Dipl.-Geol. Martin Sauder

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1 Glas: Definition Glas Unterkühlte Schmelze aus einem Gemenge von Quarzsand, Soda, Kalk und Dolomit, die bei einer Temperatur von 1560 C geschmolzen werden. Herstellung: aus Schmelze bei ca C Bauwesen: fast ausschließlich Kalk-Natronglas mit einem hohen Anteil an Siliciumdioxid (SiO 2 ), geringe Anteile von Calciumoxid (CaO), Natriumoxid (Na 2 O), Magnesiumoxid (MgO) und Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) verwendet.

2 Natürliches Glas: Obsidian Obsidian Schnell erstarrte vulkanische Lava, die keine ausreichende Zeit zum Kristallisieren hatte. Dadurch entsteht ein sehr hartes, splittrig brechendes vulkanisches Glas. Zusammensetzung ähnlich Basalt, aber mit amorpher Struktur, also ohne Kristallbildung Natürliches Glas: Bims Bims Entstehung ähnlich wie Obsidian durch schlagartiges Abkühlen. Allerdings aus sehr gasreicher Schmelze, die zu einem schaumigem Glas führt.

3 Natürliches Glas: Fulgurit Fulgurit Natürliches Glas, entstanden durch Blitzeinschlag in Böden aus Quarzsand. Auch genannt: Blitzröhren Strukturunterschiede: Kristalle Struktur von Quarzkristallen Gehorcht den kristallografischen Gesetzmäßigkeiten. Sehr regelmäßiger Aufbau, stets gleiche Winkel innerhalb des Kristalls

4 Struktur von Glas Wärmedämmglas Struktur von Quarzglas Unregelmäßig und ungeregelt aufgebaut. Keine Winkelkonstanz, amorphe Struktur

5 Glas: Amorphe Struktur Struktur von Kalk-Natron-Glas Unregelmäßig und ungeregelt aufgebaut. Keine Winkelkonstanz, amorphe Struktur Komponenten und ihre Funktion Quarz SiO 2 Siliziumdioxid Eingabeform: Quarzsand Ø 0,3 mm Schmelztemperatur: 1860 C Funktion: Glasbildner Soda: Na 2 CO 3 Natriumkarbonat Schmelztemperatur: 850 C Funktion: Flussmittel, Schmelzbeschleuniger Pottasche K 2 CO 3 Kaliumkarbonat Schmelztemperatur: ca. 890 C Funktion: Flussmittel

6 Komponenten und ihre Funktion Magnesiumoxid MgO aus Dolomit: (Ca,Mg)(CO 3 ) 2 Schmelztemperatur: fließend, ca C Funktion: Stabilisator Blei PbO = Bleioxid, aus Pb 3 O 4 = Mennige Schmelztemperatur: ca. 900 C Funktion: Stabilisator und Flussmittel. Erhöhung des Brechungsindex Bor B 2 O 3 = Boroxid, z.b. aus Borax (Na-Borat) Schmelztemperatur: ca. 740 C Funktion: Verbesserung bestimmter Eigenschaften des Glases, z.b. größere Temperatur-Wechselbeständigkeit. Eigenschaften von Gläsern Dichte: im Mittel 2,5 g/cm³ Härte: große Härte, sehr spröde Lichtdurchlässigkeit: Aufgrund seiner Struktur ist Glas für Licht von Infrarot bis in den sichtbaren Bereich sehr gut durchlässig. Undurchlässig für UV-Licht. Herstellung: aus Schmelze bei ca C Resistenz: Sehr gute chemische Beständigkeit, außer gegen Flusssäure (HF)

7 Eigenschaften von Gläsern Glatte Oberfläche - hygienisch, gut zu reinigen Nicht brennbar Nimmt keine Feuchtigkeit auf Gibt keine Feuchtigkeit ab Daher sehr formstabil UV-beständig Frostbeständig Wichtige Kennwerte von Gläsern U-Wert (W/m 2 K), Wärmedurchlässigkeitsbeiwert DIN 4108 Zeigt an, wievielwärme durch das Glas von innen nach außen geht. g-wert (%) Energiedurchlasswert DIN Zeigt an, wieviel% der Sonnenenergie durch das Glas von außen nach innen geht.

8 Wichtige Kennwerte von Gläsern Einfachglas Isolierglas Stegvierfachplatte Wärmedämmglas U = 5.8 W/m 2 K g = 83% U = 3.0 W/m 2 K g = 77% U = 1.7 W/m 2 K g = 55% U = 1.1 W/m 2 K g = 57% Historische Gläser Römisches Verfahren der Glasherstellung Eingießen der Schmelze in Holzformen, flach, die nass gehalten wurden. Dadurch Herstellung von Flachglas möglich. Glasscheiben mit Glasbläserpfeife: Blasen eines Glaszylinders, der in warmem Zustand aufgeschnitten und dann flach gewalzt wird.

9 Historische Glasherstellung Herstellung von Flachglas oder Mondglas mit der Glasbläserpfeife. Es werden durch Schleudern flache Scheiben bis 60 cm Ø erzeugt. In der Mitte etwas dicker (Butzen). Der Rand wird zerteilt und für kleinere Scheiben verwendet. Größte Durchsichtigkeit ist am Rand gegeben Historische Glasherstellung Herstellung von Flachglas oder Mondglas mit der Glasbläserpfeife. Nach dem ersten Schleudern wird das Glas in Sandformen geformt.

10 Mundgeblasenes Glas

11 Mundgeblasenes Glas Glas: Eigenschaften Institut für Baustoffuntersuchung und Sanierungsplanung GmbH

12 Glas: Eigenschaften Institut für Baustoffuntersuchung und Sanierungsplanung GmbH Glas: Eigenschaften Institut für Baustoffuntersuchung und Sanierungsplanung GmbH

13 Flachglas: Walzglas Herstellung: Eigenart: Herstellung der Schmelze in der Wanne Aufgießen auf glatte Unterlage Walzen mit Stahlwalze zum Erzielen planparalleler Oberflächen Immer strukturiert, nie völlig glatt Flachglas: Walzglas

14 Flachglas: Walzglas Flachglas: Floatglas Eingeführt seit: Um 1960 wurde ein neues Verfahren zur Flachglasherstellung eingeführt. Herstellung: Herstellen der Glasschmelze: ca C Die Schmelze fließt kontinuierlich auf ein Bad aus geschmolzenem Zinn. Aufgrund der Oberflächenspannung der Schmelze und der planebenen Oberfläche des Floatbades: glatte Oberfläche Abkühlung: Das entstehende Glasband wird in einem Kühltunnel über einen Rollengang auf Raumtemperatur abgekühlt und kann dann zugeschnitten werden.

15 Flachglas: Floatglas Warum Zinn?: An der Auftrittstelle des Glases hat das Zinnbad eine Temperatur von C und an der Austrittstelle 600 C. Zinn erfüllt als einziges Metall die Anforderung, bei C noch keinen störenden Dampfdruck zu erzeugen und bei 600 C bereits flüssig zu sein. Die Floatkammern mit dem Zinnbad sind heute ca. 4 m breit und 60 m lang.

16 Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) Herstellung: Floatglas, das in heißem Zustand an der Oberfläche schnell abgekühlt wird, dadurch entsteht eine Vorspannung Eigenschaften Daher ist es besonders bruchsicher gegen Stoßen, Schlagen und Biegen. Bruchverhalten: Zerfällt in kleine Glaskrümel. Verwendung: Eingesetzt wird es für Glastüren, Brüstungsplatten, Fassadenplatten etc. Verbund-Sicherheitsglas (VSG) Herstellung: Eigenschaften Verwendung: zwei oder mehrere Glasschichten, die mit hochelastischen Kunststoff-Folien, v. a. Polyvinylbutyral (PVB), zusammengeklebt sind. Diese wirken splitterbindend. durchschuss- und durchbruchhemmend. Varianten auch als Drahtglas und Mehrscheiben-Sicherheitsglas Windschutzscheiben, Scheiben in Sicherheitsbereichen, auch als Alarmglas mit eingebauten Drähten in Verbindung zur Alarmanlage

17 Wärmedämmglas Herstellung: Eigenschaften: Mehrscheibengläser, entweder mit Metalloxid beschichtete Außenseite der inneren Scheibe oder auch ein in den Scheibenzwischenraum gefülltes Edelgas, meist Argon bessere U-Werte als Einfach- und Doppelverglasungen Brandschutzglas Brandschutzglas Klasse F Mehrere Silikatglasscheiben, zwischen denen durchsichtige Brandschutzschichten liegen, die bei Temperaturen 120 C aufschäumen, dabei undurchsichtig werden, dadurch keine Wärmestrahlung mehr durchlassen Brandschutzglas Klasse G Speziell ausgestattete und zusammengesetzte Gläser, wie z. B. Drahtglas, Sondergläser und Glaskeramik haben keine Brandschutzschichten und sind deshalb weit weniger widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen.

18 Schaumglas ( Foamglass ) Herstellung: Eigenschaften Recyclingglas wird gemahlen und mit Kohlenstoff versetzt. Durchläuft einen Aufschäumofen, in dem CO 2 und CO entstehen und die Schmelze aufschäumen. Hohe Druckfestigkeit nicht komprimierbar, also maßbeständig Sehr gut wärmedämmend Gasdicht und wasserdicht Nicht brennbar Nicht frostbeständig Säurebeständig Schaumglas: Herstellungsprozess

19 Schaumglas: Herstellungsprozess Anwendungsgebiete für Schaumglas Hochbau: Anlagenbau: Flachdächer/Steildächer/Begrünte Dächer Parkdecks/Terrassen Erdreichaußenwand/lastabtragende Gründungsplatten Wände/Fassaden Innendämmungen Dämmung von Wärmebrücken Rohrleitungen Tanks und Behälter aus Stahl Behälter aus Beton Frischluft-Ansaugschächte Luftansaugschächte aus Beton/Stahl Industrieschornsteine Kühlhäuser

20 Borsilikatglas (syn.: Borosilikatglas) Handelsnamen: Jenaer Glas, Duran, Pyrex u. a. Eigenschaften: chemikalien- und temperaturbeständig, auch bei plötzlichen Temperaturwechseln Zusammensetzung: SiO % B 2 O % Na 2 O + K 2 O 4-8 % Al 2 O % CaO + MgO = 5 % Borsilikatglas Ursache für thermische Beständigkeit: Borzusatz verursacht einen sehr kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Linearer Ausdehnungskoeffizient von DURAN (20/300 C): 3,3 * 10-6 /K Max. Gebrauchstemperatur von DURAN : 500 C

21 Fotos Fotos aus aus der der Duran- Produktion von von Schott Endbearbeitung Automatische Mundblasen In gleicher Weise von der werden unterschiedlichsten Schmelzenentnahme Glasgefäßen auch großvolumige Gefäße stets durch Gefäße bei einen hergestellt entsprechender Roboter Temperatur Glaskeramik Handelsnamen: Herstellung: Eigenschaften: die bekanntesten sind Ceran (Kochfelder) und Zerodur (Spiegel in großen Teleskopen). zunächst wird eine Glasschmelze bestimmter Zusammensetzung hergestellt. V. a. Li-, Al- und Siliziumoxide. Diese Schmelze wird durch thermische Behandlung verändert, so dass kristalline und amorphe glasige Masse gemischt sind. (Rekristallisation unter Bildung von v. a. HQMK = Hochquarzmischkristallen) chemikalien- und v. a. temperaturbeständig, auch bei plötzlichen Temperaturwechseln Therm. Ausdehnungskoeff.: (20/700 C): 0,1 * 10-6 /K

22 Glas: Glassorten Institut für Baustoffuntersuchung und Sanierungsplanung GmbH Einfache Bleiverglasung eines Bauernhauses

23 Straßburger Münster: Kaiserfenster, 13. Jdt Hl. Geist Kirche Heidelberg Eines der modernen neuen Fenster, Teil des Heidelberger Fensterstreits

24 Bleiverglasung Aus kleinen Glasscheiben mit Hilfe von Bleiruten zusammengesetzte Fenster. Die Bleiruten wurden mit Zinn verlötet. Abdichten des Anschlusses von Glas zum Metall: Leinölkitt Formen der Bleiruten : H = zur Verbindung von Glas zu Glas T = zur Verbindung von Glas zu Innenfalz U = Außenbleirand als Abschluss Z = zur Randeinfassung in Rahmen Altenberger Dom: Westfenster Ende 14. Jdt.

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