شیشه سکوریت یا شیشه حرارت‌دیده، نوعی شیشه ایمنی است که با استفاده از فرآیند ویژه‌ای تولید می‌شود تا مقاومت آن در برابر ضربه، فشار و حرارت به شدت افزایش یابد. برخلاف شیشه معمولی، شیشه سکوریت پس از فرآیند حرارتی دارای ساختاری مقاوم‌تر و ایمن‌تر است که در بسیاری از کاربردهای ساختمانی و صنعتی جایگزین شیشه‌های ساده شده است.
تعریف شیشه سکوریت
شیشه سکوریت شیشه‌ای است که پس از برش و شکل‌دهی در کوره‌ها و با حرارت دادن به دمای حدود 600 درجه سانتی‌گراد، به سرعت سرد می‌شود.
این فرآیند سردسازی سریع باعث ایجاد تنش‌های فشاری در سطح شیشه و تنش‌های کششی در مرکز آن می‌شود که در نتیجه باعث افزایش مقاومت مکانیکی و حرارتی شیشه می
گردد. به طور کلی، مقاومت شیشه سکوریت در مقابل ضربه و ترک‌خوردگی حدود 4 تا 5 برابر بیشتر از شیشه معمولی است.
1. برش و آماده‌سازی شیشه خام
ابتدا شیشه با ضخامت مشخص و بدون هیچ گونه آلودگی یا خراش برش داده می‌شود، باید توجه داشت که تمام مراحل برش و فرزکاری قبل از فرایند سکوریت انجام می‌شود، چرا که پس از سکوریت از آنجا که شیشه بسیار مقاوم و متراکم شده است، انجام کارهای برشی و سوراخ‌کاری ممکن نیست.
2. شستشو و تمیزکاری
شیشه قبل از ورود به کوره باید کاملاً تمیز شود؛ وجود ذرات گرد و غبار یا آلودگی‌ها روی سطح می‌تواند به ایجاد آسیب یا نقص در ساختار سکوریت منجر شود.
3. حرارت دادن (آبجینگ حرارتی یا تمپرینگ)
شیشه داخل کوره‌ای قرار میگیرد که دمای آن تا حدود 600 درجه سانتی‌گراد (حدود نقطه نرم شدن شیشه) افزایش می‌یابد و شیشه در این دما به مدت زمان مشخصی نگهداری می‌شود تا حرارت به طور کامل در تمام ضخامت آن نفوذ کند.
4. سردسازی سریع (کویینچینگ)
بلافاصله پس از حرارت دادن، شیشه با استفاده از جت‌های هوای سرد یا دیگر روش‌های خنک‌سازی سریع، سرد می‌شود. این فرآیند سردشویی باعث می‌شود لایه‌های سطحی شیشه سریع‌تر خنک شوند و در حالت فشرده باقی بمانند، در حالی‌که قسمت مرکزی آن هنوز گرم‌تر و در حالت کششی است. این تعادل تنش‌ها ساختاری مقاوم و پایدار در شیشه ایجاد می‌کند.
ویژگی‌های نهایی شیشه سکوریت
– مقاومت بسیار بالاتر نسبت به شیشه معمولی در برابر ضربه و فشار
– تحمل دماهای بسیار بالا (قابل استفاده حتی در دمای بیش از 200 درجه سانتی‌گراد) و مقاومت در برابر تغییرات حرارتی ناگهانی
– در صورت شکست، شیشه به قطعات بسیار ریز و بدون لبه‌هایتیز خرد می‌شود که از ایجاد آسیب‌های جدی جلوگیری می‌کند
– عدم امکان انجام برش یا سوراخ‌کاری پس از فرآیند سکوریت
شیشه سکوریت به دلیل این ویژگی‌ها، در موارد متعددی مانند درب‌های شیشه‌ای، پنجره‌های ساختمان‌ها، نماهای شیشه‌ای، شیشه‌های اتومبیل، میزها و قفسه‌های شیشه‌ای ایمنی مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع شیشه سطح ایمنی و دوام بسیار بالاتری نسبت به شیشه ساده دارد و به همین دلیل در بسیاری از استانداردهای ایمنی ساختمان، استفاده از آن توصیه یا الزامی است.
تفاوت شیشه سکوریت با شیشه معمولی
شیشه سکوریت و شیشه معمولی دو نوع رایج شیشه هستند که در ظاهر شاید شبیه هم باشند، اما از نظر ساختار، خواص فیزیکی، و کاربردها تفاوت‌های عمده و مهمی دارند. این تفاوت‌ها باعث شده است که هر یک در زمینه‌های خاصی استفاده شوند و کارایی متفاوتی داشته باشند.
1. مقاومت مکانیکی و ایمنی
مهم‌ترین تفاوت بین شیشه سکوریت و شیشه معمولی در مقاومت آنها است. شیشه معمولی یا شیشه خام به دلیل نبود فرآیند حرارتی خاص، شکننده‌تر و حساس‌تر به ضربه است و به آسانی ترک خورده یا شکسته می‌شود، در مقابل، شیشه سکوریت با استفاده از یک فرآیند حرارتی موسوم به “تمپرینگ” تولید می‌شود، که در طی آن شیشه تا حدی گرم شده و سپس سریع سرد می‌شود. این فرآیند باعث ایجاد تنش‌های فشاری در سطح شیشه و افزایش مقاومت آن تا چهار تا پنج برابر نسبت به شیشه معمولی می‌گردد.
2. رفتار در هنگام شکستگی
شیشه معمولی هنگام شکستن به قطعات بزرگ و تیز تقسیم می‌شود که می‌تواند بسیار خطرناک باشد و باعث صدمات جدی شود. اما شیشه سکوریت به دلیل تنش‌های داخلی و ساختار تغییر یافته‌اش، در هنگام شکست به قطعات کوچک و بدون لبه‌های تیز تبدیل می‌شود که خطر جراحت را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این ویژگی باعث شده شیشه سکوریت به عنوان “شیشه ایمنی” شناخته شود و در مکان‌هایی که محافظت از افراد ضرورت دارد، مورد استفاده قرار گیرد.
مقاومت حرارتی
شیشه معمولی معمولا تحمل دمای بالا یا تغییرات ناگهانی دما را ندارد و ممکن است هنگام مواجهه با شوک حرارتی دچار شکست شود. اما شیشه سکوریت توان تحمل دماهای بالاتر از 200 درجه سانتی‌گراد را دارد و تغییرات ناگهانی دما مانند برخورد با آب سرد هنگام داغ بودن، آن را نمی‌شکند. این ویژگی آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت حرارتی دارند، مانند نماهای ساختمان، شیشه اجاق‌گاز یا خودروها مناسب می‌سازد.
4. امکان برش و تغییر شکل
شیشه معمولی را می‌توان پس از تولید با ابزارهای معمولی برش داد، سوراخ کرد و شکل داد. در مقابل، شیشه سکوریت باید قبل از فرآیند تمپرینگ تمامی این کارها انجام شود، زیرا پس از سکوریت شدن، انجام برش، سوراخ‌کاری یا تغییر شکل شیشه عملا دیگر ممکن نیست و باعث شکست شیشه خواهد شد. به همین دلیل، دقت بالایی در مرحله برش و شکل‌دهی پیش از سکوریت مورد نیاز است.
5. کاربردها و استانداردها
شیشه معمولی به دلیل شکنندگی و ایمنی کمتر، عمدتاً در پنجره‌های داخلی، قاب‌بندی، شیشه‌های تزئینی و کاربردهای غیر بحرانی به کار می‌رود. اما شیشه سکوریت بیشتر در مواردی که ایمنی مهم است استفاده می‌شود؛ مانند درب‌های شیشه‌ای اتاق‌ها و فروشگاه‌ها، پنجره‌های خودرو، نماهای ساختمانی، پارتیشن‌های اداری و جاهایی که احتمال ضربه یا فشار وجود دارد.
شیشه سکوریت نسبت به شیشه معمولی مقاوم‌تر، ایمن‌تر و مقاوم در برابر حرارت است، اما فرآیند تولید پیچیده‌تری دارد و پس از تولید در تغییر شکل و برش محدودیت‌هایی
دارد. شیشه معمولی ارزان‌تر و قابل تغییر پس از تولید است، اما مقاومت و ایمنی آن پایین‌تر است.
مقاومت شیشه سکوریت در برابر ضربه و حرارت
شیشه سکوریت یکی از مقاوم‌ترین انواع شیشه‌های موجود در بازار است. که به واسطه فرآیند تولید ویژه خود، توانسته است مقاومت چشمگیری در برابر ضربه و حرارت از خود نشان دهد، این ویژگی‌ها باعث شده شیشه سکوریت در کاربردهایی که ایمنی و پایداری در برابر تنش‌های مکانیکی و دمایی اهمیت دارد. به عنوان گزینه‌ای اصلی مطرح شود.
مقاومت شیشه سکوریت در برابر ضربه
شیشه سکوریت در مقایسه با شیشه معمولی، تا 4 تا 5 برابر مقاومت بیشتری در برابر ضربه دارد. علت این مقاوت بالا، فرآیند تمپرینگ یا گرما دادن و سرد کردن سریع شیشه است که تنش‌های فشاری قوی در سطح آن ایجاد می‌کند، این تنش‌ها باعث می‌شود که نیروی وارد شده به شیشه به طور یکنواخت توزیع شده و از تمرکز نیرو در یک نقطه جلوگیری شود، که این امر احتمال شکستن شیشه را کاهش می‌دهد. مقاومت ضربه شیشه سکوریت معمولاً قابل اندازه‌گیری به صورت انرژی وارد شده (ژول) است؛ به طوری که می‌تواند ضربات متعددی با انرژی بالا را بدون شکستن تحمل کند.
برای مثال، در آزمایش‌های استاندارد، شیشه سکوریت می‌تواند ضربه‌ای معادل چندین کیلوژول انرژی را بدون ایجاد شکست تحمل کند، در حالی که شیشه معمولی با انرژی بسیار کمتر دچار شکست می‌شود.
علاوه بر این، اگر شیشه سکوریت دچار شکست شود، برخلاف شیشه معمولی که به تکه‌های بزرگ و تیز تبدیل می‌شود، به قطعات کوچک و غیرخطرناک تقسیم می‌شود که این موضوع خطر آسیب‌های جدی را کاهش می‌دهد و امنیت استفاده کنندگان را افزایش می‌دهد.
مقاومت شیشه سکوریت در برابر حرارت
یکی دیگر از ویژگی‌های بارز شیشه سکوریت، مقاومت بالای آن در برابر حرارت و شوک حرارتی است. شیشه معمولی به دلیل ساختار غیرتقویت شده خود، توان تحمل تغییرات سریع دما را ندارد و در مواجهه با شوک‌های حرارتی (مثل تماس ناگهانی با آب سرد یا هوای سرد) به راحتی شکسته می‌شود. اما شیشه سکوریت قادر است دماهای بالا تا حدود 200 تا 300 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند.
مقاومت در برابر شوک حرارتی یکی از معیارهای حیاتی برای استفاده از شیشه در فضاهایی مانند نماهای ساختمانی، شیشه‌های ماشینی و وسایل خانگی (مانند درب فر یا شیشه اجاق) است. شیشه سکوریت می‌تواند در صورت مواجهه با تغییر دمای شدید، بدون هیچ گونه شکست یا ترک خوردگی دوام بیاورد.
استانداردهای مرتبط با مقاومت شیشه سکوریت
مقاومت شیشه سکوریت معمولاً مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند EN 12150 ارزیابی می‌شود که نحوه تست مقاومت ضربه و شوک حرارتی را مشخص می‌کند. این استانداردها تضمین می‌کنند که شیشه سکوریت تولید شده، توانایی تحمل نیروهای مکانیکی و حرارتی مورد نیاز در کاربردهای خاص را دارد.
خلاصه مهم‌ترین نکات
– شیشه سکوریت. تا 4-5 برابر مقاومت بیشتری نسبت به شیشه معمولی در برابر ضربه دارد.
– توانایی تحمل ضربات با انرژی بالا و عدم شکست ناگهانی. از ویژگی‌های بارز آن است.
– برخلاف شیشه معمولی. در صورت شکستن به قطعات کوچک غیرتیز تقسیم می‌شود.
– مقاومت حرارتی شیشه سکوریت حدود 200 تا 300 درجه سانتی‌گراد است. و در برابر شوک‌های حرارتی مقاوم است.
– استفاده از شیشه سکوریت در مکان‌هایی که ایمنی و پایداری حرارتی اهمیت دارد. موجب افزایش طول عمر و امنیت می‌شود.
ضخامت‌های رایج شیشه سکوریت
شیشه سکوریت به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و حرارت و همچنین ایمنی بیشتر نسبت به شیشه معمولی، در بسیاری از زمینه‌ها کاربرد دارد. یکی از مهم‌ترین پارامترها در انتخاب شیشه سکوریت، ضخامت آن است که باید با دقت و متناسب با نیازهای پروژه تعیین شود. ضخامت مناسب باعث افزایش عملکرد شیشه در برابر بارهای وارده، ایمنی بهتر و دوام بیشتر می‌شود.
ضخامت‌های رایج شیشه سکوریت
معمولاً شیشه سکوریت در ضخامت‌های مختلفی تولید می‌شود که ضخامت‌های پرکاربرد عبارت‌اند از:
– 4 میلی‌متر:
این ضخامت برای کاربردهای داخلی سبک مانند شیشه‌های قفسه، دکوراسیون داخلی، و بعضی پنجره‌ها به کار می‌رود. اگرچه مقاومت نسبی خوبی دارد ولی برای کاربردهای پر بار یا امنیتی مناسب نیست.
– 5 میلی‌متر:
بسیار رایج در پنجره‌های ساختمانی، درب‌های شیشه‌ای داخلی، و بخش‌هایی که نیاز به مقاومت متوسط است. ضخامت 5 میلی‌متر توازن خوبی بین وزن و استحکام ایجاد می‌کند.
– 6 میلی‌متر:
یکی از محبوب‌ترین ضخامت‌ها برای نمای ساختمان، شیشه‌های درب اصلی، کف شیشه‌ای و کاربردهای صنعتی سبک تا نیمه‌سنگین است. این ضخامت مقاومت بالاتری در برابر ضربه و بارهای خمشی دارد.
– 8 میلی‌متر:
برای کاربردهای با نیاز ایمنی بالاتر مانند درب‌های شیشه‌ای تجاری، پارتیشن‌های محل کار، شیشه‌های راه‌پله و برخی نمای شیشه‌ای استفاده می‌شود. مقاومت این ضخامت نسبت به 6 میلی‌متر به‌طور محسوسی افزایش می‌یابد.
– 10 تا 12 میلی‌متر:
در مواقعی که شیشه باید بارهای زیاد، فشار باد قوی یا ضربات سنگین را تحمل کند کاربرد دارد. به عنوان مثال در شیشه‌های نمای ساختمان‌های مرتفع، کف‌های شیشه‌ای بسیار مقاوم یا مناطقی با ریسک بالای ضربه به کار می‌رود.
>- ضخامت‌های بالاتر (15 میلی‌متر و بیشتر):
در برخی پروژه‌های خاص و صنعتی. مانند شیشه‌های ضدگلوله یا شیشه‌های بسیار بزرگ و تحمل بار عظیم، ضخامت‌های بالا استفاده می‌شود. که معمولاً به صورت چندلایه و ترکیب شده با لایه‌های لمینت هستند.
نحوه انتخاب ضخامت مناسب
انتخاب ضخامت شیشه سکوریت باید بر اساس معیارهای متعددی انجام شود که مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از:
1. نوع کاربرد و محل نصب
– شیشه‌های داخلی برای استفاده کم‌تحمل، ضخامت کمتر کافی است.
– شیشه‌های نمای بیرونی، کف شیشه‌ای، درب‌های ورودی و پارتیشن‌های پر تردد نیاز به ضخامت بیشتردارند.
. بارهای مکانیکی وارده
– وزن قابل تحمل شیشه و نیروهای ناشی از فشار باد. ضربه و فشارهای خمشی باید در نظر گرفته شود.
– در پروژه‌های ساختمان‌های بلند. مقاومت در برابر فشار باد و لرزش اهمیت دارد و به ضخامت بالاتری نیاز است.
3. ابعاد شیشه
– هرچه اندازه و ابعاد شیشه بزرگ‌تر باشد. ضخامت باید بیشتر شود تا از شکست تحت فشار جلوگیری شود.
– نسبت طول به پهنا. ضخامت مورد نیاز را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
استانداردها و مقررات محلی
– در بسیاری از کشورها و مناطق. ضخامت شیشه‌های استفاده شده در نما، کف و درب مطابق با استانداردهای ساختمانی الزامی است.
– توجه به قوانین ایمنی ساختمان و استانداردهایی مانند EN، ASTM و ISIRI لازم است.
5. نیازهای ایمنی و امنیتی
– در صورت نیاز به امنیت بیشتر، مانند شیشه‌های ضد سرقت یا مقاوم در برابر ضربات سنگین، ضخامت و ترکیب شیشه‌ها (مثلاً لمینت کردن) باید افزایش یابد.
6. هزینه و وزن
– ضخامت بیشتر، هزینه بالاتر و وزن بیشتر را به دنبال دارد که می‌تواند بر طراحی کلی سازه و هزینه‌های حمل‌ونقل تأثیرگذار باشد.
– در نتیجه باید تعادل بین ایمنی، عملکرد و هزینه رعایتگردد.
انتخاب ضخامت شیشه سکوریت یک فرآیند تخصصی است. که نیازمند در نظر گرفتن نوع کاربرد، شرایط محیطی، بارهای وارده، ابعاد شیشه و استانداردهای ایمنی می‌باشد. ضخامت‌های رایج از 4 میلی‌متر برای کاربردهای ساده تا 12 میلی‌متر و بیشتر برای نیازهای خاص متغیر است. مشورت با کارشناسان و معماران، و بهره‌گیری از استانداردهای معتبر، بهترین راهکار برای تعیین ضخامت بهینه است. تا هم ایمنی و هم دوام محصول تضمین گردد.
با توجه به این موارد، ضخامت انتخابی نه تنها عملکرد شیشه را تعیین می‌کند. بلکه در افزایش طول عمر و جلوگیری از حوادث تأثیر بسزایی دارد. انتخاب درست ضخامت باعث ایجاد یک سازه مقاوم، ایمن و اقتصادی خواهد شد.
