شیشه؛ مواد اولیه، شیوه تولید و انواع آن

امروزه استفاده از شیشه در صنایع مختلف به خصوص در معماری و ساختمان بسیار متداول و عادی شده است. اما همیشه اینگونه نبوده است. شیشه به عنوان متریالی مدرن محسوب می شود که استفاده های بسیار گوناگون از آن قدمت چندانی ندارد. امروزه شیشه ها در انواع مختلفی از نظر میزان مقاومت در برابر شکستگی، میزان مقاومت در برابر حرارت، عایق بودن، رنگ، ضخامت و … در کیفیت های متفاوت تولید می شوند. در این مطلب سعی داریم تا با متریال شیشه از جنبه های مختلف آشنا شویم و ابعاد مختلف آن را مورد بررسی قرار دهیم. همچنین به این سوال که شیشه چگونه تولید می شود نیز به تفصیل پاسخ خواهیم داد.

 

شیشه چیست و به چه ماده ای گفته می شود؟

شیشه یک ماده جامد شفاف است که با سرد شدن سریع ماده مذاب به وجود می آید. مواد اولیه تشکیل دهنده شیشه به صورت عمده ماسه (سیلیس) ، خاکستر سودا و سنگ آهک هستند که در دمای بسیار بالا ذوب می شوند و بعد از سرد شدن به شیشه تبدیل می شوند.
هنگام سرد کردن مواد مذاب شیشه، اتم ها و یا مولکول ها در حالت نامنظم (چیزی شبیه حالتی که در مایعات دارند) باقی می مانند. از همین رو محصولی جذاب و زیبا به نام شیشه تولید می شود. شیشه، هم خواص مواد جامد را دارد و هم خواصی از مایعات. به همین دلیل شیشه متریالی خاص و ویژه محسوب می شود.

 

تاریخ شیشه و وارد شدن به زندگی انسان

شیشه های طبیعی که به صورت کاملا اتفاقی در طبیعت به وجود می آمدند، به خصوص شیشه های آتشفشانی اولین استفاده انسان از شیشه محسوب می شوند؛ از این نوع شیشه های طبیعی برای ساخت اشیاء تزئینی، چاقو، جواهرات و … استفاده می شد.
یافته های باستان شناسی در مصر و بین النهرین نشان می دهد که اولین شیشه ساخته شده به دست بشر مربوط به ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد است. قدیمی ترین قطعات گلدان شیشه ای که مربوط به قرن ۱۶ پیش از میلاد است، در بین النهرین یافت شده و شواهدی از ریشه های صنعت شیشه های توخالی را نشان می دهند. در مورد تاریخ شیشه می توانید بر روی لینک زیر کلیک کنید و مطالب آن را مطالعه بفرمایید:

تاریخ شیشه

 

شیشه در ساختمان و معماری

شاید استفاده از شیشه در معماری و ساختمان، قدمت زیادی داشته باشد، اما استفاده گسترده از شیشه به عنوان یک متریال اصلی در صنعت ساختمان و به صورت امروزی، قدمت چندانی ندارد. ساخت کاخ کریستال (کریستال پالاس) در سال ۱۸۵۱ توسط جوزف پاکستون (۱۸۶۵-۱۸۰۱) در لندن، اولین گام برای استفاده گسترده از شیشه در معماری محسوب می شود. ژوزف پاکستون برای اولین بار شیشه را از فضای گلخانه به حوزه معماری آورد. دستیابی به فضای داخلی یکنواخت و استفاده از نور روز به عنوان تنها منبع نور یکی از اهداف اصلی این پروژه بود. این نوع استفاده از شیشه به عنوان متریال اصلی یک پروژه ساختمانی تا آن زمان بی سابقه بود. پروژه کریستال پالاس توانست اولین گام برای شروع دوره معماری مدرن باشد.

 

اهمیت و لزوم وجود نور طبیعی در فضاهای داخلی، از  دیرباز در معماری مطرح بوده و به شکل های مختلفی بروز پیدا کرده است. علاوه بر ایجاد روشنایی در محیط داخلی، اهمیت وجود نور در فضای داخلی از منظر روانشناسی نیز مورد توجه بوده است. در خصوص نور در معماری  می توانید مطالب بیشتری را در لینک های زیر مطالعه فرمایید:

نورطبیعی و تأثیرات آن بر انسان

تاریخ استفاده از نور در معماری

نور در معماری مسیحی

نور در معماری اسلامی

امروزه شیشه ها با تکنولوژی پیشرفته می توانند علاوه بر شیشه درب ها و پنجره ها، به عنوان عضو اصلی در نمای شیشه ای ساختمان، سقف شیشه ای، گنبد شیشه ای و … کاربرد داشته باشند. برای شناخت بیشتر متریال جذاب شیشه، ابتدا لازم است تا با نحوه ساخت و تولید آن آشنا شویم.

 

نحوه تولید شیشه

شیشه چگونه ساخته می شود؟ شیوه تولید شیشه در طول زمان دستخوش تغییرات بسیاری شده است. تولید شیشه امروزه در کارخانه های پیشرفته ای با به روز ترین ماشین آلات و فناوری ها تولید می شود. از زمانی که شیشه توانست جای خود را در معماری و صنعت ساختمان باز کند، همواره تولید آن در بازه های زمانی مختلف، همراه با پیشرفت هایی بوده است که نتیجه آن امروزه تولید بهترین و مرغوب ترین نوع شیشه ها است که در موارد متعددی در ساختمان و تزئینات کاربرد دارد. البته بخش عمده ای از تولیدات شیشه مربوط به ظروف و بطری های شیشه ای است که برای آشپزی، ظرف نوشیدنی ها مثل نوشابه، بسته بندی قرص ها و مواد دارویی و … مورد استفاده قرار می گیرد. برای دانستن اطلاعاتی راجع به شیشه هایی که معمولا در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند، لازم است ابتدا با مواد اولیه ساخت شیشه و انواع شیشه ها از نظر مواد اولیه تشکیل دهنده، آشنا شویم و سپس به این سوال جواب دهیم که شیشه چگونه ساخته می شود؟

مواد اولیه ساخت شیشه

مهم ترین مواد اولیه شیشه سیلیس (سیلیسیم دی اکسید) است که ماده اولیه پایه برای ساخت شیشه محسوب می شود. باید توجه داشت که سیلیس ( SiO2 ) با سیلیکات (SiO4 با بار منفی چهار) متفاوت است. سیلیس در ترکیب با مواد دیگر می تواند کیفیت ها و ویژگی های مختلفی را به شیشه بدهد. به طور مثال سدیم کربنات، پتاسیم کربنات، سرب، کلسیم کربنات و … هرکدام که با میزان مشخصی با سیلیس ترکیب شوند، ویژگی هایی به شیشه تولید شده می دهند.

 

انواع شیشه بر اساس مواد اولیه

انواع مختلفی از شیشه با توجه به مواد اولیه مصرفی وجود دارند. اما حدود ۹۵ درصد شیشه های موجود به سه نوع هستند که در ادامه مواد اولیه و توضیحاتی در مورد آنها آورده شده است:

 

• شیشه سودالایم (Soda-lime)

  شیشه سودا – آهک، شیشه ای است که در بین انواع شیشه های تولید انبوه، بیشترین مقدار را تولید می کند. همانطور که از نامش مشخص است، ترکیبات اصلی علاوه بر سیلیس ، سودا و آهک هستند. یک شیشه سودالایم معمولی حاوی ۷۱ تا ۷۵ درصد سیلیس ( SiO2 ) ، ۱۲ تا ۱۶ درصد بی کربنات سدیم (Na2O)، ۱۰ تا ۱۵ درصد آهک (CaO) و مقادیر کمی از مواد دیگر مانند رنگ ها است. از شیشه سودا – آهک برای ساخت بطری ، شیشه های غذا ، لیوان های ساده نوشیدنی و محصولات شیشه ای ورق (که به صورت شیت هستند و به شیشه های فلوت معروف اند) استفاده می شود. شیشه سودا آهک تحت تأثیر گرما بسیار سریع منبسط می شود و تغییر شکل می دهد. بنابراین هنگام قرار دادن آب گرم در یک ظرف شیشه ای سودالایم همیشه باید مراقب باشید تا نشکند.

• شیشه کریستال

  شیشه کریستالی به دلیل ضریب شکست بالای آن زیبا به نظر می رسد. چگالی آن بسیار بیشتر از شیشه سودا – آهک است. در زندگی روزمره ما ، از شیشه کریستال برای ساخت لیوان نوشیدنی ، گلدان ، کاسه ، زیرسیگاری و زیور آلات تزئینی استفاده می کنیم. ترکیب آن ۵۴ تا ۶۵ درصد سیلیس ، ۱۳ تا ۱۵ درصد اکسید قلیایی و چندین اکسید دیگر است. شیشه ای که حاوی بیش از ۱۸ درصد اکسید سرب باشد، به عنوان شیشه کریستال سرب نیز شناخته می شود. با این حال ، اکسید سرب امروزه کمتر در تولید شیشه استفاده می شود. به عنوان یک نمونه موردی، شیشه های کریستالی تنها کمتر از ۰٫۵ درصد از کل تولید ظروف شیشه ای در آلمان را تشکیل می دهد. شیشه کریستال در مقایسه با شیشه های معمولی دارای شفافیت بیشتری است . به صورتی که اشیا از پشت آن مطلوب تر دیده می شوند.

• شیشه بوروسیلیکاتی

  ۷۰ تا ۸۰ درصد وزن شیشه بوروسیلیکات، سیلیس است. ۷ تا ۱۳ درصد تری اکسید بور ، ۴ تا ۸ درصد اکسید سدیم و پتاسیم و ۲ تا ۷ درصد اکسید آلومینیوم است. شیشه با این ترکیب در برابر مواد شیمیایی و نوسانات دما بسیار مقاوم است. به همین دلیل است که عمدتا برای کاربردهای شیمیایی ، در آزمایشگاه ها ، آمپول ها و بطری های حاوی داروها ، برای بسته بندی تزریقی یا به عنوان روکش های بسیار مقاوم لامپ استفاده می شود. شیشه های بوروسیلیکات دارای ضریب انتقال حرارت بالایی هستند به همین دلیل هم در آزمایشگاه ها و هم در ظروف خانگی برای پخت و پز مورد استفاده قرار می گیرند. این شیشه ها به شیشه های ضد حرارت هم معروف هستند. شیشه های بوروسیلیکات دارای مقاومت سه برابری نسبت به شیشه های سودالایم هستند. این نوع شیشه ها در سطح بازار با نام های تجاری مانند پیرکس عرضه می شوند.

نتیجه گیری در مورد مواد اولیه شیشه

خب تا اینجا با مواد اولیه تشکیل دهنده شیشه آشنا شدیم و متوجه شدیم که با توجه به مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه، می توان شیشه را عمدتا در سه گروه قرار داد. اما شیشه ای که در ساختمان و معماری مورد استفاده قرار می گیرد از کدام نوع این شیشه هاست؟ چه ویژگی ها و ساختاری دارد؟ و چگونه تولید می شود؟ در ادامه سعی داریم به این سوالات پاسخ دهیم.

 

شیشه فلوت

عمدتا شیشه های ساختمانی (همان شیشه هایی که در درب ها و پنجره ها، روی میزها و … استفاده می شوند) که به “شیشه های فلوت (Float)” یا “شیشه آنیل شده (Annealed)” معروف هستند جزء شیشه های سودالایم (Soda-lime) محسوب می شوند و ترکیبات شیمیایی آن را دارا هستند. در بعضی از موارد نادر از ترکیبات شیشه بوروسیلیکات هم برای تولید شیشه فلوت استفاده می شود. تولید شیشه های فلوت در سال ۱۹۵۹ به کلی توسط “برادران پیلکینگتون” دگرگون شد. هم اکنون بیشتر شیشه های فلوت تولید شده با استفاده از شیوه برادران پیلکینگتون تولید می شوند.

خب همانطور که گفته شد فرآیند تولید شیشه فلوت یا شیشه آنیل شده، که در ابتدا توسط برادران پیلکینگتون در سال ۱۹۵۹ توسعه یافت، رایج ترین فرآیند تولید شیت های شیشه ای تخت است. بیش از ۸۰ تا ۸۵ درصد از تولید جهانی شیشه فلوت در صنعت ساختمان استفاده می شود. فرآیند تولید شیشه فلوت در دهه ۱۹۵۰ در پاسخ به نیاز مبرم به یک روش اقتصادی برای تولید شیشه تخت برای خودروها و همچنین کاربردهای معماری در ساختمان اختراع شد. روش های موجود تولید شیشه تخت تا آن زمان ، شیشه هایی با سطوح نامنظم و غیر یکنواخت ایجاد می کرد.

 

شیوه تولید شیشه فلوت

شیشه چگونه ساخته می شود؟ اینجا می خواهیم توضیح دهیم که نحوه تولید شیشه های فلوت چگونه است. تولید شیشه فلوت شامل چند مرحله اصلی است که سعی می کنیم آن را توضیح دهیم:

•  در اولین مرحله از فرآیند تولید شیشه فلوت، مواد اولیه (سیلیس ، آهک ، سودا و غیره) ابتدا با کولت (cullet : شیشه شکسته بازیافت شده) مخلوط می شوند.
  ترکیب مواد اولیه شیشه فلوت از نظر وزنی معمولا به این شکل است:
  ماسه سیلیس (۷۲٪) ؛
  خاکستر سودا (۱۳٪) ؛
  سنگ آهک (۱۰٪) ؛
  دولومیت (۴٪) ؛
  این مواد اولیه به خوبی باید با هم ترکیب شوند و کاملا به صورت یکنواخت باشند.
•  در مرحله دوم این مواد اولیه ترکیب شده در کوره تا حدود ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند و به حالت مذاب در می آیند.
•  در مرحله بعد، مواد مذاب شیشه به حمام قلع هدایت می شوند. حمام قلع باعث می شود که شیشه مسطح شود و در قسمت های مختلف خود ضخامت های یکسانی داشته باشد. حمام قلع به صورت کنترل شده ای حرارت می بیند. رد شدن مواد مذاب از حمام قلع به دلیل ایجاد سطحی یکدست و صاف بر روی شیشه است. فلوت (float) به فارسی به معنی شناور است و دلیل نامگذاری این نوع شیشه ها به فلوت یا شیشه شناور، شناور شدن مواد مذاب شیشه در حمام قلع است.
• شناور شدن مواد مذاب شیشه در وان قلع به دلیل تفاوت چگالی این دو ماده با یکدیگر است. چگالی یک شیشه معمولی سودا-آهک-سیلیس (سودالایم) ۲٫۳ گرم در سانتی متر مکعب است که بسیار کمتر از چگالی قلع (۶٫۵ گرم در سانتی متر مکعب) در دمای مورد نظر است.

بعد از یک دوش گرم در حمام قلع، مواد مذاب شیشه در انتهای حمام قلع، به آرامی خنک می شوند و سپس کنترل های نهایی دیگری بر روی آن انجام می شود. شیشه در ابعاد مورد نظر برش داده می شود و آماده عرضه به بازار می گردد. در روشی که توضیح داده شد، شیشه از ضخامت ۱ تا ۲۵ میلیمتر تولید می شود. معمولا شیشه ها تا ضخامت ۱۲ میلیمتر به صورت روتین و عمده ای در بازار موجود هستند. در شکل زیر فرآیند تولید شیشه فلوت به صورت شماتیک آورده شده است:

 

 

فرآیند تولید شیشه فلوت در دهه ۱۹۵۰ در پاسخ به نیاز مبرم به یک روش اقتصادی برای تولید شیشه تخت برای خودروها و همچنین کاربردهای معماری در ساختمان اختراع شد. روش های موجود تولید شیشه تخت تا آن زمان ، شیشه هایی با سطوح نامنظم و غیر یکنواخت ایجاد می کرد.

 

کیفیت شیشه چگونه مشخص می شود؟

برخی از شیشه ها را شاید دیده باشید که درون خود دارای حباب هستند؛ یا اشیاء پشت خود را با اعوجاج و دویدگی نشان می دهند؛ یا دارای یک نقطه تمرکز بصری هستند که باعث ایجاد بی نظمی در ظاهر آینه شده است. ممکن است مشکلات شیشه تولید شده ناشی از دو دلیل زیر باشد:

۱- کیفیت بر اساس مواد اولیه

اگر مواد اولیه برای تولید شیشه دارای ناخالصی باشند، نمی توان شیشه ای با کیفیت تولید کرد. فرض کنید یک سنگ ریزه کوچک داخل مواد مذاب شیشه باشد، همین سنگ ریزه باعث ایجاد یک نقطه تمرکز بصری و به هم ریختگی در ظاهر شیشه خواهد شد که ممکن است شیشه را در یک نقطه خاص شبیه ذره بین کند! مواد اولیه اگر دارای ناخالصی های دیگری در سیلیس، سودا و آهک باشند نیز ممکن است باعث غیر شفاف شدن شیشه و تیرگی آن شوند.

۲- کیفیت بر اساس فرآوری و تولید

خب قطعا فرآوری و تولید غیراستاندارد شیشه باعث ایجاد مشکلاتی در کیفیت آن خواهد شد. مثلا اگر دستگاه های تولیدی نتوانند به خوبی ضخامت شیشه را کنترل کنند، شیت های شیشه دارای ضخامت های مختلفی در سطح خود خواهد شد.

 

شیشه رنگی چگونه ساخته می شود؟

اگر بخواهیم شیشه رنگی تولید شود، باید در ترکیب مواد اولیه شیشه علاوه بر رعایت میزان مناسب مواد مختلف، مقداری از اکسید فلزات را اضافه کنیم. هر اکسید فلزی که به مواد اولیه اضافه می شود، می تواند یک رنگ از شیشه را تولید کند. اکسید مس رنگ شیشه را سبز یا مایل به سبز می کند و کبالت به آن رنگ آبی می بخشد و همچنین طلا باعث تولید شیشه قرمز شرابی و بنفش می شود. از مس نیز به دلیل قیمت ارزان تر آن نسبت به طلا، برای تولید شیشه های قرمز استفاده می شود که باعث تولید رنگ های روشن تری از قرمز می شود. تولید رنگ های دلخواه شیشه نیاز به اطلاعات علمی، شناخت وسیع متریال ها، تجربه، و آزمون و خطای بسیاری دارد. برخی از شیشه های رنگی تولید شده با اکسید های مختلف در زیر آورده شده است:

• شیشه قرمز: شیشه قرمز با افزودن اکسید طلا به وجود می آید؛ اطلاعات بیشتر در مورد شیشه قرمز
• شیشه زرد: شیشه زرشکی با افزودن اکسید منگنز به وجود می آید؛ اطلاعات بیشتر در مورد شیشه زرد
• شیشه آبی: شیشه آبی با افزودن اکسید کبالت به وجود می آید؛ اطلاعات بیشتر در مورد شیشه آبی
• شیشه سبز: شیشه سبز با افزودن اکسید آهن به وجود می آید؛ اطلاعات بیشتر در مورد شیشه قرمز سبز

افزایش مقاومت شیشه

شیشه های ساختمانی دارای دو نوع مقاومت هستند. اولین مقاومت آنها مربوط به مواد اولیه مورد استفاده در آن هاست. همانطور که در بالا توضیح داده شد شیشه های بروسیلیکاتی، مقاومت بیشتری نسبت به شیشه های سودالایم دارند. و این موضوع مربوط به مواد اولیه متفاوت آنهاست. دومین نوع مقاومت اما مربوط به شیوه فرآوری شیشه است. با توجه به آگاهی و شناخت ما نسبت به رفتار شیشه، می توان با انواع روش ها و صرف نظر از مواد اولیه تشکیل دهنده آن، مقاومت شیشه را افزایش داد.

شیشه معمولی ( فلوت یا آنیل)

شیشه های معمولی همان شیشه هایی هستند که به صورت متداول در همه جا می بینیم. شیشه های فلوت (آنیل شده) هنگامی که از خط کارخانه خارج می شوند، به صورت شیت هایی بسیار بزرگ که اصطلاحا به آنها “جام” گفته می شود، هستند. جام های شیشه ها در ابعاد مختلفی وجود دارند. این شیشه ها به مراکز شیشه بری، شیشه فروشی و کارگاه های شیشه منتقل می شوند تا طبق ابعاد دلخواه برش داده شده و مورد استفاده قرار گیرند. موارد استفاده از شیشه ها بسته به ضخامت آنها در درب، پنجره، رومیزی و … است.

شیشه سکوریت

شیشه سکوریت؛ در واقع شیشه فلوتی است که مقاومتش افزایش پیدا کرده است. شیشه سکوریت دارای مقاومت ۴ برابری در مقایسه با شیشه فلوت است. قبل از اینکه شیشه فلوت به شیشه سکوریت تبدیل شود، بایستی تمام کارها از قبیل برش، سوراخکاری، جاساز و … بر روی شیشه انجام شود؛ سپس شیشه به صورت کنترل شده ای در کوره حرارت می بیند و به سرعت سرد می شود. وقتی شیشه سکوریت می شود دیگر نمی توان آن را برش داد، یا سوراخکاری بر روی آن انجام داد یا هر چیز دیگری. شیشه سکوریت فقط باید مورد استفاده قرار گیرد و قابلیت تغییر؛ حتی در ابعاد را نیز ندارد.
همانطور که گفته شد شیشه سکوریت دارای مقاومت بیشتری نسبت به شیشه فلوت است. مهم تر از مقاومت شیشه، این دو نوع شیشه در شکست نیز با هم متفاوت هستند. وقتی یک شیشه فلوت (آنیل) می شکند، شیشه به تکه های بزرگی تبدیل می شود که ممکن است برای ساکنان یا استفاده کنندگان از یک ساختمان خطرناک باشد. اما شیشه سکوریت در صورت شکستن به تکه های بسیار ریزی تبدیل می شود که خطر چندانی ندارند و شکستن آنها تقریبا ایمن محسوب می شود.

شیشه لمینت

شیشه لمینت، شیشه ای است که از ساندویچ شدن دو یا چند لایه شیشه بر روی هم به وجود می آید. وقتی دو شیشه معمولی یا سکوریت را به وسیله یک ورق نازک به نام پی وی بی (pvb) بر روی هم قرار گیرند و به صورت یکپارچه درآیند، شیشه لمینت تشکیل می شود. می توان برای استحکام بخشی بیشتر، چند لایه شیشه را با هم لمینت کرد تا امنیت و مقاومت بیشتری حاصل شود. شیشه لمینت در صنعت ساختمان، خودروسازی و صنایع مختلف کاربرد دارد. معمول ترین شیشه لمینتی که شاید دیده باشید، شیشه های جلو خودروها هستند.
شیشه فلوت یا شیشه سکوریت در هنگام شکست، ریزش می کنند. اما وقتی همین شیشه ها به صورت لمینت شده درآیند، در صورت شکست نیز ریزش نکرده و سر جای خود باقی می مانند. از این رو شیشه لمینت ضریب ایمنی بسیار بالاتری نسبت به سایر شیشه ها دارد. شیشه لمینت اکثرا برای سقف ها مورد استفاده قرار می گیرد تا در صورت شکست، در سر جای خود مانده و ریزش نکند. شیشه لمینت نیز اگر از شیشه های سکوریت تشکیل شده باشد، غیر قابل تغییر است. هرچند تغییر در شیشه های معمولی که به صورت لمینت شده در آمده اند نیز از نظر حرفه ای، متداول نمی باشد.

شیشه نشکن و ضد گلوله

شیشه هایی که به عنوان شیشه نشکن شناخته می شوند، در واقع شیشه های نشکن نیستند! یعنی شیشه با خواصی که دارد به هر ترتیبی قابل شکستن است. تنها میزان مقاومت شیشه و شیوه شکستن شیشه است که می تواند تفاوت هایی داشته باشد. مثلا شیشه های لمینت به عنوان یکی از مقاوم ترین شیشه ها، اگر به صورت چندین لایه و با پی وی بی (pvb) بر روی هم قرار گیرند و به صورت یکپارچه درآیند، می توانند مقاومتی خیره کننده داشته باشند به طوری که اگر ضخامت و تعداد لایه های پی وی بی در میان این لایه ها یه مقدار کافی باشد، گلوله نیز نمی تواند از آن عبور کند. این شیشه ها را شیشه های ضد گلوله می نامند. یعنی شیشه می شکند، اما گلوله را عبور نمی دهد!
پس اگر اسم شیشه نشکن و شیشه ضد گلوله به گوشتان خورد، بدانید که دارند در مورد شیشه لمینت صحبت می کنند.

شیشه مات و شفاف

شیشه ها می توانند هم به صورت شفاف باشند و هم به صورت مات. یعنی ما می توانیم با توجه به میزان مات بودن یا شفاف بودن شیشه، اشیاء را به صورت شفاف و بدون فیلتر ببینیم یا به صورتی مات و کدر. خب شیشه اگر به صورت استاندارد تولید شود و فرآوری درستی داشته باشد، شفاف خواهد بود. بعد از فرآوری و تولید است که شیشه می تواند به انواع روش ها مات شود.

تبدیل شیشه شفاف به مات

شیشه های مات می توانند به صورت کارخانه ای مات شده باشند که به آنها شیشه های مشجر می گوییم. شیشه های مشجر در انواع بافت ها و طرح های مختلفی وجود دارند که از نظر بصری با هم متفاوت هستند. همچنین با توجه به بافت، میزان مات بودنشان با هم متفاوت است. شیشه ها را می توان به صورت دستی نیز مات کرد. متداول ترین شیوه ای که برای مات کردن شیشه مورد استفاده قرار می گیرد، سند بلاست کردن شیشه است. در پروسه سند بلاست، دانه های ریز سیلیس به وسیله دستگاه باد به صورت یکنواخت به سطح شیشه پاشیده می شود و موجب مات شدن آن می شود.
از شیوه های دیگر مات کردن شیشه می توان به اسید شور کردن شیشه اشاره کرد. در این روش شیشه های مات پس از انجام سند بلاست، توسط یک محلول مخصوص پوشش داده شده و دارای بافت می شوند. این بافت با نام بافت پرکلاغی نیز معروف است.

ضخامت شیشه

شیشه در ضخامت های مختلفی تولید می شود. معمول ترین شیشه هایی که در سطح بازار موجود هستند شیشه ۲ میلیمتر ، شیشه ۳ میلیمتر، شیشه ۴ میلیمتر، شیشه ۵ میلیمتر، شیشه ۶ میلیمتر، شیشه ۸ میلیمتر، شیشه ۱۰ میلیمتر، شیشه ۱۲ میلیمتر و شیشه ۲۰ میلیمتر است. این شیشه ها در رنگ های مختلفی وجود دارند که شیشه های بدون رنگ، برنز، دودی و طلایی بیشترین استفاده را در ایران دارند.

شیشه های عایق

شیشه ها با توجه به ضخامت و شیوه تولید و آماده سازی شان، می توانند به عنوان عایق حرارتی و صوتی نیز عمل کنند.

شیشه دوجداره

شیشه های دو جداره در واقع همان شیشه های فلوت، سکوریت یا لمینت هستند که با رعایت فاصله در کنار هم قرار گرفته و چسب کاری می شوند. فاصله ای که بین شیشه ها خالی می ماند، می تواند با استفاده از گاز آرگون پر شود تا میزان تبادل حرارت را کاهش دهد. در ساخت شیشه های دو جداره باید توجه داشت که اجرای آن با دقت کافی انجام پذیرد؛ چرا که عدم رعایت مسائل استاندارد در آن تاثیر تبادل حرارت را کاهش خواهد داد و باعث ایجاد بخار بین دو شیشه می شود.

شیشه سه جداره

شیشه های سه جداره نیز برای کاهش تبادل حرارت بین محیط های مختلف و با استفاده از انواع شیشه های فلوت، سکوریت و یا لمینت ساخته می شوند.

 

شیشه تزئینی و دکوراتیو

شیشه های تزئینی و دکوراتیو به شاخه های متعددی تقسیم می شوند. در اینجا سعی داریم شیشه هایی را که در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند مورد بررسی قرار دهیم. می توان با انواع روش ها، شیشه هایی باظرافت و زیبایی تولید کرد که جزء شیشه های دکوراتیو به حساب می آیند و می توانند کاربردهای بسیاری در فضاهای مختلف ساختمان داشته باشند. تزیین شیشه امروزه به شکل های دستی یا ماشینی انجام می شود. تزیین شیشه ها در تکنیک های خاص گاهی کاملا هنری و نفیس محسوب می شوند. در زیر با چند نمونه از روش های تزیین شیشه آشنا می شویم:

 

• شیشه طرح دار

  شیشه طرح دار یکی از شیشه های تزئینی متداولی است که در درب ها، پنجره ها و پارتیشن ها مورد استفاده قرار می گیرد. نام دیگر شیشه طرح دار، شیشه طرح استین است که برگرفته از نام استیند گلس می باشد. شیشه طرح دار با استفاده از سندبلاست شیشه، اسیدکاری و رنگ آمیزی روی شیشه ساخته می شود. تزیین شیشه به عنوان “شیشه طرحدار” یا “شیشه طرح استین” می تواند بر روی شیشه سکوریت، لمینت یا فلوت انجام شود. اگر نیاز باشد که شیشه طرح دار، دارای مقاومت بیشتری نسبت به شیشه های معمولی باشد، بهتر است آن را سکوریت یا لمینت کنیم. به طور کلی استفاده از شیشه طرح دار در درب ها یا پنجره های با ابعاد بزرگ بهتر است حداقل به صورت سکوریت انجام شود. این شیشه ها از نظر طرح می توانند کاملا شبیه تکنیک استیندگلس باشند، اما از نظر اجرایی به طوری که شرح داده شد اجرا می شوند.

•  ویترای

  ویترای به معنی رنگ آمیزی شیشه است که یکی از قدیمی ترین تکنیک های تزیین شیشه به شمار می آید. در روش ویترای با استفاده از رنگ های مخصوص، بر روی شیشه طراحی می شود. رنگ آمیزی با روش ویترای، ممکن در طول زمان ماندگار نباشد، به خصوص اگر در مجاورت نور آفتاب قرار گیرد. این نوع از تزئین شیشه نیز بر روی انواع شیشه ها مثل فلوت، سکوریت و لمینت قابل انجام می باشد.

• استیندگلس

  شیشه استیند گلس را می توان لوکس ترین شیشه و زیباترین شیشه در جهان دانست. این شیشه نفیس که به نوعی معرق شیشه محسوب می شود، با استفاده از تکه ها و قطعات شیشه که به وسیله فلز سرب (لدکیم) در کنار هم مونتاژ می شود، پدید می آید. توضیحات بیشتر در مورد استیندگلس را می توانید در لینک زیر مطالعه کنید:

  استین گلاس چیست؟

  

  موارد استفاده از استیند گلس:

  • گنبد شیشه ای استیند گلس
  • سقف شیشه ای استین گلس
  • شیشه استیندگلس درب ورودی ساختمان
  • شیشه استین گلس پنجره
  • پارتیشن شیشه ای با شیشه استین گلاس

• تیفانی

  تیفانی نیز نوع دیگری از تکنیک معرق شیشه است که در ان قطعات مختلف شیشه با استفاده از نوارهای نازکی به نام کاپرفویل که از جنس مس هستند در کنار یکدیگر مونتاژ شده و محکم می شوند. تکنیک تیفانی در مقایسه با استین گلس، نیاز به صرف زمان بیشتری برای تولید دارد. اگر چه شیشه استیند گلس کاربرد بیشتری در صنعت ساختمان دارد. اطلاعات بیشتری از تیفانی را می توانید در لینک زیر مطالعه کنید: تیفانی چیست؟

  
  موارد استفاده از شیشه تیفانی:
  شیشه تیفانی برای درب و پنجره
  شیشه تیفانی به عنوان تابلوی شیشه ای
  شیشه تیفانی به عنوان آباژور
  شیشه تیفانی به عنوان آکسسوار تزئینی
  شیشه تیفانی به عنوان جواهرات

• فیوزگلس

  فیوز گلاس یا فیوزینگ یکی دیگر از تکنیک های تزئیناتی شیشه است. فیوز را می توان به دو شاخه شیشه فلت و شیشه حجمی تقسیم بندی کرد. در شیشه های تخت یا فلت، ابتدا طرح مورد نظر با استفاده از رنگ های مخصوص بر روی شیشه پیاده می شود و سپس شیشه در کوره رفته و با استفاده از حرارت کنترل شده، رنگ در گوشت شیشه قرار می گیرد. همچنین می توان با انواع قالب ها، شیشه را در کوره به حالت دلخواه در آورد. با استفاده از تکنیک فیوزینگ، می توان دو شیشه را در کوره و با دمای کنترل شده به هم جوش داد. نام دیگر فیوز گلاس، همجوشی شیشه است. در کارهای حجمی فیوز گلس نیز با استفاده از کوره حجم های شیشه ای بسیار زیبایی قابل تولید هستند. فیوز گلاس بیشتر از اینکه در ساختمان کاربرد داشته باشد در ساخت ظرف های شیشه ای، تابلوهای شیشه ای، جواهرات و … کاربرد دارد.

 

کار با شیشه

کار با شیشه به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارد، با تمام متریال های دیگر متفاوت است. مثلا ما برای برش دادن شیشه به ابزاری مخصوص مثل الماس شیشه بر احتیاج داریم. یا برای زیبا کردن آن به سنگ ها و ماشین آلات به خصوصی نیاز است تا بتوان لبه های آن را اصطلاحا ابزار زد. ابزارهایی مثل تراش، دیاموند و …

برش

برش شیشه با استفاده از الماس مخصوص برش شیشه انجام می شود. این الماس می تواند توسط یک نیروی انسانی کنترل شود یا یک ماشین الکتریکی. بعد از اینکه با استفاده از الماس بر روی شیشه خط ایجاد شد، لازم است تا شیشه را از قسمت خط از هم جدا کنیم.

دستگاه ماشینی برش

ماشین برش شیشه نوعی دستگاه با دقت بسیار بالاست که دارای یک میز برش است. شیشه بر روی میز برش قرار گرفته و دستگاه با هدایت کامپیوتر و با توجه به ابعاد های لازم، نوک الماس را بر روی شیشه حرکت می دهد. پس از این شیشه در محل خط الماس، به وسیله کارگران از یکدیگر جدا می شود.

 

برش دستی

با استفاده از انواع الماس های شیشه بر که برای برش شیشه در سطح بازار موجود هستند، می توان شیشه را با دست برش داد. برش شیشه به صورت حرفه ای و با دقت بالا نیاز به مهارت کافی دارد. هرچه مهارت شیشه بر، برای برش شیشه بیشتر باشد، شیشه با دقت بیشتری برش داده خواهد شد. در روش دستی می توان شیشه را در ابعاد مختلف و حتی الگوهای متنوعی برش داد.

ابزارهای  لبه شیشه

وقتی شیشه برش داده می شود، می توان برای زیبایی بیشتر شیشه و گرفتن تیزی لبه شیشه، ابزارهای مختلفی همچون تراش، دیاموند، ابزار دوپبه، ابزار سه پله و … را بر روی لبه شیشه ایجاد کرد.

تراش

تراش شیشه، متداول ترین شیوه ابزار در لبه شیشه محسوب می شود. در تراش شیشه که به “الماس تراش” نیز معروف است، لبه های شیشه با زاویه خاصی دارای یک پخ می شوند. تراش شیشه ها اکثرا به صورت ماشینی انجام می شود. یک دستگاه بزرگ، شیشه ها را می بلعد و از طرف دیگرش، به صورت تراش خورده بیرون می دهد. تراش ماشینی برای اسگالی از شیشه یا آینه است که به صورت راست گوشه باشند.
تراش به صورت دستی بیشتر برای الگوهای منحنی و شکل های دارای انحنا انجام می شود. تراش دستی تیاز به مهارت بالایی برای حصول به نتیجه ای قابل قبول دارد.
در تصویر زیر می توانید نمونه ای از یک تراش شیشه را ملاحظه فرمایید.

دیاموند

دیاموند از دیگر ابزارهای شیشه است که لبه های تیز شیشه را از بین می برد. اکثر شیشه های ساختمانی دارای لبه های دیاموند شده هستند. در تصویر زیر می توانید تصویری از دیاموند شیشه را ببینید.

دو پله و سه پله

ابزار دو پله و سه پله در شیشه هایی با ضخامت حدود ۱۰ میلیمتر و بالاتر انجام می گیرد. شیشه های دو پله و سه پله اکثرا در میزها، کنسول ها و گل میز ها مورد استفاده قرار می گیرد.

سوراخکاری

سوراخکاری بر روی شیشه با استفاده از انواع مته ها با ضخامت های مختلف بر روی شیشه امکان پذیر است. نیاز است که در هنگام سوراخکاری، مته با زاویه ۹۰ درجه نسبت به شیشه با آن برخورد کند. همچنین استفاده از آب در هنگام سوراخ کاری شیشه باعث می شود که شیشه راحت تر سوراخ شود و طول عمر مته نیز افزایش یابد.

 

ویژگی های معمارانه

شیشه فضای داخلی و بیرونی را به هم متصل می کند؛
کیفیت فضا را بهبود می بخشد؛
نور کافی را به فضا وارد می کند؛
می تواند دید بیرون به درون و درون به بیرون را به صورت کنترل شده ای ایجاد کند؛
باعث ایجاد شفافیت در محیط می شود؛
تاثیرات مثبت روانی در محیط ایجاد می کند.

 

قیمت شیشه

همانطور که توضیح داده شد انواع مختلفی از شیشه وجود دارد. قیمت شیشه ها بر اساس تنوع کیفی، رنگ، ضخامت، فلوت، سکوریت یا لمینت بودن، تک جداره، دو جداره یا سه جداره بودن و پارامترهای دیگر تعیین می شود. قطعا مقدار خرید شیشه می تواند در قیمت آن تاثیر گذار باشد. مثلا اگر شما کارگاه شیشه بری دارید و به صورت عمده خرید کنید برایتان به صرفه تر است. اما خب اگر برای یک درب، پنجره یا میز در خانه نیاز به شیشه دارید، می توانید خریدتان را از یک شیشه بری انجام دهید.

خرید شیشه

شیشه ها در بسیاری از کارخانه در سراسر ایران تولید می شوند. کیفیت های مختلفی از شیشه توسط شرکت های تولیدی ارائه می شود. اگر بخواهید شیشه را از کارخانه بخرید، کار سختی در پیش دارید؛ چرا که باید مقدار خرید شما آنقدر باشد که یک کامیون دربست شیشه های شما را منتقل کند. اما اگر مقدار خرید شما به میزان متعارفی باشد و نیاز به خدماتی از جمله برش، تراش، دیاموند و … داشته باشد، بهتر است از یک کارگاه شیشه بری خرید کنید. اگر می خواهید شیشه شما سکوریت یا لمینت هم باشد، بهتر است با یک کارخانه شیشه سکوریت در تماس باشید.

 

تمیز کردن شیشه

علاوه بر مسائل زیبایی، این یک پدیده شناخته شده است کهباید بدانیم که اگر شیشه به طور مرتب تمیز نشود ، پس از مدتی شیشه دارای آسیب های ظاهری می شود که بازگرداندن آن به حالت اول را تقریباً غیرممکن می کند. در شرایطی که این آسیب ها و لکه ها ناجور باشند و آلودگی بصری ایجاد کنند، باید شیشه را تعویض کرد.

 

نتیجه گیری

شیشه فلوت با توجه به ویژگی هایی که دارا هستند، امروزه در بسیاری از بخش های زندگی ما حضور دارند. پنجره ها و آینه های با کیفیت بالا در مصارف مسکونی ، معماری ، تجاری و خودرو؛ همگی از شیشه فلوت بهره می برند. از دهه ۱۹۸۰ تحقیقات حرفه ای و علمی این امکان را فراهم کرد که طیف وسیعی از قابلیت ها را به شیشه فلوت اضافه کنیم. فناوری های علمی و مدرن در تولید شیشه، امکان ایجاد پوشش های اضافی بر روی شیشه فلوت را فراهم کرده است. برخی از این پوشش ها عبارتند از:
• پوشش های کنترل خورشیدی برای کاهش گرمای خورشیدی در داخل ساختمان ها و در نتیجه کاهش هزینه های تهویه مطبوع.
• پوشش های کم انتشار یا اصطلاحا لو ای (Low-E) که اجازه ورود گرما به اتاق را می دهند، اما هنگامی که از بدن سیاه در طول موجهای طولانی تر تابیده می شود ، پوششها طوری طراحی شده اند که این انرژی را در داخل اتاق نگه دارند ، بنابراین هزینه های گرمایش را کاهش می دهند.
• پوشش های کم انتشار یا اصطلاحا لو ای (Low-E) پوشش هایی هستند که میزان ورود اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز را به فضای داخلی به حداقل می رسانند. این در حالی است که پوشش های کم انتشار یا Low-E بدون آسیب رساندن به میزان نور ورودی طراحی شده اند و توسعه یافته اند.
• پوشش های ضد انعکاس برای کاهش بازتاب های ناخواسته که درد دستگاه های فتوکپی و ویترین مغازه ها کاربرد دارد.