Glas Informationen


Glas

 

Glas ist ein nicht kristalliner, anorganischer Schmelzwerkstoff, der zunehmend als Konstruktionswerkstoff in gewissem Masse als tragendes Element eingesetzt wird. Der Zustand von Glas ist der einer unterkühlten Flüssigkeit, die ohne zu kristallisieren erstarrt ist.

Hauptbestandteile von Glas sind Quarzsand, Kalk und Soda, alles natürliche Rohstoffe. Durch Veränderung der Zusammensetzung der Bestandteile erhält man je nach Verwendungszweck Gläser mit besonderen Eigenschaften, wie beispielsweise Gläser mit geringer Wärmeausdehnung, mit verschiedenen Brechungs- und Refraktionsindizes, sowie mit verschiedenen Farben und Oberflächenhärten. Im Allgemeinen weist Glas auf Zug und Druck gute Festigkeitseigenschaften auf, ist aber im Gegensatz zu anderen Baustoffen sehr spröde. D.h. Glas kann lokale Spannungsspitzen nicht durch Plastizieren (Verformen, Nachgeben) abbauen. Es kann somit zu einem plötzlichem Versagen, Bruch kommen.

 

Die Festigkeit, das Tragverhalten von Glas, inbesondere die Biegezugfestigkeit, ist abhängig von:

 

  • der Zusammensetzung der Materialbestandteile.
  • der Oberflächenbeschaffenheit: Form, Grösse.
  • Art und Dauer der Belastung.
  • Umgebungsbedingungen wie Temperaturänderungen, Feuchtigkeit, mechanischen und chemischen Einwirkungen.


Die hauptsächlichsten Materialien für die Herstellung von Flachglas sind Quarzsand, Kalk und Soda, alles Rohstoffe, die in der Natur in ausreichendem Masse verfügbar sind. Da Glas aus natürlichen Rohstoffen besteht, entstehen bei der Entsorgung keine Probleme. Altglas wird schon heute in grossen Mengen der Wiederverwertung zugeführt.

Seit Anfang der 60er Jahre wird Glas, welches im Hochbau eingesetzt wird, nach dem Floatverfahren hergestellt. Das Produkt heisst Floatglas, ein Glas von hoher Qualität mit weitgehend verzerrungsfreier Durchsicht.

 

Was ist Glas?
Glas ist ein anorganisches Schmelzprodukt, das im Wesentlichen ohne Kristallisation erstarrt. Im thermodynamischen Sinne ist Glas eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit.

  

Spezifisches Gewicht 2,5 g/cm³
Das spezifische Gewicht dient zur Errechnung des Glasgewichtes.
Beispiel: 1 Glasplatte von 1 mm Dicke und einer Oberfläche von 1,0 m² ist 2,5 kg schwer.
1 Glasplatte von 6 mm Dicke und einer Oberfläche von 1,0 m² wiegt demzufolge (6 × 2,5 kg × 1,0 m²) = 15,00 kg.

 

Elastizitätsmodul (E-Modul) ca. 70 000 N/mm²
Die Elastizität beschreibt die Fähigkeit eines festen Materials, seine ursprüngliche Gestalt wieder anzunehmen, wenn eine zuvor angebrachte Last nicht mehr vorhanden ist. Eine starke Dehnung bewirkt bei den meisten Materialien, dass sich an das elastische Verhalten bald eine bleibende plastische Verformung anschliesst. Bei Glas fehlt jedes plastische Verhalten. Wenn seine Elastizitätsgrenze erreicht ist, bricht Glas. Das E-Modul von Glas entspricht in etwa der von Aluminium.

 

Druckfestigkeit 700–900 N/mm²
Druckbelastungen dürfen nicht verwechselt werden mit den auf die Scheibenflächen wirkenden Wind- und Schneedrücken. Diese führen zu Biegezugbelastungen.

 

Ritzhärte nach Mohs 5–6
Glas liegt in der Skala der Härtegrade zwischen Feldspat und Quarz.

 

Biegefestigkeit 30 N/mm² (Rechenwert)
Die Biegefestigkeit ist einer der wichtigsten technischen Werte bei der Glasdimensionierung. Verschiedene Einflüsse wie z.B. Schnee- und Winddruck führen bei Glas zu erhöhter Biegezugsspannung. Die Biegefestigkeit kann durch thermisches Vorspannen (Härten) auf 50 N/mm² erhöht werden. Gläser mit Drahtnetzeinlage (Drahtglas, Drahtspiegelglas) haben eine verminderte Biegefestigkeit (ca. 20 N/mm²), brechen also unter Flächenbelastung schneller als Floatglas.

 

Ausdehnungskoeffizient 9 × 10-6/K
Beispiel mit leicht gerundetem Wert: Eine Glastafel von 1 m Länge wird um 50°C erwärmt. Sie dehnt sich um 0,5 mm aus. Aluminium hat einen um 2,5 × grösseren Ausdehnungskoeffizienten.

 

U-Wert
Der Wärmedurchgangskoeffizient von Floatglas beträgt 5,8 W/m² K. Der Wärmedurchgangswert spielt bei der Beurteilung der Isolationsfähigkeit, bzw. der Wärmedämmung eines Stoffes oder Baukörpers eine enorme Rolle. Ein tiefer k-Wert bedeutet: Höhere Isolationsfähigkeit und damit geringerer Wärmeverlust.

 

Temperaturwechselbeständigkeit 40 K
Unter Temperaturwechselbeständigkeit versteht man die Fähigkeit, einem schroffen Temperaturwechsel zu widerstehen. Kurzzeitige Temperaturdifferenzen von 40 K führen zu keinen gefährlichen Spannungen im Glas. Heizkörper sollten jedoch mindestens 30 cm von der Verglasung entfernt angeordnet werden.

 

Erweichungstemperatur ca. 600°C