Teilvorgespanntes Glas

Teilvorgespanntes Glas besteht aus einer monolithischen Floatglasscheibe, welche thermisch behandelt wird, um die Biegezugfestigkeit zu erhöhen. Teilvorgespanntes Glas ist entsprechend der europäischen Bauproduktverordnung zu produzieren und zu kennzeichnen. Die Produkteigenschaften und Leistungsanforderungen sind in der DIN EN 1863-1 definiert. Die werkseigene Produktionskontrolle und sachgemäßen Produktkennzeichnung hat gemäß DIN EN 1863-2 zu erfolgen.

Produktion:

Wie bei Einscheiben-Sicherheitsglas wird auch bei teilvorgespanntem Glas die zugeschnittene Glasscheibe über die Transformationstemperatur erhitzt. Um mögliche Abdrücke und Verformungen der erweichenden Glasscheibe zu vermeiden, wird das Glas kontinuierlich über Rollen im Ofen vor und zurück bewegt. Das in der Masse homogen erwärmte Glas wird anschließend kontrolliert abgekühlt. Die Kühlrate ist im Vergleich zum ESG Prozess kleiner, wodurch sich eine geringere Vorspannung ergibt.

Materialeigenschaften:

Die an den Oberflächen entstandene Druckspannung erhöht die Biegezugfestigkeit von teilvorgespanntem Glas, welche bis zu 3 x höheren Belastungen standhalten kann.

Das Bruchbild ähnelt dem von unbehandeltem Floatglas. Vereinfacht kann man sagen, dass es strahlenförmig vom Ausgangspunkt in große Bruchstücke bricht. Aufgrund der eingefrorenen Vorspannung kann teilvorgespanntes Glas nicht nachträglich bearbeitet werden.

Ist die eingebrachte Vorspannung ungleichmäßig, kann bei bestimmten Lichtverhältnissen ein punktförmiges oder streifenartiges Muster erkannt werden. Um dieses zu erkennen, muss im Licht ein hoher Anteil an polarisierter Strahlung vorhanden sein. Polarisiertes Licht kann natürlichen Ursprungs sein oder entsteht durch die Reflexion von angrenzenden Oberflächen. Das Risiko von unerwünschten Anisotropien ist durch das geringere Vorspannungsniveau jedoch deutlich reduziert. Mit modernen Produktions-Knowhow können diese Erscheinungen zusätzlich reduziert werden.

Da während der Produktion die Glasscheiben über die Transformationstemperatur (Erweichungstemperatur) erhitzt werden, verlieren sie ihre Planität. Durch die „wellige Glasoberfläche“ entstehen für den Betrachter optische Verzerrungen in der Durchsicht und Reflexion. Gemäß der aktuellen Norm darf über eine Distanz von 300 mm die Wellentiefe von 0,30 mm nicht überschritten werden. Diese geometrischen Grenzwerte sind nicht ausreichend, um die tatsächliche optische Qualität des Glases zu beschreiben. Erst wenn die tatsächliche Wellenlänge in direktem Zusammenhang mit der Wellentiefe gebracht wird, kann eine Aussage über die optische Qualität gemacht werden.

Millidiopter erlauben eine aussagekräftige Beschreibung der optischen Qualität. Dabei wird die Wellenlänge und Wellentiefe zusammen bewertet. Die anschließende Tabelle zeigt die resultierenden Millidiopter, abhängig von der Wellenlänge und Wellentiefe.

Wellentiefe / Wellenlänge [mm]

/

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

220,00

240,00

260,00

280,00

300,00

320,00

340,00

360,00

380,00

0,01

61,69

39,48

27,42

20,14

15,42

12,18

9,87

8,16

6,85

5,84

5,04

4,39

3,86

3,42

3,05

2,73

0,02

123,37

78,96

54,83

40,28

30,84

24,37

19,74

16,31

13,71

11,68

10,07

8,77

7,71

6,83

6,09

5,47

0,03

185,06

118,44

82,25

60,43

46,26

36,55

29,61

24,47

20,56

17,52

15,11

13,16

11,57

10,25

9,14

8,20

0,04

246,74

157,91

109,66

80,57

61,69

48,74

39,48

32,63

27,42

23,36

20,14

17,55

15,42

13,66

12,18

10,94

0,05

308,43

197,39

137,08

100,71

77,11

60,92

49,35

40,78

34,27

29,20

25,18

21,93

19,28

17,08

15,23

13,67

0,06

370,11

236,87

164,49

120,85

92,53

73,11

59,22

48,94

41,12

35,04

30,21

26,32

23,13

20,49

18,28

16,40

0,07

431,80

276,35

191,91

140,99

107,95

85,29

69,09

57,10

47,98

40,88

35,25

30,71

26,99

23,91

21,32

19,14

0,08

493,48

315,83

219,32

161,14

123,37

97,48

78,96

65,25

54,83

46,72

40,28

35,09

30,84

27,32

24,37

21,87

0,09

555,17

355,31

246,74

181,28

138,79

109,66

88,83

73,41

61,69

52,56

45,32

39,48

34,70

30,74

27,42

24,61

0,10

616,85

394,78

274,16

201,42

154,21

121,85

98,70

81,57

68,54

58,40

50,36

43,86

38,55

34,15

30,46

27,34

0,11

678,54

434,26

301,57

221,56

169,63

134,03

108,57

89,72

75,39

64,24

55,39

48,25

42,41

37,57

33,51

30,07

0,12

740,22

473,74

328,99

241,70

185,06

146,22

118,44

97,88

82,25

70,08

60,43

52,64

46,26

40,98

36,55

32,81

0,13

801,91

513,22

356,40

261,85

200,48

158,40

128,30

106,04

89,10

75,92

65,46

57,02

50,12

44,40

39,60

35,54

0,14

863,59

552,70

383,82

281,99

215,90

170,59

138,17

114,19

95,95

81,76

70,50

61,41

53,97

47,81

42,65

38,28

0,15

925,28

592,18

411,23

302,13

231,32

182,77

148,04

122,35

102,81

87,60

75,53

65,80

57,83

51,23

45,69

41,01

0,16

986,96

631,65

438,65

322,27

246,74

194,96

157,91

130,51

109,66

93,44

80,57

70,18

61,69

54,64

48,74

43,74

0,17

1048,65

671,13

466,06

342,41

262,16

207,14

167,78

138,66

116,52

99,28

85,60

74,57

65,54

58,06

51,78

46,48

0,18

1110,33

710,61

493,48

362,56

277,58

219,32

177,65

146,82

123,37

105,12

90,64

78,96

69,40

61,47

54,83

49,21

0,19

1172,02

750,09

520,90

382,70

293,00

231,51

187,52

154,98

130,22

110,96

95,67

83,34

73,25

64,89

57,88

51,95

0,20

1233,70

789,57

548,31

402,84

308,43

243,69

197,39

163,13

137,08

116,80

100,71

87,73

77,11

68,30

60,92

54,68

0,21

1295,39

829,05

575,73

422,98

323,85

255,88

207,26

171,29

143,93

122,64

105,75

92,12

80,96

71,72

63,97

57,41

0,22

1357,07

868,53

603,14

443,13

339,27

268,06

217,13

179,45

150,79

128,48

110,78

96,50

84,82

75,13

67,02

60,15

0,23

1418,76

908,00

630,56

463,27

354,69

280,25

227,00

187,60

157,64

134,32

115,82

100,89

88,67

78,55

70,06

62,88

0,24

1480,44

947,48

657,97

483,41

370,11

292,43

236,87

195,76

164,49

140,16

120,85

105,28

92,53

81,96

73,11

65,62

0,25

1542,13

986,96

685,39

503,55

385,53

304,62

246,74

203,92

171,35

146,00

125,89

109,66

96,38

85,38

76,15

68,35

0,26

1603,81

1026,44

712,80

523,69

400,95

316,80

256,61

212,07

178,20

151,84

130,92

114,05

100,24

88,79

79,20

71,08

0,27

1665,50

1065,92

740,22

543,84

416,37

328,99

266,48

220,23

185,06

157,68

135,96

118,44

104,09

92,21

82,25

73,82

0,28

1727,18

1105,40

767,64

563,98

431,80

341,17

276,35

228,39

191,91

163,52

140,99

122,82

107,95

95,62

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76,55

0,29

1788,87

1144,87

795,05

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353,36

286,22

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198,76

169,36

146,03

127,21

111,80

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79,28

0,30

1850,55

1184,35

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296,09

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175,20

151,07

131,59

115,66

102,45

91,39

82,02

Anwendung:

Teilvorgespanntes Glas kommt immer dann zur Anwendung, wenn erhöhte statische Anforderungen gegeben sind und die Biegezugfestigkeit von Floatglas nicht ausreichend ist.

Das Einsatzgebiet von teilvorgespanntem Glas überlagert sich mit dem von Einscheiben-Sicherheitsglas. Man benötigt es bei großflächigen Glaselementen, welche hohen Windlasten ausgesetzt sind oder bei statisch tragenden Elementen, wie z.B. bei Glaswänden, Glasträgern und Glassäulen. Auch bei punktgehaltenen Verglasungen, wo im Lochbereich mit Spannungskonzentrationen zu rechnen ist, wird teilvorgespanntes Glas verwendet. Obwohl teilvorgespanntes Glas im Vergleich zu Einschieben-Sicherheitsglas eine geringere Biegefestigkeit aufweist, ist es ein wichtiger Bestandteil im modernen Glasbau. Der Vorteil liegt in der erhöhten Resttragfähigkeit des Produktes. Wird es in Verbundglasscheiben verbaut ergibt sich trotz eines eventuellen Glasbruchs eine hohe Tragkraft. Somit verbleibt ausreichend Zeit, um die erforderlichen Austauschmaßnahmen zu ergreifen.

Häufig kommt teilvorgespanntes Glas auch zur Anwendung, wenn die zu erwartenden Temperaturunterschiede in einem Glaselement zu einem erhöhten Bruchrisiko führen.

Weitere Details zur optische Bewertung der Glasoberfläche in Millidiopter findet man in der amerikanischen Norm ASTM C 1651.

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