش‌هايي از شيشه و توسط اعمال حرارت به صفحه اصلي شيشه‌اي فيوز مي‌گردد (اتصال مي‌يابند) . براي توليد شيشه‌هاي فيوزينگ تزئيني به كوره ، كفي كوره ، آستركف و شيشه نيازمنديم . كوره فيوزينگ مهمترين وسيله لازم براي فيوز شيشه مي‌باشد . اين كوره با پوشش‌هاي سراميكي سنتي يا با دستاوردهاي جديد ساخته مي‌شود . تفاوت بين كوره سراميكها و كوره فيوزينگ شيشه در محل المنتها است . كوره فيوزينگ داراي المنتهاي الكتريكي مي‌باشد كه در بالاي كوره و در كناره‌ها و كف كوره قرار دارند . دليل اين امر انتشار يكسان حرارت در تمام سطح شيشه مي‌باشد . كوره‌هاي گازي نيز مي‌توانند براي فيوزينگ استفاده گردند ، اما در اينصورت مشكلات زيادي به وجود خواهد آمد . انواع كوره‌ها : المنت‌هاي حرارتي كوره‌هاي الكتريكي ممكن است در بالاي كوره يا اطراف ديواره‌هاي داخلي كوره باشد . كوره‌هايي كه المنت‌هاي حرارتي آنها بالاي كوره قرار دارند حرارت از بالا ( Top Fired ) ناميده مي‌شوند و آنهايي كه المنت‌هاي حرارتي‌شان در كناره‌هاي كوره كار گذاشته شده است حرارت از كنار ( Side Fired ) ناميده مي‌شوند . مكان و نظم المنت‌هاي حرارتي توسط چگونگي حرارت ديدن شيشه تعيين مي‌گردد . كوره فيوزينگ شركت آبگينه از نوع حرارت از بالا مي‌باشد كه داراي 15 المنت‌ حرارتي در سقف كوره يعني بر روي درب آن است . در توليد محصولات فيوزينگ مهمترين عامل شيشه‌هاي مخصوص فيوزينگ مي‌باشند كه بايد ضريب انبساط حرارتي متناسبي داشته باشند . از لحاظ فيوزينگ شيشه ، اگر دو شيشه بتوانند با هم فيوز شوند ، هماهنگ هستند . در اين حالت پس از خنك كردن مناسب تا دماي اتاق ، هيچ تنش بيش از اندازه‌اي كه منجر به شكست شود ، در قطعه نهايي وجود ندارد . آزمايشهايي كه براي تشخيص هماهنگي شيشه‌ها وجود دارند عبارتند از : 1) كشش ريسمان 2) تنش سنجي 3) آزمايش قطعهبه عنوان مثال آزمايش كشش ريسمان خيلي سريع و بدون استفاده از كوره انجام مي‌شود و بر اساس اين واقعيت است كه اگر رشته‌اي از دو شيشه كشيده شده كه شبيه به هم منقبض نمي‌شوند ، به يكديگر فيوز شوند ، رشته خم خواهد شد . مراحل عمليات حرارتي براي فيوزينگشش مرحله در سيكل حرارتي فيوزينگ وجود دارد كه دو مرحله براي گرمايش و چهار مرحله براي سرمايش بوده و عبارتند از : 1) گرمايش اوليه : مرحله‌اي است كه شامل حرارت دادن شيشه از دماي اتاق تا درست بالاي دماي نقطه كرنش شيشه مي‌باشد . در شيشه‌هاي رنگي اين دما رنجي از 400 تا c 0 485 مي‌باشد . در طول اين مرحله گرمايش در سرعتي درست زير سرعت دمايي كه سبب شكست مي‌گردد ، شروع مي‌شود . اين سرعت با اندازة ضخيم‌ترين لايه منفرد از شيشه تغيير مي‌كند . هنگاميكه دما به نقطة كرنش برسد مرحله دوم شروع مي‌گردد . 2) گرمايش سريع : در اين مرحله شيشه فيوز نشده از دماي نقطة كرنش تا دمايي كه در آن لايه‌هاي شيشه منفرد تا حد مطلوب فيوز نشده‌اند ، حرارت داده مي‌شود . اين مرحله از سيكل حرارتي در مقايسه با مرحلة قبل خيلي سريعتر مي‌باشد . دماي فيوز به فرمول شيشه و ضخامت آن بستگي دارد . وقتي كه فيوز دلخواه بدست آمد ، مرحلة بعدي شروع مي‌گردد . 3) سرمايش سريع : خنك نمودن شيشه فيوز شده از بالاترين دما كه در طول مرحلة گرمايش سريع به آن رسيديم تا دماي آنيلينگ را سرمايش سريع گويند . براي مقابله با كريستاليزه شدن ، خنك كردن بايد با سرعت خنك شدن كوره مطابقت داشته باشد . هنگاميكه دما به رنج آنيلينگ رسيد (تقريباً c 0 540) مرحلة چهارم شروع مي‌شود . 4) نگهداري در دماي آنيل : در اين مرحله ، كوره در يك دماي ثابت (دماي آنيلينگ بهينه) نگهداشته مي‌شود . زمان و دماي نگهداري بستگي به شيشه و ضخامت آن دارد . هنگاميكه دماي شيشه با دماي تاقچه كوره برابر شد و تنشهاي ناشي از نابرابري حرارت دادن يا كار مكانيكي برطرف شد مرحله پنجم آغاز مي‌گردد . 5) سرد كردن از دماي آنيل :اين دما بين دو دماي نگهداري در آنيل و نقطة كرنش محدود مي‌شود . تنها زمان جلوگيري از پيشرفت تنش دائمي در قطعة نهايي در طول اين مرحله مي‌باشد . 6) خنك كردن تا رسيدن به دماي اتاق :اين مرحله جهت جلوگيري از شكست مي‌باشد . سرعت حداكثر خنك كردن مجاز براي جلوگيري از شكست بستگي به ضخامت دارد ولي عموماً سريع است . عموماً به كوره‌ها اجازه داده مي‌شود تا به طور طبيعي خنك گردند . زمانها و دماها براي هر نوع شيشه و براي هر ضخامتي متفاوت مي‌باشد .از زمان معرفي شيشه فلوت در سال 1959 توسط پيلكينگتون فرآيند فلوت آرام آرام به نحو گسترده‌اي جايگزين فرآيندهاي شيشه تخت گرديده است . امروزه حدود 180 طرح فلوت با ظرفيت توليدي در حدود 40 ميليون تن در سال وجود دارد . اين مقدار متناظر با حدود 35 % كل توليد شيشه در جهان است .شيشه تخت حاصل از روش فلوت در مقايسه با فرآيندهاي توليد قديمي‌تر شيشه تخت مزايايي دارد كه عبارتند از :-فرآيند فلوت قادر است شيشه تخت با كيفيت بالا در محدوده ضخامتي 5/0 تا 25 ميليمتر با عرض نواري بيش از 3 متر توليد نمايد . -فرآيند توليد شيشه فلوت ظرفيت توليد بالايي را بر خلاف فرآيندهاي قبلي امكان‌پذير مي‌سازد . -فرآيند فلوت پيوسته بوده و امكان اتوماسيون را تا ميزان زيادي ممكن مي‌سازد . -كيفيت نوري سطح شيشه فلوت با شيشه پليت سايش خورده پوليش شده قابل مقايسه است . -با توجه به پيشرفت‌هاي مداوم و بهبودهاي حاصله در 35 سال اخير فرآيند فلوت بي‌دردسرتر و ايمن‌تر از ديگر فرآيندهاي توليد شيشه است . تاريخچه توليد شيشه شناور :پيوسته كردن فرآيند توليد شيشه تخت كه از اوايل قرن بيستم آغاز شد ، مسير پر فراز و نشيبي را طي كرده است . در اين مسير سه روش كشش ، نورد و شناور ، تقريباً مراحل آزمايشي خود را همزمان آغاز كردند . دو روش اول به سرعت ارزش تجاري خود را كسب كردند و در توليد انبوه شيشه تخت به كار رفتند . اما عدم موفقيت اين روشها در توليد شيشه‌هاي تخت بدون اعوجاج و بدون نوسانات شديد ضخامت و نيز دردسرهاي فراوان پرداخت و صقيل شيشه نورد شده سبب شد تا نهايتاً توجه شيشه سازان به مزاياي روش شناور جلب شود . جرقه فكري روش شناور را فردي بنام “ لومباردو ” ايتاليايي زد كه در سال 1900 راهي براي توليد صفحات دي الكتريك تخت با استفاده از مايعي مثل موم يا پارافين بر روي مايع جيوه ابداع كرد و آنرا به ثبت رساند . بلافاصله در سال 1920 ميلادي “ ويليام هيل ” آمريكايي روش جديدي را براي توليد شيشه تخت بر اساس روش ابداعي لومباردو به ثبت رساند . در اين روش او مذاب شيشه را بر روي سطح مذاب ديگري از فلزات ريخت و سپس با كشيدن مذاب شيشه بر روي سطح فلز حمام مذاب آنرا به صورت ورقه‌اي صاف درآورد . آزمايشهاي اوليه در سال 1920 در كارخانه “ گريگتون ” از شركت آمريكايي “ Pitsburg Plat Glass ” (PPG) صورت گرفت . در اين كارخانه سعي شد با شناور كردن مذاب شيشه بر روي آنتيموان مذاب ، عمل تخت كردن شيشه صورت گيرد . ولي آزمايش به دليل عدم موفقيت در تهيه و ساخت بدنه حوضچه‌اي كه بتواند آنتيموان مذاب را نگه دارد متوقف شد . موفقيت ساخت يك واحد آزمايشي به روش شناور در سال 1950 ميلادي نصيب شركت انگليسي “ برادران پيلكينگتون ” شد . در اين روش كه اولين واحد موفق تجاري آن در سال 1959 ميلادي در انگلستان به توليد رسيد مذاب شيشه پس از طي مراحل ذوب و حبابزدايي ، با استفاده از همزنهاي مكانيكي مخصوص ، همگون و با درجه حرارت 1050 درجه سانتيگراد و از طريق آجر نسوز يكپارچه‌اي به نام آجر لبه (Spout) وارد حمام قلع مذاب مي‌گردد . مقدار مذاب ورودي به حمام با كمك يك ديواره معلق متحرك (Tweel) كنترل مي‌شود . مذاب شيشه در حمام قلع ، با شناور شدن بر روي مذاب قلع و در نتيجه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي به صورتي كاملاً صاف ، تخت و بدون اعوجاج در مي‌آيد . ضخامت نوار شيشه در داخل حمام قلع با اعمال منحني دمايي خاص و با استفاده از انبركهاي غلتكي مستقر در كناره‌ها و نيز تسمه‌هاي گرافيتي ، ساخته مي‌شود . شرح كلي فرآيند فلوت :در اين روش ، شيشه در يك كوره ذوب در دماي حدود 1550 درجه سانتيگراد بدون داگ‌هاوس ذوب مي‌گردد . از اينرو حركت دوراني و گردابي نوارهاي شيشه رخ نمي‌دهد ، و همين عامل اثر مطلوبي بر خواص نوري شيشه تخت مي‌گذارد . ريزش مذاب شيشه به قسمت فلوت از طريق كانالي رخ ميدهد كه در آن مقدار ريزش به وسيله يك بلوك آجر عمودي (Tweel) كنترل مي‌گردد . شيشه با دمايي حدود 1050 درجه سانتيگراد از روي يك سنگ لبه از جنس فيوزكست بر روي حمام قلع مذاب مي‌ريزد كه قلب طرح قسمت شناور است و به صورت فيلمي با ضخامت ثابت گسترده مي‌شود . فيلم مزبور در جهت طولي به صورت نواري با عرض بيش از 3 متر گسترده مي‌شود و با كنترل از 1050 به 600 درجه سانتيگراد سرد مي‌گردد . در اين دما ، نوار شيشه پيوستگي و سفتي لازم را دارد كه بتواند از حمام قلع بيرون آورده شده و به كانال تنش‌زدايي برسد . در 150 متر طول كوره تنش‌زدايي كه سخت شدن شيشه رخ ميدهد نوار شيشه با كنترل سرد مي‌گردد تا از تنش‌هاي باقيمانده جلوگيري شود . پس از كوره تنش‌زدايي نوار شيشه به صورت پيوسته از بازرسي اپتيكي مي‌گذرد تا معايب شيشه شناسايي گردد و نهايتاً نوار شيشه بريده مي‌شود . حمام فلوت :حمام فلوت داراي طولي حدود 40-50 متر و عمق تقريبي 6-7 سانتيمتر و عرض متغير 4-7 متر مي‌باشد . حمام از يك پوسته فلزي كه داخل آن با كمك آجرهاي شاموتي مخصوص پوشيده شده است ، تشكيل مي‌شود . نيمي از حمام دو جداره و المنتهاي گرمايي در داخل جداره تعبيه شده‌اند . كنترل دما ، فشار ، اتمسفر و بويژه وضعيت نوار مذاب به صورت اتوماتيك و كامپيوتري انجام مي‌شود . در واقع قسمت حمام فلوت (حمام قلع) از واني “ نسوز و گرافيت ” براي نگهداري قلع مذاب و همچنين يك اتاق در حد امكان بدون نشت گاز تشكيل شده است كه براي نگهداري اتمسفر احيا كننده “ 10% گاز هيدروژن و 90% گاز نيتروژن ” بكار ميرود تا از اكسيداسيون قلع جلوگيري شود . در فرآيند فلوت از اين واقعيت بهره برده مي‌شود كه در خصوص دو مايع غير قابل امتزاج ، مايع با دانسيته كمتر بر روي مايع سنگين‌تر به شكل يك فيلم پخش و گسترده مي‌شود . يك زمينه محدود كاملاً صاف و مستول از مايع سبك‌تر تحت تأثير وزن مخصوص و انرژي سطحي بوجود مي‌آيد . براي تحقق بخشيدن به فرآيند فلوت به دنبال مايعي بودند كه بتوان بر روي آن مذاب شيشه را ريخت به نحوي كه بتوان سطح كاملاً مستوي و يكنواختي به وجود آورد . اين مايع بايد بتواند شرايط ضروري ذيل را برآورده كند :-دانسيته بايستي بيشتر از دانسيته شيشه gr/cm3 5/2 باشد . -نقطه ذوب بايستي كمتر از 600 درجه سانتيگراد باشد . -فشار بخار مايع در حدود 1050 درجه سانتيگراد حتي‌المقدور كم باشد . -مايع نبايستي با مذاب شيشه واكنش شيميايي بدهد . Ga ، In اساساً براي استفاده در حمام فلوت بر طبق خواص فيزيكي‌شان مناسب هستند . قله مايع بدين جهت انتخاب شد كه در ميان فلزات بالا ارزانترين بود . اين فلز همچنين كمترين واكنش با مذاب شيشه در 1050 درجه سانتيگراد را داشته و كمترين فشار بخار را دارد . معايب و مشكلات شيشه فلوتيكي از مشكلات اين روش اين است كه لبه ديواره معلق “ Tweel ” در داخل مذاب قرار دارد و اين خود سبب پيدايش ناخالصي‌ها و آلودگي مذاب مي‌شود كه بعدها پس از مدتي تلاش براي حل اين مشكل با پوشاندن لبه ديواره معلق از پلاتين ، نهايتاً لبه آنرا از مذاب خارج كردند . يكي ديگر از مشكلات بسيار اساسي و مهم اين روش پيچيدگي توليد شيشه‌هاي نازك بود . كارهاي اوليه نشان مي‌داد كه توسعه و پخش مذاب بر روي قلع تا زماني صورت مي‌گيرد كه ورقه مذاب به يك ضخامت تعادلي در حدود 6 ميليمتر برسد . تجربيات اوليه براي تغيير ضخامت شيشه توليدي با بالا و پايين آوردن سرعت غلتكهاي انتهايي انجام شد ، ولي تجربه نشان داد كه اگر سرعت غلتك انتهايي را براي كاهش ضخامت شيشه كم كنند ، عرض ورقه شيشه به شدت كم مي‌شود . مثلاً در تغيير ضخامت به اين روش از 6 به 4 ميليمتر عرض ورقه از 5/2 متر به 75 سانتيمتر مي‌رسيد . لذا از همان ابتدا مشخص بود كه براي كنترل ضخامت ، تحول مهمي بايد در فرآيند توليد شيشه شناور صورت گيرد . براي كنترل ضخامت روي تركيب شيشه نيز كار شد ، ولي نتيجه چندان رضايت بخش نبود . آزمايشهاي انجام شده نشان داد كه تغيير ضخامت با تغيير تركيب كه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي را تغيير ميدهد ، قدرت تنظيمي بين 6 تا 7 ميليمتر را بيشتر ندارد . پس از تلاشهاي فراوان ، تغيير منحني دما در حمام قلع و عملكرد توامان تغيير دما و حركت انبرهاي بالشتكي لبه‌گير براي كنترل ضخامت بسيار موفقيت‌آميز بودند . در اين روش مذاب با دماي حدود 1050 درجه سانتيگراد (گرانروي 104 پواز) وارد حمام قلع مي‌شود . دماي حمام بتدريج كاهش يافته و در دماي حدود 700 درجه سانتيگراد غلتكهاي زوجي ، لبه‌هاي طرفين شيشه را در اختيار مي‌گيرند . به اين ترتيب عرض شيشه ثابت مي‌ماند . پس از تثبيت عرض و فائق آمدن بر كشش سطحي ، دوباره دماي حمام افزايش مي‌يابد و درجه حرارت نوار شيشه به حدود 850 درجه سانتيگراد ميرسد . در اين مرحله سرعت غلتكهاي انتهايي را افزايش داده و ضخامت را كنترل و تنظيم مي‌كنند . بدين ترتيب امكان توليد شيشه‌هاي نازكتر از 6 ميليمتر و يا ضخيمتر از آن به روش شناور فراهم مي‌شود . براي توليد شيشه‌هاي ضخيمتر از ضخامت تعادلي ، حركت مذاب در حمام قلع توسط موانع يا ميله‌هاي گرافيتي كنترل مي‌گردد و مانع از پخش آن در عرض حمام مي‌شوند . در اين روش ضخامت ورقه توليدي به مقدار و سرعت كشش شيشه در حمام بستگي دارد . براي جلوگيري از تأثيرات منفي موانع گرافيتي بر روي لبه‌هاي شيشه سعي مي‌كنند كه طول اين موانع در حداقل مورد نياز باشد . در سال 1969 ميلادي توليد شيشه‌اي به ضخامت 15 ميليمتر با اين روش امكان‌پذير گشت . سومين مشكل مهم روش فلوت ، معضلات شيميايي اين روش بود . وجود كمترين ناخالصي در حمام قلع ، بويژه حضور اكسيژن و گوگرد در فضاي حمام ، حتي در حد يك در ميليون ، با قلع تركيب مي‌شوند و تركيباتي چون SnO و SnS بوجود مي‌آورند كه پس از تبخير و مهاجرت به نواحي سردتر حمام بر روي ورقه شيشه مذاب شبنم مي‌زنند و لكه‌هاي چسبنده‌اي روي سطح ورقه شيشه به وجود مي‌آورند . علاوه بر آن چون حلاليت اكسيد قلع مذاب كم است ، در صورت پيدايش اكسيد قلع ، اين اكسيد به صورت لكه شناوري روي سطح مذاب قلع شناور شده و سطح زيرين شيشه را معيوب مي‌كند و به مرور با نفوذ در ساختار مولكولي شيشه ، در آن باقي مي‌ماند و هنگام خم شيشه در كوره‌هاي عمليات حرارتي ، مثلاً در توليد شيشه خودرو ، سبب پيدايش كدري روي سطح شيشه مي‌شود . كاهش اين ناخالصيها و كنترل دور گردش آنها در كوره و حمام از موارد مهم موفقيت روش فلوت است . سيكل آلودگي گوگرد و اكسيژن در حمام قلع :اگر چه همه بررسي‌هاي ممكن نشان مي‌داد كه قلع بهترين و مناسب‌ترين فلز بستر براي شناور سازي نوار شيشه است ، اما ويژگي شيميايي اين عنصر ميل شديد تركيبي‌اش با اكسيژن و گوگرد است كه در شرايط دمايي بالا تشديد مي‌گردد به تدريج در فرآيند توليد شيشه مشكلات خاص خود را ايجاد مي‌نمايد . اكسيژن و گوگرد در دو سيكل شيميايي متفاوت سبب آلودگي سطح شيشه و نيز تخريب المنت‌هاي گرمايي حمام قلع مي‌شود . سيكل آلودگي گوگرد با تشكيل سولفور قلع (استانو) در مذاب قلع آغاز مي‌شود . اين سولفور در محدوده‌ دمايي 1000-1050 درجه سانتيگراد به سرعت بخار شده و از محيط قلع خارج مي‌شود . بخار سولفور استانو ، در چرخه كنوكسيوني اتمسفر حمام قلع به نقاط سردتر مهاجرت كرده و بر روي سطح سقف حمام و المنتهاي گرمايي آن كندانسه مي‌شود و پس از طي فرآيند ناقص احيا ، سولفور قلع به قلع فلزي و نهايتاً مخلوطي از سولفور قلع و قلع فلزي به شكل لكه‌هاي ريز و پايدار (با قطره‌هاي متفاوت از 100 تا 1000 ميكرون) بر روي سطح شيشه چكه مي‌كند . وجود ppm 10 سولفور در اتمسفر حمام منجر به تشكيل 100 ميلي‌گرم سولفور قلع در هر متر مكعب از فضاي حمام در دماي 1000-1050 درجه سانتيگراد مي‌گردد . نقش گوگرد در مقايسه با اكسيژن در مورد تشكيل لكه‌هاي سطحي بسيار زيادتر است و لازم است كه بهاي لازم به وجود و حضور اين عنصر در حمام قلع داده شود . براي كنترل سيكل آلودگي گوگرد روش‌هاي متفاوتي تجربه شده است . با توجه به اينكه سقف محل تجمع سولفور قلع است اساس روش‌هاي اوليه تميز كردن سقف حمام با استفاده از دمش هوا يا گرم كردن ناحيه سقف و تسريع فرآيند احيا چكه در يك محدوده زماني كوتاه بود كه معمولاً در هنگام تميز كردن سقف شيشه ، توليد غير قابل استفاده مي‌شد . اكنون روش ريشه‌اي‌تري در اين مورد اتخاذ شده است . در واقع تجربه سالهاي گذشته در مورد كنترل كاهش سولفات سديم كه بيشتر در كشورهاي اروپايي جهت كاهش آلودگي محيط زيست انجام مي‌گرفت ، نشان داد كه اين كاهش به شدت در تقليل سيكل گوگرد مؤثر بوده است . به همين جهت اكنون براي كنترل اين چرخه آلودگي از ورود گوگرد به داخل حمام قلع از طريق اتمسفر كوره و يا نوار شيشه حتي‌الامكان با كاهش مصرف عوامل گوگرد دار خودداري مي‌شود . سيكل آلودگي اكسيژن نيز با تركيب اكسيژن و قلع و تشكيل اكسيد قلع (استانو) آغاز مي‌گردد . بخشي از اكسيد قلع حاصل تبخير و بخشي نيز در مذاب قلع حل مي‌شود . بخار SnO در نواحي سردتر روي سطح شيشه كندانسه و موجب تشكيل لكه‌هاي پايدار بر روي سطح شيشه مي‌شود . اكسيد قلع محلول پس از رسيدن به حد اشباع از مذاب قلع خارج و به صورت اكسيد استانيك روي سطح مذاب قلع شناور گشته و سطح زيرين نوار شيشه را آلوده و كدر مي‌كند . از همان ابتداي شكل‌گيري اين تكنولوژي براي كاستن از مسأله آلودگي اكسيژن ، تنها راه عملي جلوگيري از ورود اكسيژن به داخل حمام تشخيص داده شد و در اين رابطه ضمن كنترل اتمسفر حمام با استفاده از هيدروژن و نيتروژن ، روش‌هاي دقيقتري براي درزبندي و جلوگيري از نفوذ ديفوزيوني اكسيژن به داخل حمام اتخاذ شد وجود حدود 10 درصد هيدروژن در اتمسفر حمام قلع ، در صورت اكسيژن به داخل حمام با جذب آن و تشكيل مولكولهاي H2O ، سيكل آلودگي اكسيژن را متوقف مي‌سازد . به هر حال در حال حاضر مسأله آلودگي اكسيژن و گوگرد ، مشكل عمده در توليد شيشه فلوت نمي‌باشد و روش‌هاي كنترل و محدود كردن آن كاملاً شناخحته شده هستند . اما آلودگي سطح نوار شيشه به قلع يا اكسيد قلع هنوز از مباحث جالب و مورد پيگيري در اين صنعت است . بررسي‌هاي فعلي نشان داده است كه در تركيب صد انگستروم اول سطح شيشه بيش از 30 درصد اكسيد قلع وجود دارد . در مواردي آلودگي‌هاي سطحي اگر چه ممكن است ظاهراً محسوس نباشد ولي در مراحل بعدي كار با شيشه ، بويژه در فرآيندهاي تكميلي مثل توليد شيشه نشكن يا خم براي مصارف ساختماني يا اتومبيل سبب پيدايش كدري در سطح شيشه مي‌گردند . نتيجه‌گيري :ابداع فرآيند شناور (فلوت) براي توليد پيوسته نواري از شيشه تخت با دو سطح موازي ، بدون اعوجاج و بدون نوسانات ضخامت ، گنجينه گرانبهايي از انواع كاوشهاي علمي و تكنولوژيكي را براي مهندسان و دانشمندان به همراه داشته است . انديشمندان تلاشهاي زيادي كرده‌اند تا جنبه‌هاي مختلف اين فرآيند اعجاب‌انگيز را با استفاده از قوانين فيزيك توضيح دهند . دستيابي به قانونمنديهاي حاكم بر تشكيل نوار شيشه در اين فرآيند اكنون عرصه‌هاي جديدتري را در تكوين و ابداعات نوين اين تكنولوژي ايجاد كرده است و توسعه و تكميل اين تكنولوژي در سالهاي اخير سرعت بيشتري يافته و از شكل اوليه خود بسيار فاصله گرفته است . اكنون نسل جديدي از واحدهاي توليد شيشه فلوت در حال شكل‌گيري است . تركيب شيشه :تركيب نرمال شيشه با مقدار 9/0 % Fe2O3 08/0 %SO3 K2O Fe2O3 MgO CaO Na2O Al2O3 SiO2 0.3 0.3 0.1 3.5 9.2 14.3 0.3 72.0 خلاصه :در قلب صنعت شيشه جهان ، فرآيند فلوت قرار دارد كه توسط پيلكينگتون در سال 1959 بوجود آمد كه شيشه شفاف ، رنگي و پوششي دار براي ساختمان و شيشه شفاف و رنگي را براي وسايل نقليه توليد مي‌كند . اين فرآيند ، قادر به ساخت شيشه با ضخامت 6 ميليمتر است و حالا قادر به توليد شيشه‌هايي به ضخامت 4/0 ميليمتر و حتي تا 25 ميليمتر است .شيشه مذاب ، در تقريباً دماي 1000 درجه سانتيگراد بطور مداوم از كوره روي حمام باريك قلع مذاب ريخته مي‌شود . شيشه مذاب روي قلع شناور مي‌شود ، به صورت يك سطح صاف روي آن پخش مي‌شود . ضخامت شيشه به وسيله سرعتي كه نوار شيشه در حال جامد شدن از حمام كشيده مي‌شود و كنترل مي‌گردد . سپس آنيل مي‌گردد (با سرمايش كنترل شده) و شيشه به عنوان محصولي پوليش شده با حرارت كه داراي سطوح واقعاً موازي است درمي‌آيد

فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1nm تا 100nm مي‌باشد. (1 نانومتر يک ميليارديم متر است).
اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.
واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو»بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

تكنولوژي توليد شيشه تخت داراي تاريخچه طولاني و پرفراز و نشيبي است. روميان قديم نخستين صفحات شيشه اي به ضخامت 40×40 سانتيمتر مربع را در قرن اول توليد نمودند. روش توليد يك نوع فرايتد شيشه ريختگي بود كه در آن مذاب شيشه در يك بستر ماسه اي ريخته و سپس نورد مي گرديد. در قرون وسطي, شيشه ورق فرايند دمش با دهان به وسيله ميله دم توليد مي شد. در شروع قرن بيستم, هر دو تكنولوژي به فرايند پيوسته نورد و كشش به صورت اتوماتيك درآمد. شيشه تخت صقيل خورده با كيفيت اپتيكي(نوري) بالا با كار هزينه بر بر روي شيشه نوردر شده با فرايندهاي سايش و صقيل بدست مي آمد. با فرايند انقلابي فلوت كه در بين سالهاي 1950 و 1960 توسط پيلكينتون توسعه يافت, توسعه و پيشرفت در زمينه شيشه تخت موقتا" خاتمه يافت, به صورت كلي شيشه تخت به صورت صنعتي امروزه بر طبق دو فرايند شكلدهي توليد مي گردد: فرايند فلوت كه محصولي صيقلي, شفاف توليد مي كند و فرايند نورد كه به شيشه اي نيمه شفاف مي انجامد, هر دو نوع شيشه به گروه شيشه هاي سودا-لايم-سيليسي تعلق دارند. آنها تركيب نسبتا" مشابهي دارند و در توليد آنها مواد اوليه مشابهي به كار مي رود.

توليد شيشه نورد شده

امروزه, نام شيشه نورد شده توصيف كننده محصولات مختلفي از انواع شيشه تخت بيرنگ و رنگي است كه با اصطلاحات شيشه ايمني سيم دار, شيشه طرح دار سيمي, شيشه آنتيك , شيشه كليسايي(Catheral glass) شيشه گلخانه اي دسته بندي و شناخته مي شوند. اين شيشه ها اكثرا" نيمه شفاف يا مات هستند وعمدتا" در مناطقي از ساختمان به كار مي روند كه شفافيت كامل زائد و غير ضروري و يا حتي ناخوشايند است. در چنين مواردي عوامل سازه اي و تزئيني ايفاي نقش مي كنند. مثالهايي از اين است نورگير هاي سقف, شيشه كارخانه, گلخانه ها, اتاقهاي دفتر كار يا كريدورهاست. بر طبق ضخامت و ساختار سطحي شيشه نورد شده, اين محصول داراي نيمه شفافيتي از 50 تا 80 درصد است. تا پايان دهه شصت, شيشه تخت صيقلي از شيشه نورد شده با سايش و صيقل دهي سطوح كه پر هزينه بود توليد مي شد.

نام شيشه ريختگي در تاريخ اين سمت به خوبي پايه گذاري شده است. اين نام (Cast glass) به زماني بر مي گردد كه چنين محصولاتي در يك فرايند ناپيوسته با شيشه مذاب روي قطعه اي آهني و سپس نورد تخت آن ساخته شده است. امروزه نوار پيوسته اي از شيشه بين دو غلطك خنك شوند, با آب كه هر يك در خلاف جهت هم مي گردند شكل مي گيرند. غلطكها با شيشه داغ ويسكوز در دماي 1200 درجه سانتيگراد از كوره ذوب به سمت غلطكها تغذيه مي گردد. يك آجر Tweel مقدار شيشه تغذيه شده را كنترل مي كند و باعث مي گردد كه ضخامت مطلوب نوار شيشه ها از پيش تنظيم گردد. براي توليد شيشه طرح دار (منقوش) يا صاف, غلطكها شكل دهنده به صورت عمودي روي يكديگر آرايش يافته اند و يك فاصله قابل تنظيم بين آنها تشكيل مي گردد, كه ضخامت نوار شيشه را تعيينن مي كند. پروفيل هايي مختلف شيشه طرح دار با منقوش كردن متناظر غلطك پائيني ايجاد مي گردد(شكل 6).

جهت تنظيم و ترتيب دادن محل قرارگيري غلطك ها, مي توان دسته اي را در حوضچه مذاب پشت غلطك قبل از غلطك بالايي قرار داد. اين دسته وارد كردن توري سيمي را آسان تر مي نمايد, توري سيمي مي بايستي جهت توليد شيشه ايمني سيمي(سيم دار) وارد مذاب شود. اگر تنها نوارهاي باريكي نورد شود. كه لبه هاي آن به وسيله غلطكهاي اضافي قرار گرفته به صورت عمودي حدود 90 درجه خم گردد, به اصطلاح شيشه ناوداني شكل حاصل مي شود. پس از شكلدهي, غلطكهاي برنده, كه اصطلاحا" سيني غلطكي را تشكيل مي دهند, نوار شيشه اي را كه هنوز به صورت پلاستيك است به كانال تنش زدايي هدايت مي كنند. در كانال تنش زدايي دماي شيشه تا 100 درجه سانتيگراد كاهش مي يابد. نوار شيشه پس از آن با كانال تنش زدايي تا دماي اتاق سرد مي شود به تجهيزات برش هدايت مي گردد كه در آنجا جام به ابعاد دلخواه از پيوسته اي كه در حال آمدن است بريده مي شود.

شيشه فلوت

از زمان معرفي شيشه فلوت در سال 1959 توسط پلگينتون فرايند فلوت آرام آرام به نحو گسترده اي جايگزين ديگر فرايندهاي شيشه تخت گرديده است. امروزه حدود 180 طرح فلوت با ظرفيت توليدي در حدود 40 ميليون تن وجود دارد. اين مقدار متناظر با حدود 35% كل توليد شيشه است.

شيشه تخت حاصل از روش فلوت در مقايسه با فرايندهاي توليد قديمي تر شيشه تخت مزايايي دارد كه عبارتند از :

-فرايند فلوت قادر است شيشه تخت با كيفيت بالا در محدوده ضخامتي 5/0-25 ميلي متر با عرض نواري پيش از 3 متر توليد نمايد.

-فرايند توليد شيشه فلوت ظرفيت توليد بالايي را بر خلاف فرايندهاي قبلي امكان پذير مي سازد.

ارقام 75000 متر مربع يا 750-450 تن در روز متداول است.

-فرايند پيوسته بوده و امكان اتوماسيون را تا ميزان زيادي ممكن مي سازد.

-كيفيت نوري سطح شيشه فلوت با شيشه پليت سايش خورده پوليش شده قابل مقايسه است.

-با توجه به پيشرفت هاي مداوم و بهبودهاي حاصله در 35 سال اخير فرايند فلوت بي دردسرتر و ايمن تر از ديگر فرايندهاي توليد شيشه است.

به دليل داشتن كيفيت بسيار خوب, شيشه فلوت به صورت گسترده اي در زمينه اتومبيل و معماري به كار مي رود. تنها در زمينه خودروهاي موتوري, تقاضاي بالايي در خصوص كيفيت نوري وجود دارد, كه امروزه تنها با شيشه فلوت برآورده مي گردد. كيفيت عالي سطح امكان انجام فرايندهاي تكميلي مختلفي روي شيشه فراهم مي سازد, كه در ساليان اخير به محدوده وسيعي از محصولات انجاميده است. پوششهاي محافظ در برابر خورشيد و گرما, كه به خصوص در شيشه هاي دوجداره يا شيشه هاي ايمني طلقي به كار مي روندمثالهايي براي اين بازار رو به رشد هستند. شيشه در يك كوره ذوب در دماي حدود 1550 درجه سانتيگراد بدون داگ هاوس ذوب مي گردد. از اينرو حركت دوراني و گردابي نوارهاي شيشه رخ نميدهد, و همين عامل اثر مطلوبي بر خواص نوري شيشه تخت مي گذارد. ريزش مذاب شيشه به قسمت فلوت(شناور) از طريق كانالي رخ ميدهد كه در آن مقدار ريزش به وسيله يك بلوك (آجر) عمودي Tweel كنترل مي گردد. شيشه با دمايي برابر 1050 درجه سانتيگراد از روي يك سنگ لبه ريختگي بر روي حمام قلع مذاب مي ريزد كه قلب طرح يعني, قسمت شناور است و به صورت فيلمي با ضخامت ثابت گسترده مي شود.

فيلم مزبور در جهت طول به صورت نواري با عرض بيش از 3 متر گسترده مي شود و با كنترل از 1050 درجه به 600 درجه سانتيگراد سرد مي گردد. در اين دما, نوار شيشه پيوستگي و سفتي لازم را دارد كه بتواند از حمام قلع بيرون آورده شده و به كانال تنش زدايي برسد. در 150 متر طول كوره تنش زدايي كه سخت شدن شيشه رخ ميدهد نوار شيشه با كنترل سرد مي گردد تا از تنش هاي باقيمانده جلوگيري شود. پس از كوره تنش زدايي نوار شيشه به صورت پيوسته از بازرسي اپتيكي گذر مي كند تا معايب شيشه شناسايي گردد. نهايتا" نوار به ابعاد 6×3 بريده) و چيده مي شود.

قسمت حمام قلع (فلوت) از واني (نسوز و گرافيت) براي نگهداري قلع مذاب و همچنين يك اتاق در حد امكان بدون نشت گاز تشكيل شده است كه براي نگهداري اتمسفر احيا كننده (10% گاز هيدروژن و 40% گاز نيتروژن) به كار مي رود تا از اكسيداسيون قلع جلوگيري شود. در فرايند فلوت از اين واقعيت بهره برده مي شود كه در خصوص دو مايع غير قابل امتزاج مايع با دانستيه كمتر بر روي مايع سنگين ت ربه شكل يك فيلم پخش و گسترده مي شود. يك زمينه محدود كاملا" صاف و مستول از مايع سبك تر تحت تاثير وزن مخصوص و انرژي سطحي به وجود مي آيد.

براي محقق بخشيدن به فرايند فلوت به دنبال مايعي بودند كه بتوان بر روي آن مذاب شيشه را ريخت به نحوي كه بتوان سطح كاملا" مستوي و يكنواختي به وجود آورد. اين مايع بايد بتواند شرايط ضروري ذيل را برآورده كند:

-دانسيته بايستي بيشتر از دانسيته شيشه (gr/cm35/2) باشد.

-نقطه ذوب بايستي كمتر از 600 درجه سانتيگراد باشد.

فشار بخار در دماي حدود 1050 درجه سانتيگراد مي بايستي حتي المقدور كم باشد.

-مايع نبايستي با مذاب شيشه واكنش شيميايي بدهد.

Ga و In و Sn اساسا" براي استفاده در حمام فلوت بر طبق خواص فيزيكيشان مناسب هستند. قلع مايع بدان جهت انتخاب شد كه در ميان فلزات فوق الذكر ارزانترين بود. اين فلز همچنين كمترين واكنش با مذاب شيشه در 1050 درجه سانتيگراد را داشته و كمترين فشار بخار را دارد. دماهاي اشاره شده در فوق با توجه به تركيب شيشه و وابستگي ويسكوزيته به دما تعيين مي گردد.

اگر شيشه جاري شده روي قلع مذاب از حمام كشيده شود نواري به ضخامت 5-4 ميليمتر نتيجه مي گردد, كه كمي كمتر از ضخامت تعادلي تئوريكي است كه نوار تنها در اثر فرايند انتقال بر روي حمام قلع كشيده و گسترده شود. اين فرايند كنش مستقيم(direct streteh) (فرايند-DS) ناميده مي شود. توليد شيشه نازكتر يا ضخيم تر بر طبق اصل به اصطلاح " نورد از بالا" (TOP ROLLING) انجام مي گيرد. شاپ رولر ها چرخهاي دندانه دندانه (مضر س) (با قطر حدود 15 سانتي متر) هستند كه بر روي لبه هاي نوار شيشه در قسمت جلويي حمام قلع قرار مي گيرند. شيشه نازكتر يا ضخيم تر را مي توان با تنظيم زواياي اين چرخها ايجاد نمود, بسته به اينكه تاپ رولرها داراي مولفه نيرويي در نوار شيشه عمود بر جهت كنش به سمت بيرون يا داخل باشند.

بدين خاطر كه تاپ رولرها بتوانند بر روي نوار شيشه تاثير بگذارند دما بايستي تا حدود 700 درجه سانتيگراد كاهش داده شود( h=10 ^ 8 dpa.s ) . براي كشش بعدي, دما دوباره تا 850 درجه سانتيگراد افزايش مي يابد و سپس به صورت پيوسته تا 600 درجه سانتيگراد كاهش مي يابد. اگر ما تنظيم زاويه مثبتي, فرايند ADS (كشش مستقيم كمك شده) داشته باشيم, ضخامت هاي كم شيشه تا 4 ميليمتر قابل توليد است, اگر ما تنظيمي زاويه منفي RADS(كشش مستقيم كمك شده معكوس) ضخامتهاي شيشه تا 12 ميليمتر قابل دستيابي است. توليد شيشه باز هم ضخيم تر خيلي پر هزينه است و از اينرو تنها گاها" صورت مي پذيرد.

ما شيشه هاي لبه(به اصطلاح فندرها " fenders" ) كه نمي توانند مرطوب شوند روي حمام قلع نصب مي گردند گرافيت, به عنوان مانع به كار مي رود. توسط فرايند فندر ضخامت شيشه بين 12 تا 20 ميليمتر قابل دستيابي است.

بر طبق هر يك از فرايندهاي شكلدهي مختلف برخلاف فرايندهاي شكلدهي قديمي تر مانند فرايند كشش يا نورد, شيشه فلوت خواص بهبود يافته اي را نشان ميدهد. اما به خاطر اين واقعيت كه در حمام قلع, هر يك از سطوح شيشه مي توانند با فازهاي مختلف واكنش دهند- سطح زيرين با قلع و سطح بالايي با اتمسفر احيا كننده – هر دو سطح خواص نسبتا"متفاوتي دارند. به خصوص از جنبه خواص نوري . با ريزش مذاب بر روي حمام قلع همانگونه كه در بالا گفته شد, نواري با ضخامت تقريبا" ثابت تشكيل مي شود. اختلاف هاي ضخامت به وسيله زاويه گوه مشخص مي گردد كه عمدتا" مقادير كمتر از 2 دقيقه را دارد. علاوه بر اين, اعوجاج هاي سطح كه مي تواند به انحرافات (اعوجاج هاي) نموري منجر گردد, در رنج mdptr 10 (ميلي ديوپتر) مي باشد و از اينرو نسبت به شيشه حاصله از فرايندهاي كشش بسيار كمتر است. رقمي كه هنوز هم براي چشم انسان قابل ديد و مرئي است حدود mdptr 60 (ميلي ديوپتر) مي باشد.

سطح شيشه آنچنان صاف و هموار است كه شيارهاي موجود روي سطح با توجه به عوامل محدود كننده جاروب كننده هاي(اسكنرهاي) مكانيكي قابل اندازه گيري نيست.

يك ساختار سطحي تقريبي تنها با ميكروسكوپهاي اتمي با resolution بالا قابل تشخيص است.

استحكام خمشي شيشه تخت با توجه به ميكرو تركهاي موجود روي سطح تعيين مي گردد. اين ميكرو تركها از قبل در طي فرايند شكلدهي به وجود آمده اند. زماني كه شيشه با ابزارهاي شكلدهي تماس پيدا مي كند. شيشه فلوت استحكام بسيار خوبي را نشان ميدهد و از اينرو حتي از شيشه پليت پوليش خورده نيز برتر است.

علت اين است كه شيشه پليت پوليش خورده برخلاف شيشه سيلندري, در فرايند سايش با مواد ساينده برخورد مي كند. در مقايسه با سمت اتمسفري, سمت قلع استحكام كمي پائين تري دارد, به علت آنكه در معرض غلطكهاي انتقال قرار مي گيرد.

تفاوتهاي ديگر بين طرف قلع و اتمسفر را مي توان در تركيب سطح جستجو نمود. سمت اتمسفر قليايي بيشتر و گوگرد كمتري نسبت به سمت قلع دارد. طرف قلع مقدار قلع به نحو قابل توجه بالاتري دارد. در تماس با حمام قلع, قلع تا عمقي برابر 30-20 ميكرون در سطح شيشه نفوذ مي كند. اين پديده انديس شكست بالاتر اين سطح را توضيح ميدهد. آزمايشات با محلولهاي اسيدي و همچنين قليايي نشان دادندكه رفتار خوردگي دو سطح در شروع خورندگي كمي متفاوت است. سطح سمت اتمسفر شستشو و جدايش بيشتري از يونهاي قليايي و رفتگي و زدايش شديدتري نسبت به سمت قلع نشان ميدهد. هر دو سطح سختي و مقاومت سايشي نسبتا" يكساني دارند.

Vertical Glass Sheet Stacker

Parameters of Vertical Glass Sheet Stacker
Model: FDD6035-03.
Max. Stacking Glass Size of vertical glass sheet stacker is 6000×3500×19.
Max. Stacking Glass Weight (single sheet) is 1 ton.
Glass Thickness: 10-19mm
Max. Stacking Thickness: 400mm
Stacking Cycle: 6.6-16.5s
Total power: 22KW
Outline dimension: 8000 (L) ×6500 (W) ×5200 (H)
Equipment weight: approx 1800Kg
Air supply pressure: 0.6-0.8Mp

آنالیز شیشه تك جداره، دو جداره و سه جداره

توليد شيشه نورد شده

شيشه فلوت

آمارگیر وبلاگ

موزیک پلیر

ساعت و تاريخ