Как определить плотность стекла – проверенные методы + полезные таблицы

Что зависит от массы?

Чаще всего применяется именно , поэтому потребителю прежде всего будет интересно узнать, сколько весит пластиковое окно с двумя стеклами. Чаще всего узнать этот параметр можно еще до покупки: производитель указывает массу изделия. В некоторых случаях оконный блок можно вставлять без опасений, в некоторых требуется усилить стену. Последнее особенно актуально для домов старого фонда.

От веса конструкции зависит и сложность ее обслуживания. Чем тяжелее створка, тем больше риск ее провисания. Это значит, что придется чаще. Стоит купить и более мощную фурнитуру, не экономить на ней, поэтому, выбирая элементы открывания, тоже следует учитывать, сколько весит пластиковое окно.

Eсли масса окна большая, не стоит заказывать конструкцию с чрезмерно длинной створкой. Лучше сделать две более легких.

А также в нашем материале на сайте есть информация о стандартных

Плотность стекла

В таблице представлены значения плотности стекол распространенных типов при температуре от 0 до 50°С в размерности кг/м3. Следует отметить, что плотность стекла находится в широком диапазоне — от 2180 до 8000 кг/м3 и зависит от состава стекла, его температуры и режима термообработки.

К стеклам с низкой плотностью относятся: викор, кварцевое стекло, пирекс. Плотность обыкновенного оконного стекла составляет величину около 2500 кг/м3, что сравнимо с плотностью сплавов алюминия. К стеклам с высокой плотностью можно отнести стекла, содержащие оксиды тяжелых металлов. Например, стекла с большим содержанием (до 80%) оксидов бария BaO и свинца PbO, висмута, талия, вольфрама обладают плотностью около 8000 кг/м3 — их удельный вес может превышать величину плотности стали.

Необходимо отметить, что плотность стекла зависит от температуры. При нагревании стекла его плотность снижается из-за увеличения объема за счет теплового расширения. В процессе нагрева плотность стекла снижается в среднем на 7,5 кг/м3 на каждые 50 градусов температуры.

Термообработка также влияет на величину плотности стекла. В процессе закалки и отжига стекла изменяется его внутренняя структура. При закалке фиксируется состояние высокотемпературной структуры расплава, которая обладает большим объемом, чем структура стекла, подвергнутого длительному отжигу. В результате термообработки плотность закаленного стекла становиться ниже на 4-5%, по сравнению с отожженным.

Экспериментально определить плотность стекла или изделия из него можно с высокой точностью по методу пикнометра или с помощью гидростатических весов. Метод гидростатического взвешивания основан на законе Архимеда и сводится к определению объема вытесненной стеклом жидкости.

Плотность стекла в кг/м3
Вид стеклаПлотность стекла, кг/м3Вид стеклаПлотность стекла, кг/м3
Алюмосиликатное (20% Al2O3)2530Натрий-кальцийсиликатное2400-2550
Боросиликатное термостойкое2200-2400Обыкновенное2400-2800
Викор2180Пирекс2230-2250
Высокосвинцовое5400-6200Свинцовосиликатное (21% PbO)2860
Кварцевое2200Флинтглас3900-5900
Стекло оконное2470Хрусталь2600-4000

В следующей таблице представлена плотность оптического бесцветного стекла обычных марок по ГОСТ 3514 при комнатной температуре.

Плотность оптического стекла распространенных марок
Марка стеклаПлотность, кг/м3Марка стеклаПлотность, кг/м3
ЛК32460К142530
ЛК42330К192620
ЛК62300БК42760
ЛК72300БК62860
ФК143390БК82850
К82520БК103120
БК133040ТК23200
ТК43580ТК83610
ТК123060ТК133440
ТК143510ТК163560
ТК173660ТК203580
ТК213980ТК233240
СТК33910СТК74220
СТК94110БФ113660
СТК123460БФ123670
СТК194090БФ133820
КФ42570БФ164020
КФ62520БФ213560
КФ72510БФ243670
БФ12670БФ253470
БФ63160БФ283960
БФ73230ТБФ44460
БФ83280ЛФ53230
ЛФ92610ЛФ102730
Ф13570Ф43670
Ф63480Ф92930
Ф133630ТФ13860
ТФ24090ТФ34460
ТФ44650ТФ54770
ТФ74520ТФ84230
ТФ105190ОФ12560

Сколько стекол оптимально для стеклопакета

Принято считать, что чем больше стекол в стеклопакете – тем лучше. Но это не так. Простой пример легко убедит сомневающегося в абсурдности столь простого трактования в целом верного правила.

Каждое стекло имеет вес и несколько снижает светопропускание. С увеличением числа стекол в стеклопакете их светопропускная способность падает, а общий вес створки окна возрастает. Таким образом стеклопакет с большим числом стекол (больше 3) затеняет помещение и дает дополнительную нагрузку на подвижные элементы фурнитуры, что приводит к ее скорейшему износу.

Стеклопакет трехкамерный; 4 стекла применяются крайне редко – для специальных объектов остекления

Параметры по ГОСТу

Необходимо помнить, что существует несколько критериев веса керамогранитной плитки:

  1. Вес одной единицы.
  2. Удельная масса — вес плитки в перерасчете на м?. Здесь влияние имеет толщина керамогранита и его вид.
  3. Объемный вес. Перерасчет выполняется на м?. Он важен при осуществлении доставки, чтобы можно было правильно выбрать технику для перевозки.

Керамогранит применяется для облицовки стен внутри и снаружи помещения, а также для пола. Клинкер используют для отделки фасадов, заборов и т.д.

Размеры зависят от назначения, они могут быть:

  1. Минимальные. Это мозаика, размер которой составляет 5х5 или 7,5х7,5 см, отделывают стены в санузлах, ванных и т.д.
  2. Малые — 20х20, 15х30 см. Применение такого материала в небольшом помещении позволяет зрительно увеличить его площадь.
  3. Средние — 40х40, 60х60, 60х90 см. Подходит для отделки пола в гостиной, небольшом зале и т.д.
  4. Крупные — 120х150, 120х180 или 120х360 см. Используются в больших помещениях, офисах, торговых и развлекательных центрах и т.д.

Толщина плитки зависит от ее назначения, находится в пределах 3-30 мм. Для пола популярная 8-14 мм. Плитка 8 мм способна выдерживать до 250 кг/кв.м, поэтому отлично подходит как половой вариант отделки в жилом помещении.

При изготовлении отделочный материал подвергается прессовке, давление составляет 400-500 кг/кв.см. Высокая плотность керамогранита приводит к большой массе.

По европейским нормам удельный вес находится в пределах 2400 кг/м?, что сопоставимо с аналогичными характеристиками стекла. Низкая пористость обеспечивает водопоглощение 0,01-0,05%.

Если толщина плитки составляет 8-9 мм, то ее масса 18,5-19,5 кг/м?, при толщине 10 мм — 23-24 кг/м?, а при 12 мм — 27-28 кг/м?.

Таблицы плотности некоторых тел и веществ

Например, плотность воды составляет $1000 \frac{кг}{м^3}$, льда — $900 \frac{кг}{м^3}$, водяного пара — $0.590 \frac{кг}{м^3}$ (рисунок 5).

Рисунок 5. Плотности одного вещества в разных агрегатных состояниях

{"questions":,"answer":}}}]}

Плотности различных твердых тел

Твердое тело$\rho, \frac{кг}{м^3}$$\rho, \frac{г}{см^3}$Твердое тело$\rho, \frac{кг}{м^3}$$\rho, \frac{г}{см^3}$
Осмий22 60022,6Мрамор27002,7
Иридий22 40022,4Стекло25002,5
Платина21 50021,5Фарфор23002,3
Золото19 30019,3Бетон23002,3
Свинец11 30011,3Кирпич18001,8
Серебро10 50010,5Сахар16001,6
Медь89008,9Оргстекло12001,2
Латунь85008,5Капрон11001,1
Сталь, железо78007,8Полиэтилен9200,92
Олово73007,3Парафин9000,90
Цинк71007,1Лед9000,90
Чугун70007,0Дуб сухой7000,70
Корунд40004,0Сосна сухая4000,40
Алюминий27002,7Пробка2400,24

Таблица 1. Плотности твердых тел

{"questions":,"answer":}}}]}

Плотности различных жидкостей

Жидкость$\rho, \frac{кг}{м^3}$$\rho, \frac{г}{см^3}$Жидкость$\rho, \frac{кг}{м^3}$$\rho, \frac{г}{см^3}$
Ртуть13 60013,60Керосин8000,80
Серная кислота18001,80Спирт8000,80
Мед13501,35Нефть8000,80
Вода морская10301,03Ацетон7900,79
Молоко цельное10301,03Эфир7100,41
Вода чистая10001,00Бензин7100,71
Масло подсолнечное9300,93Жидкое олово (при $400^{\circ}$)68006,80
Масло машинное9000,90Жидкий воздух (при $-194^{\circ}$)8600,86

Таблица 2. Плотности жидкостей

{"questions":,"answer":}}}]}

Плотности различных газов

Газ$\rho, \frac{кг}{м^3}$$\rho, \frac{г}{см^3}$Газ$\rho, \frac{кг}{м^3}$$\rho, \frac{г}{см^3}$
Хлор3,2100,00321Угарный газ1,2500,00125
Углекислый газ1,9800,00198Природный газ0,8000,0008
Кислород1,4300,00143Водяной пар (при $100^{\circ}$)0,5900,00059
Воздух (при $0^{\circ}C$1,2900,00129Гелий0,1800,00018
Азот1,2500,00125Водород0,0900,00009

Таблица 3. Плотности газов

{"questions":[{"content":"Чему равна плотность азота?<br />Ответ: $\\rho =$`input-21` $\\frac{кг}{м^3}$.","widgets":{"input-21":{"type":"input","inline":1,"answer":}}}]}

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения плотности стекла, стеклокристаллических материалов и изделий из них (далее — стекло) гидростатическим взвешиванием. Данный метод можно применять для других материалов, плотность которых более плотности воды.Настоящий стандарт не распространяется на пористые материалы, армированные, многослойные, накладные стекла.Метод, установленный настоящим стандартом, применяют при проведении исследовательских, определительных, сравнительных, контрольных испытаний, в том числе квалификационных, приемо-сдаточных, периодических, типовых, сертификационных, инспекционных, арбитражных.

Понимание плотности стекла

Плотность стекла фундаментальная концепция in поле стекольной науки и техники. Это относится к мерапредставление о том, насколько тесно упакованы молекулы или атомы находятся в данном объеме стекла. В более простые термины, это говорит нам, насколько тяжелый определенное количество стекла относительно его размер.

Определение плотности стекла

Плотность стекла определяется как масса данного объема стекла. Обычно он измеряется в граммах на кубический сантиметр (г/см?) или килограммах на кубический метр (кг/м?). На плотность стекла влияют различные факторы, в том числе его состав, молекулярная структура и физические свойства.

Стекло аморфный материал, значит не хватает регулярная кристаллическая структура, Вместо, его молекулы расположены в случайный и беспорядочный образ. Это уникальное молекулярное расположение дает стакан его характерные свойстватакие как прозрачность, хрупкость и способность передавать свет.

Важность плотности стекла

Плотность стекла играет решающая роль in его производство, поскольку это влияет несколько аспектов of его производительность и функциональность. Вот некоторые ключевые причины почему плотность стекла важна:

Измерение удельного веса и плотности: Плотность стекла тесно связана с его удельный вес, что представляет собой отношение его плотности к плотности воды. Удельный вес помогает идентифицировать различные типы стекла и определить их качество и чистота.

Производство и виды стекла: Плотность стекла зависит от его состава и производственный процесс. Различные типы стекла, такие как натриево-известковое стекло, боросиликатное стекло и свинцовое стекло, имеют разную плотность из-за различий в их химический составs.

Плотность и вес материала: Плотность стекла напрямую связана с его весом

Понимание плотности стекла имеет важное значение для проектирования конструкций или изделий, в которых используется стекло, поскольку оно помогает определить несущую способность и общий вес of материала.

Тепловое расширение и оптические свойства: Плотность стекла влияет его коэффициент теплового расширения, который определяет, насколько он расширяется или сжимается при изменении температуры. Кроме того, плотность стекла влияет его показатель преломления и другие оптические свойства, такие как прозрачность и Светопропускание.

Технология и производство стекла: Плотность стекла критический параметр in стекольная технология и производственный процессэс

Это помогает контролировать вязкость стекла во время стеклянный поплавок процесс, где расплавленное стекло плавится на слое расплавленного олова для получения плоские стеклянные листы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Температурную зависимость плотности стабилизированного стекла определяли при постепенном
понижении температуры на одном образце № 1. Первое измерение плотности было проведено
при температуре 469°С, превышающей температуру стеклования на 19°С. При такой температуре
время релаксации очень короткое, порядка 1 мин. Были проведены заведомо более длительные
две последовательные термообработки по 1 ч. Плотности стекла после первой и второй
термообработки оказались одинаковыми, с учетом точности измерения, равными в среднем
2.1852 г/см3. Следующая термообработка проведена при температуре 449°C близкой к Tg. При этой температуре время релаксации ожидалось равным порядка 10 мин. После двух
последовательных термообработок по 2 ч плотности оказались также одинаковыми, равными
в среднем 2.1890 г/см3.

Последующие термообработки были проведены на образце № 1 последовательно при температурах
434, 424, 413 и 402°С. Образец при каждой температуре вынимали периодически из печи,
охлаждали и проводили определения его плотности. По результатам таких измерений построены
зависимости плотности от времени термообработки d(t) (). Термообработки при каждой температуре продолжались в течение времени достаточного,
чтобы убедиться, что достигнуто постоянное значение плотности. Это свидетельствовало
о стабилизации структуры стекла. На и в табл. 1 указаны времена ts выхода на постоянное значение плотности ds. ts показывает время достижения стабилизированной структуры стекла или иначе состояния
метастабильной переохлажденной жидкости при заданной температуре Т.

Рис. 1.

Зависимости плотности стекла d от времени термообработки при температурах 434 (а), 424 (б), 413 (в) и 402°С (г). ts – время достижения постоянного значения плотности. Кривые пострoены по экспериментальным
точкам (сплошные кривые) и путем аппроксимации экспериментальных точек с использованием
формул (1) (пунктирные кривые) и (2) (пунктирные с точками кривые).

Рис. 1.

Окончание

В таблице указана структурная температура Tfo исходного образца, имеющего плотность d. Она соответствует температуре, при которой образец № 1 стабилизировался при предыдущей
термообработке. В процессе стабилизации стекла она возрастает до значения, равного
заданной температуре термообработки.

Температура 402°С лежит ниже температуры стеклования на 48°С. Согласно [] для этого стекла температура Ts всего лишь на 10°С ниже Tg. Наши данные указывают, что при снижении температуры на 48°С ниже Tg плотность стабилизированного стекла все время возрастала.

Дополнительное определение плотности при более низкой температуре 390°С было проведено
на новом образце № 2. Зависимость плотности от времени термообработки при 390°С показана
на . При этой температуре для достижения постоянного значения плотности ds потребовалась выдержка ts = 2200 ч. Для того, чтобы убедиться, что действительно достигнуто постоянное значение
плотности выдержка была продлена до 5063 ч.

Рис. 2.

Зависимость плотности стекла d от времени термообработки при температуре 390°С. ts – время достижения постоянного значения плотности. Кривые построены по экспериментальным
точкам (сплошная кривая) и путем аппроксимации экспериментальных точек с использованием
формул (1) (пунктирная кривая) и (2) (пунктирная с точками кривая).

Рис. 3.

Зависимость плотности стабилизированного стекла ds от температуры.

Для описания изменения плотности при температуре термообработки в [] использовали экспоненциальную зависимость с одним временем релаксации tr:

d

Для анализа полученных данных мы применяли обе формулы. При использовании мы полагали, как в [], v = 0.5. Времена tr, t подбирали методом итераций c использованием программы Origin 6.1 для наилучшего
описания экспериментальной кривой. Значения величин tr, t приведены в табл. 1.

На представлена зависимость плотности стабилизированного стекла ds от температуры, при которой осуществлена стабилизация структуры. Отметим, что она
позволяет по известному значению плотности для данного стекла определить его структурную
температуру Tf. В частности, по начальной плотности d образца № 2 была определена его структурная температура Tfo ().

5.2. Виды листового стекла

Листовое стекло используют для остекления оконных и дверных проёмов, витрин, наружной и внутренней отделки зданий.

Оконное листовое стекло является наиболее распространенным видом плоского стекла. Светопропускаемость оконного стекла в зависимости от толщины, которая составляет 2…6 мм, равна 85…90%. Исходным сырьем для получения строительного листового стекла служат кварцевые пески, сульфат натрия или кальцинированная сода, известняк, доломит, уголь и некоторые другие вещества.

Листовое оконное стекло вырабатывают трех сортов и в зависимости от толщины – шести размеров: 2; 2,5; 3; 4; 5 и 6 мм. С увеличением толщины стекла несколько снижается светопропускание. Сорт листового стекла определяется в зависимости от наличия дефектов, к которым относятся: плотность – неровности на поверхности; свиль – узкие нитевидные полоски; пузыри – газовые включения и др.

Витринное стекло изготавливают полированным и неполированным. Размеры витринного стекла достигают 3,5х4,5 м при толщине 5-12 мм. В строительстве применяют также стекла обладающие повышенной прочностью (Рис.5.1). К ним относятся закаленное и армированное стекло. При получении стекла с заданными специальными свойствами в процессе производства в него добавляют различные окислы металлов или наносят на стекло покрытия в виде тонкой пленки металла, окислов или краски. Добавки и покрытия предают стеклу способность отражать свет или поглощать тепло, могут повысить электропроводность стекла или сообщить ему декоративные свойства.

Рис. 5.1. Витринное стекло

Армированное стекло. Стекло армируют металлической сеткой из отожженной хромированной или никелированной стальной проволоки (Рис. 5.2). Будучи запрессованное в стекло, металлическая сетка служит каркасом, удерживающая мелкие осколки стекла при повреждении. Армированное стекло выпускают плоским и волнистым. Из плоского армированного стекла изготавливают двери, перегородки, фонари. Волнистое армированное стекло используют в кровельных конструкциях.

Рис. 5.2. Армированное стекло

Узорчатое стекло – разновидность характеризуется декоративностью, используют в качестве архитектурного оформления дверей и перегородок.

Рис. 5.3. Узорчатое стекло

Теплопоглощающее (теплозащитное) стекло по своему составу отличается от обычных стекол содержанием окислов железа, кобальта и никеля, благодаря чему приобретают слабый сине-зеленый оттенок. Теплопоглощающее стекло задерживает 70-75% инфракрасных лучей, т.е. в 2-3 раза больше, чем обычное оконное стекло. Интенсивное поглощение лучистой энергии приводит к сильному нагреванию и значительным температурным деформациям стекла. Поэтому при остеклении следует предусматривать достаточный зазор между рамой и стеклом.

При двойном остеклении теплозащитное стекло помещают с внешней стороны, чтобы оно охлаждалось наружным воздухом, а обычное секло – изнутри.

Упрочнённое закаливанием стекло получают путем нагрева стекла до температуры закалки (540°С 650°С) и последующего быстрого равномерного охлаждения. Этим добиваются однородного распределения внутренних напряжений в стекле. (Рис. 5.4). Этот вид стекла имеет предел прочности на изгиб в 5-8 раз, термостойкость в 2 раза, прочность в 4-6 раз больше по сравнению с обычным стеклом. Листовое закалённое стекло находит применение для остекления витрин, изготовления стеклянных дверей, балконных и лестничных ограждений.

Рис. 5.4. Упрочнённое закаливанием стекло

Звукоизоляционное (шумоизоляционное) стекло. Чем больше толщина стекла, тем большими звукоизолирующими свойствами оно обладает. Использование многослойного стекла и звукоизоляционного многослойного стекла существенно улучшает показатели эффективности звукоизоляции (Рис. 5.5).

Рис. 5.5. Многослойное стекло

Термостойкое (боросиликатное) стекло (Рис. 5.6) содержит окись рубидия, окись лития и др. Термостойкие стекла имеют коэффициент линейного температурного расширения около 2-4 • 10-6°С-1, т.е. в 2-3 раза меньше, чем обычное стекло. Изделия из таких стекол выдерживают перепады температур до 200°С. Их используют для изготовления термостойких деталей оборудования (например, водомерных трубок).

Рис. 5.6. Боросиликатное стекло

Стекло, устойчивое к радиоактивным излучениям, получают из шихты специального состава. Для поглощения рентгеновских и гама лучей используют оптические стекла с высоким содержанием свинца и бора. Чтобы улучшить устойчивость стекла к излучениям, в шихту добавляют 0,25-1,5% окиси церия.

Интересно знать: Изделия из стекла

Плотность оконого стекла

Также нужно знать, что поверхностная плотность стекла, как и любого другого вещества, не зависит от его толщины. Поэтому при проведении вычислений этот показатель не нужно брать в расчет. Единственную существенную роль будет играть площадь материала. Небольшой кусочек имеет точно такую же плотность, как и гигантский предмет, который занимает несколько этажей в отделке дома, в этом можно будет убедиться после проведения опыта.

Плотность материала 4 мм и 12 мм также будет абсолютно идентичной. Поэтому при решении любых практических задач не нужно использовать рулетку и замерять в отдельности все габариты. Можно смело пользоваться табличным значением

Важно лишь знать, какой именно тип стекла используется в работе

Если же кто-то решит проверить плотность оконного стекла, то в формулу нужно будет подставить всего два значения: массу материала разделить на его объем. Получить эти показатели можно без особых проблем, так как они не требуют наличия сверхточного оборудования.

Обычных домашних весов вполне хватит, чтобы взвесить стекло, а посчитать объем тела, которое представляет собой прямоугольный параллелепипед, сможет любой школьник. Так что на сбор начальных данных уйдет не более 10 минут, а на вычисления — всего пара секунд. Таким образом, можно будет убедиться в правдивости табличных данных.

Свойства отдельных элементов конструкции

Заниматься гаданием не стоит: две совершенно одинаковые по размеру конструкции, выпущенные разными производителями или изготовленные из разных материалов, могут иметь разную массу. Причина заключена в следующем: может использоваться пластик разного типа или разное стекло, которое отличается толщиной и массой соответственно.

Вес 1м2 окна ПВХ зависит от толщины стенки. Если у продукции, относящейся к классу А, этот параметр фиксирован и составляет 3 мм, то у продукции класса С он не регулируется никак. Класс В имеет ширину стенки 2,7 мм, соответственно, окно будет чуть менее прочным, и уменьшится его масса.

Важно знать, есть ли внутренние перегородки, так как они тоже прибавляют вес. Этот же параметр увеличится от числа воздушных камер

Каждое дополнительное стекло – это дополнительные килограммы

Каждое дополнительное стекло – это дополнительные килограммы.

Вес блока оконного ПВХ в основном зависит от толщины профиля. Более толстый делает конструкцию надежнее, но тяжелее, именно поэтому для жилых и офисных помещений регламентируется толщина стенки конструкции.

Если окно оснащено армирующим профилем, оно будет значительно серьезнее аналогов и по прочности и по массе. Большинство конструкций из ПВХ имеют такой профиль. Он нужен для того, чтобы сделать окно прочным, жестким, не допустить провисания блока или створки. Очень хорошо, если конструкция оснащена дополнительными ребрами жесткости, но этот показатель может стать и отрицательным, если вам нужно легкое окно.

Подсчитано, что 1 м2 стекла толщиной в 1 мм обладает весом в 2,5 кг. В большинстве случаев в стеклопакете применяются 4-х мм светопропускающие элементы. Проделав нехитрые вычисления, определяем вес одного квадратного метра стекла (м2) будет равняться 10 кг. (в однокамерном стеклопакете – 20 кг, в двухкамерном – 30 кг. – из-за количества стекол). Пластиковый профиль, в зависимости от камерности, весит не меньше 3-х килограммов. Фурнитурный механизм, за счет того, что выполнен с применением стальных составляющих, весит примерно минимум 2 кг (зависит от фирмы производителя). Масса же дистанционной рамки равняется 0,5 кг.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий