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WO2001077037A1 - Thermisch hochbelastbare verglasung mit einem glaskörper - Google Patents

Thermisch hochbelastbare verglasung mit einem glaskörper Download PDF

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WO2001077037A1
WO2001077037A1 PCT/EP2001/003881 EP0103881W WO0177037A1 WO 2001077037 A1 WO2001077037 A1 WO 2001077037A1 EP 0103881 W EP0103881 W EP 0103881W WO 0177037 A1 WO0177037 A1 WO 0177037A1
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WO
WIPO (PCT)
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glass
glazing
glass body
glazing according
fire
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/003881
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Karschti
Roland Leroux
Original Assignee
Schott Glas
Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Schott Glas
Carl-Zeiss-Stiftung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott Glas, Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Schott Glas, Carl-Zeiss-Stiftung filed Critical Schott Glas
Priority to US10/240,950 priority Critical patent/US6770375B2/en
Priority to AU2001252251A priority patent/AU2001252251A1/en
Publication of WO2001077037A1 publication Critical patent/WO2001077037A1/de

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Definitions

  • the invention relates to thermally highly stressable ner glazing, in particular for fire protection glazing with a glass body.
  • Fire protection glazing including frames and brackets according to the fire resistance classes, must withstand a temperature load according to the standard temperature-time curve (ETK) according to DI ⁇ 4102 (or ISO 834) for between 30 minutes and 180 minutes and thereby prevent the passage of fire and smoke.
  • ETK temperature-time curve
  • glazing in doors also ensures the safety of users.
  • the ner glazing must meet the requirements of the relevant safety glass standards (e.g. single-pane safety glass DI ⁇ 1249, part 12).
  • fire protection glazing is known (DE 38 17 240 A 1), in which tempered glasses (lime / sodium or borosilicate glasses) are used in a suitable thickness.
  • tempered glasses lime / soda glasses with a thickness of 6 - 15 mm for fire resistance times of 30 or 60 minutes or bososilicate glasses in thicknesses of 5 - 8 mm for fire resistance times of 30 to 120 minutes.
  • the width of the covered edge area is a very strongly determining factor for the level of the thermal stresses that arise between the hot (free-standing) pane center and the cold (covered) pane edge during fire exposure.
  • the glass pane will inevitably break and thus result complete loss of the protective effect of the fire protection glazing. It is therefore not readily possible to choose the edge covering of the panes to be as large as possible in order to achieve the longest possible fire resistance time.
  • additional measures can be used, e.g. reducing the pane size or increasing the pane thickness to a small extent or pressing the pane in the edge region of the frame system by means of glass retaining strips that are pre-pressed or using an expanding sealing tape.
  • Another type of fire protection glazing uses so-called multi-layer laminated glass systems to achieve high fire resistance times (> 60 minutes) with lime / soda glasses. These systems usually consist of several lime / soda glass panes (sometimes also tempered) with heat absorption layers in between.
  • these laminated glasses have the disadvantage that they have to have a large number of layers of glass and heat absorption layers in order to achieve higher fire resistance classes. As a result, these laminated glasses are very complex to manufacture and therefore expensive. In addition, such glasses have a large thickness and thus a very high weight and associated complex frame systems. This also increases the cost of the frame structures for installing such glasses.
  • Another known fire protection glazing e.g. one according to "General Building Inspectorate Approval Z-19.14-546" describes the use of glass-ceramic panes.
  • Discs made from this material have the advantage that they only soften at much higher temperatures. These temperatures are at a Fire exposure according to the ETK is only reached after a much longer time, so that the glass ceramic panes do not, or at most only, soften. The consequence of this is that these panes tend to slip out of the frame system only to a very small extent and therefore very high fire resistance times can be achieved.
  • This fire protection glazing made of glass ceramic has only a low strength in comparison to tempered panes and are therefore sensitive to the bending of the frame systems that occurs during fire exposure.
  • Such panes can in particular only be used in frame systems that have a very high stability and low bending in the event of fire (e.g. special thick-walled or insulated steel or concrete profiles).
  • such glass-ceramic panes cannot easily accommodate e.g. according to DIN 1249, Part 12 meet the requirements for toughened safety glass.
  • suitable intermediate layers to form laminated safety glasses, such as those e.g. be described in EP 0 581 620 AI.
  • these intermediate layers typically consist of high-viscosity plastic materials, which can negatively influence the behavior of such laminated safety glasses in the event of fire due to their easy flammability.
  • the invention has for its object to provide a thermally highly resilient glazing with a glass body that combines the advantages of glass ceramics to achieve long service life in the event of stress with the advantages of tempered glasses to meet the safety glass requirements without the disadvantages of these glasses.
  • This object is achieved according to the invention by glazing with a high thermal load capacity with a glass body which, in its composition, is the main constituent (in% by weight based on oxide)
  • the glazing with the special glass body designed according to the invention can be subjected to high thermal loads without any additional mechanical measures.
  • This high thermal stability is based on the fact that the glass body forming the glazing undergoes a ceramization due to its composition during the thermal stress.
  • the glass body forming the glazing already contains the necessary “nucleating agents”, which allow the glass to be wholly or partially converted to a glass ceramic when exposed to the appropriate temperature (for example when exposed to fire according to ETK).
  • the necessary “nucleating agents” allow the glass to be wholly or partially converted to a glass ceramic when exposed to the appropriate temperature (for example when exposed to fire according to ETK).
  • ETK unit temperature-time curve
  • the temperatures in the furnace chamber reach the following values:
  • the temperatures of the glass panes subjected to such a fire load are generally about 50-100 K lower on the side exposed to the fire than the furnace chamber temperatures and on the side facing away from the fire again about 50-100 K lower.
  • the softening point of the glasses used is not reached uniformly in the entire volume of the panes, but the glass panes soften in layers one after the other from the side facing the fire to the side facing away from the fire.
  • partial ceramization of the glass panes begins on the side facing the fire before the softening of the glass has reached the side facing away from the fire. While a layer containing high-quartz mixed crystals is already being built up on the fire-facing side of the glass pane, the side facing away from the fire initially remains largely glassy, and the volume contraction associated with the partial crystallization can thus be thermally reduced. As a result, the pane as a whole is stabilized and solidified.
  • Fire protection glazing equipped with the glass panes according to the invention therefore already meets the requirements for fire resistance time of over 120 minutes in small glass thicknesses of e.g. 5 mm, compared to e.g. 8 mm glass thickness when using special borosilicate glass panes.
  • the composition further contains at least one of the following main constituents (in% by weight on an oxide basis): in each case up to
  • this glass body is prestressed, preferably thermally.
  • the chemical composition of the glass mixture of the glass body is chosen so that the glass produced after melting with the usual shaping processes in the glass industry (e.g. drawing, casting, rolling or floating) has the necessary physical properties to be used on conventional or modified air tempering systems to be toughened to toughened safety glass.
  • the glass panes of the glazing according to the invention thus also meet all the requirements placed on a so-called single-pane safety glass in everyday use, for example in doors.
  • the fire resistance of the glass body can be increased if it is provided with a metal oxide coating.
  • the glass body is preferably provided with printing.
  • printing In this way it can be achieved that in the case of partial printing, architectural and / or security requirements (e.g. to make the glass body more easily recognizable in doors) are met, and / or in the case of full-surface printing with suitable colors, the heating and thus the ceramization behavior of the glass body is improved.
  • the glass body of the glazing according to the invention has significant fire resistance as a single-pane glass body, this can be increased according to a further embodiment of the invention if it is connected to one or more other glass bodies to form a laminated glass by means of one or more plastic layers.
  • the plastic layer can advantageously be formed by a commercially available PVB film.
  • the further glass bodies of the aforementioned composite glass body can all or partially have a composition corresponding to the glass body according to the invention. However, they can also consist entirely or partially of a glass material of a different composition, for example a toughened soda-lime glass or borosilicate glass or a glass ceramic.
  • the glass body of the glazing according to the invention can have different shapes depending on the application. Typically it is in the form of a glass plate or sheet of glass.
  • panes were tempered in an air tempering system at glass temperatures of approx. 810 ° C so that they fully met the safety glass requirements of DIN 1249, part 12 with regard to bending tensile strength and fracture pattern.
  • Two flat glass panes made of the basic glass according to Example 1 and having a thickness of 5 mm and a format of 1100 mm ⁇ 2200 mm were installed in steel frames with an edge protrusion of 15 mm and subjected to fire tests.
  • the glass had the following main components (in weight based on oxide):
  • the glass panes were tempered in an air tempering system at glass temperatures of approx. 800 ° C to such an extent that they fully met the safety glass requirements of DIN 1249, part 12 with regard to bending tensile strength and fracture pattern.

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Abstract

Derartige Glaskörper bestehen in konventioneller Weise aus vorgespanntem Kalk/Natronglas oder aus Glaskeramik und weisen verschiedene Nachteile auf. Die Erfindung beschreibt einen speziellen Glaskörper, insbesondere in Form einer Glasplatte oder Glasscheibe, welche in vorgespanntem Zustand für thermisch hochbelastbare Verglasungen, insbesondere Brandschutzverglasungen mit Sicherheitsanforderungen, geeignet ist und welche im Verlaufe einer Temperaturbelastung, insbesondere im Verlaufe einer Brandbelastung, durch während der Herstellung in den Glaskörper eingebrachte Keimbildner teilweise oder vollständig in eine teilweise oder vollständig transparente Glaskeramik umgewandelt wird. Dadurch versteift sich die Glasscheibe und ermöglicht hohe Standzeiten bei einer thermischen Belastung.

Description

Thermisch hochbelastbare Nerglasung mit einem Glaskörper
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine thermisch hochbelastbare Nerglasung, insbesondere für Brandschutzverglasung mit einem Glaskörper.
Brandschutzverglasungen müssen einschließlich Rahmen und Halterungen entsprechend den Feuerwiderstandsklassen einer Temperaturbelastung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK) gemäß der DIΝ 4102 (bzw. ISO 834) zwischen 30 Minuten bis zu 180 Minuten lang widerstehen und dabei den Durchtritt von Feuer und Rauch verhindern.
Darüber hinaus werden an Gebäudeverglasungen oftmals zusätzliche Anforderungen gestellt. So müssen z.B. Nerglasungen in Türen neben dem Brandschutz auch die Sicherheit der Benutzer gewährleisten. Dazu müssen die Nerglasungen die Anforderungen der einschlägigen Sicherheitsglasnormen (z.B. Einscheibensicherheitsglas DIΝ 1249, Teil 12) erfüllen.
Bei bekannten Brandschutzverglasungen werden diese Anforderungen auf unterschiedliche Art und Weise gelöst, wobei jedoch alle bekannten Systeme spezifische Nachteile besitzen.
So sind z.B. Brandschutzverglasungen bekannt (DE 38 17 240 A 1), bei denen vorgespannte Gläser (Kalk/Natron- oder Borosilicatgläser) in entsprechender Dicke verwendet werden. Dies sind z.B. Kalk-/Natrongläser in den Dicken 6 - 15 mm für Feuerwiderstandszeiten 30 oder 60 Minuten oder Bososilicatgläser in den Dicken 5 - 8 mm für Feuerwiderstandszeiten von 30 bis 120 Minuten. Diese vorgespannten Gläser haben jedoch den Nachteil, daß sie während der bei einer Brandbelastung nach ETK auftretenden Temperaturbelastung zu einem relativ frühen Zeitpunkt (vor der 60. Minute) ihre Erweichungstemperatur überschreiten und die zuvor festen, elastischen Gläser in einen niedrig- viskosen, plastischen Zustand übergehen. Durch die DE 43 31 082 C 1 ist es dabei bekannt, die Kalk-/Natronglasscheibe vor ihrer Vorspannung mit einer TiO2 oder ZrO3-Schicht zu versehen, die von einer SiO2-Schicht überdeckt ist und die im Brandfall die physikalischen Eigenschaften des Glases verändert und die Scheibe aussteift.
Das Erreichen von hohen Feuerwiderstandszeiten hängt jedoch in erster Linie ab vom Erweichen der Gläser (Erweichungstemperatur). Weitere Einflussfaktoren sind die Scheibengröße, die Scheibendicke und die Breite der Randabdeckung sowie die Haltekräfte der Scheibe und auch die Beschaffenheit der Rahmen (Material).
Je breiter z.B. die Randabdeckung der Scheibe bei den vorgenannten Gläsern ist, desto länger wird ein Herausrutschen der Gläser aus dem Randbereich verhindert, wenn die Gläser im Verlaufe der Brandbelastung ihre Erweichungstemperatur erreicht haben.
Gleichzeitig ist jedoch die Breite des abgedeckten Randbereichs ein sehr stark bestimmender Faktor für die Höhe der bei der Brandbelastung zwischen heißer (freistehender) Scheibenmitte und kaltem (abgedecktem) Scheibenrand entstehenden Wärmespannungen.
Überschreiten die in der Aufheizphase entstehenden thermisch bedingten Spannungen, einschließlich der durch andere Ursachen wie z.B. Rahmenverbiegung hinzukommenden Spannungen, die Festigkeit des Glases, so kommt es unweigerlich zum Bruch der Glasscheibe und somit zum vollkommenen Verlust der Schutzwirkung der Brandschutzverglasung. Daher ist es nicht ohne weiteres möglich, die Randabdeckung der Scheiben beliebig groß zu wählen, um eine möglichst hohe Feuerwiderstandszeit zu erreichen. Zur Erreichung dieser höheren Feuerwiderstandsklassen können andere, ergänzende Maßnahmen dienen, z.B. Verringerung der Scheibengröße oder in geringem Maße die Erhöhung der Scheibendicke oder die Anpressung der Scheibe im Randbereich des Rahmensystems durch unter entsprechender Vorpressung stehender Glashalteleisten oder durch ein expandierendes Dichtungsband.
Eine andere Art von Brandschutzverglasungen verwendet zur Erreichung von hohen Feuerwiderstandszeiten ( > 60 Minuten) mit Kalk-/Natrongläsern sogenannte Mehrschichtverbundglassysteme. Diese Systeme bestehen gewöhnlich aus mehreren Kalk-/Natronglasscheiben (z.T. auch vorgespannt) mit dazwischenliegenden Hitzeabsorptionsschichten. Diese Verbundgläser haben jedoch den Nachteil, daß sie zur Erreichung höherer Feuerwiderstandsklassen sehr viele Schichten aus Glas und Hitzeabsorptionsschichten aufweisen müssen. Dadurch sind diese Verbundgläser in der Herstellung sehr aufwendig und damit teuer. Außerdem weisen solche Gläser eine große Dicke und damit ein sehr hohes Gewicht und damit verbunden aufwendige Rahmensysteme auf. Dadurch verteuern sich auch die Rahmenkonstruktionen zum Einbau solcher Gläser.
Vergleichbares gilt für die Verbund-Brandschutzplatte nach der EP 0 524 418 B 1.
Eine weitere bekannte Brandschutzverglasung, z.B. eine solche gemäß "Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-19.14-546" , beschreibt die Verwendung von Scheiben aus Glaskeramik.
Scheiben aus diesem Material haben den Vorteil, daß sie erst bei sehr viel höheren Temperaturen erweichen. Diese Temperaturen werden bei einer Brandbelastung nach ETK erst nach sehr viel längerer Zeit erreicht, so daß die Scheiben aus Glaskeramik nicht oder allenfalls nur wenig erweichen. Dies hat zur Folge, daß diese Scheiben nur in sehr geringem Maße zum Herausrutschen aus dem Rahmensystem neigen und daher sehr hohe Feuerwiderstandszeiten erreicht werden können.
Der Nachteil dieser Brandschutzverglasungen aus Glaskeramik liegt darin, daß die entsprechenden Scheiben aus Glaskeramik im Vergleich zu vorgespannten Scheiben eine nur geringe Festigkeit aufweisen und daher empfindlich auf die bei einer Brandbelastung auftretenden Verbiegungen der Rahmensysteme reagieren. Solche Scheiben können insbesondere nur in solchen Rahmensystemen verwendet werden, welche eine sehr hohe Stabilität und geringe Verbiegung im Brandfalle aufweisen (z.B. spezielle dickwandige oder isolierte Stahl- oder Betonprofile).
Des weiteren können solche Glaskeramik-Scheiben (z.B. nach DIN EN 1748, Teil 2) wegen ihrer fehlenden Vorspannung nicht ohne weiteres die z.B. nach DIN 1249, Teil 12 verlangten Anforderungen an Einscheibensicherheitsgläser erfüllen. Um mit solchen Scheiben aus Glaskeramik die an Sicherheitsgläser gestellten Anforderungen zu erfüllen, müssen z.B. mehrere dieser nicht vorgespannten Glaskeramik-Scheiben mit geeigneten Zwischenschichten zu Verbundsicherheitsgläsern verbunden werden, wie sie z.B. in der EP 0 581 620 AI beschrieben werden. Diese Zwischenschichten bestehen jedoch typischerweise aus hochzähen Kunststoffmaterialien, welche das Verhalten solcher Verbundsicherheitsgläser im Brandfalle durch ihre leichte Entzündbarkeit negativ beeinflussen können.
Neben Brandschutzverglasungen gibt es weitere Anwendungsgebiete, die einen thermisch hochbelastbaren Glaskörper benötigen. Für diese Anwendungen gilt entsprechendes. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermisch hochbelastbare Verglasung mit einem Glaskörper zu schaffen, der die Vorteile der Glaskeramik zur Erreichung hoher Standzeiten im Belastungsfall mit den Vorteilen von vorgespannten Gläsern zur Erfüllung der Sicherheitsglasanforderungen kombiniert, ohne daß die Nachteile dieser Gläser auftreten.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung durch eine thermisch hochbelastbare Verglasung mit einem Glaskörper, der in der Zusammensetzung als Hauptbestandteile (in Gew.-% auf Oxidbasis)
55 69 % SiO2
19 25 % Al2O3
3,2 - 5,0 % Li2O
und Zusätze von bei der Keramisierung von Glas üblichen Keimbildnern für die Ausbildung von kristallinen Strukturen im Glaskörper bei auftretender thermischer Hochbelastung der Verglasung enthält.
Die nach der Erfindung ausgebildete thermisch hochbelastbare Verglasung mit dem speziellen Glaskörper ist ohne weitere mechanische Zusatzmaßnahmen thermisch hochbelastbar. Diese thermisch hohe Belastbarkeit beruht darauf, daß der die Verglasung bildende Glaskörper aufgrund seiner Zusammensetzung während der thermischen Belastung eine Keramisierung erfährt.
Zusätzlich zu dem das Glas bildenden Bestandteilen sind nämlich in diesem die Verglasung bildenden Glaskörper bereits die erforderlichen "Keimbildner" enthalten, welche es dem Glas gestatten, sich bei entsprechender Temperatureinwirkung (z.B. bei einer Brandbelastung nach ETK) ganz oder teilweise zu einer Glaskeramik umzuwandeln. Diese, bei zunehmender Temperatureinwirkung stärker fortschreitende Umwandlung des Glases in eine ganz oder teilweise transparente Glaskeramik hat den Vorteil, daß diese Glaskeramik durch ihre sehr hohe Erweichungstemperatur nicht zum früheitigen Herausrutschen aus dem Rahmen neigt.
Dieser Effekt soll nachstehend vergleichend am Beispiel einer Brandprüfung nach DIN 4102, bei der Glasscheiben einer vorgegebenen
Temperatur-/Zeitbeanspruchung, der sogenannten ETK (Einheits-Temperatur-zeit- Kurve), unterzogen werden, verdeutlicht werden.
Dabei erreichen die Temperaturen im Ofenraum nachstehend aufgeführte Werte:
nach 30 Minuten ca. 841° C, nach 45 Minuten ca. 902° C, nach 60 Minuten ca. 945° C, nach 90 Minuten ca. 1005° C, nach 120 Minuten ca. 1049° C, nach 180 Minuten ca. 1109° C.
Die Temperaturen der einer solchen Brandbelastung unterzogenen Glasscheiben liegen auf der dem Feuer ausgesetzten Seite im allgemeinen um ca. 50 - 100 K niedriger als die Ofenraumtemperaturen und auf der dem Feuer abgekehrten Seite nochmals um ca. 50 - 100 K niedriger.
Durch diese unterschiedlichen Temperaturen wird der Erweichungspunkt der eingesetzten Gläser nicht gleichmäßig im gesamten Volumen der Scheiben erreicht, sondern die Glasscheiben erweichen in Schichten nacheinander von der feuerzugekehrten Seite beginnend zur feuerabgekehrten Seite.
Sind die für die Erweichung der Gläser kritischen Temperaturen durchgängig erreicht, so beginnen die herkömmlichen Glasscheiben mit ihren Rändern langsam aus dem Rahmen herauszugleiten. Mit zunehmender Durchwärmung der Scheiben verstärkt sich die Erweichung und damit dieser Gleit- bzw. Rutschvorgang, so daß die Scheiben nach einer gewissen Zeit mit ihren Rändern vollständig aus dem Rahmen herausrutschen.
Bei den erfindungsgemäßen Glasscheiben beginnt im Gegensatz dazu eine Teilkeramisierung der Glasscheiben auf der feuerzugekehrten Seite bereits, bevor die Erweichung des Glases die feuerabgekehrte Seite erreicht hat. Während auf der feuerzugekehrten Seite der Glasscheibe bereits eine Hochquarz-Mischkristalle enthaltene Schicht aufgebaut wird, bleibt die feuerabgekehrte Seite zunächst weitgehend glasig, und es kann somit die mit der teilweisen Kristallisation verbundene Volumenkontraktion thermisch abgebaut werden. Dadurch wird die Scheibe in ihrer Gesamtheit stabilisiert und verfestigt. Durch die mit zunehmender Temperaturbeanspruchung weiter zunehmende Keramisierung der Scheibe bleibt diese Stabilität praktisch über die gesamte Dauer der Brandbelastung bestehen, so daß mit solchen Glasscheiben sehr hohe Feuerwiderstandszeiten ( > 120 Minuten) zu erreichen sind, ohne die Glasdicke von z.B. 5 mm erhöhen zu müssen oder die Glasgröße verringern zu müssen und ohne daß besondere Anpressmaßnahmen am Scheibenrand notwendig sind.
Eine mit den erfindungsgemäßen Glasscheiben ausgestattete Brandschutzverglasung erfüllt daher bereits mit Einfachglasscheiben die Anforderungen an die Feuerwiderstandszeit von über 120 Minuten in geringen Glasdicken von z.B. 5 mm, gegenüber z.B. 8 mm Glasdicke bei Verwendung von speziellen Borosilicatglasscheiben.
Anforderungen an die Feuerwiderstandsfähigkeit von mehr als 60 Minuten mit Kalk-/Natrongläsern sind dagegen nach dem derzeitigen Stand der Technik mit Einfachglasscheiben gar nicht oder nur mit sehr kleinen Scheiben erreichbar, auch nicht mit solchen von großer Dicke (z.B. 15 mm). Dazu ist es notwendig, mehrere solcher Kalk-/Natrongläser mit hitzeisolierenden Zwischenschichten zu verbinden. Besondere Vorteile hinsichtlich der thermischen Belastbarkeit und weiterer Eigenschaften des die erfindungsgemäße Verglasung bildenden Glaskörpers werden erzielt, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Zusammensetzung ferner mindestens einen der folgenden Hauptbestandteile (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält: jeweils bis zu
1,5 % Na2O
1,5 % K2O
2,2 % MgO
2,5 % ZrO2
1,5 % CaO
1,5 % SrO
2,5 % BaO
1,5 % ZnO
3,0 % P2O5
1,0 - 5,0 % TiO2
< 1,0 % SnO2 bis zu 2,0 % Σ Na2O + K2O, und
2,5 - 5,0 % Σ TiO2 + ZrO2 + SnO2 sowie ggf. übliche Läutermittel.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dieser Glaskörper, insbesondere wenn er die Form einer Glasplatte oder Glasscheibe hat, vorgespannt, vorzugsweise thermisch. Denn die chemische Zusammensetzung des Glasgemenges des Glaskörpers ist so gewählt, daß das nach dem Schmelzen mit in der Glasindustrie üblichen Formgebungsverfahren (z.B. Ziehen, Gießen, Walzen oder Floaten) hergestellte Glas, die notwendigen, physikalischen Eigenschaften hat, um auf herkömmlichen bzw. modifizierten Luftvorspannanlagen zu Einscheibensicherheitsglas vorgespannt zu werden. Damit erfüllen die Glasscheiben der erfindungsgemäßen Verglasung auch alle Anforderungen, welche in der täglichen Gebrauchsnutzung, z.B. in Türen, an ein sogenanntes Einscheibensicherheitsglas gestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Feuerwiderstandsfähigkeit des Glaskörpers erhöht werden, wenn er mit einer Metalloxidbeschichtung versehen ist.
Vorzugsweise ist der Glaskörper mit einer Bedruckung versehen. Dadurch kann erreicht werden, daß bei einer teil weisen Bedruckung architektonische und/oder Sicherheitsanforderungen (z.B. zur besseren Erkennbarkeit des Glaskörpers in Türen) erfüllt werden und/oder bei einer vollflächigen Bedruckung mit geeigneten Farben das Erwärmungs- und dadurch das Keramisierungsverhalten des Glaskörpers verbessert wird.
Wenngleich der Glaskörper der erfindungsgemäßen Verglasung bereits als Einscheibenglaskörper eine signifikante Feuerwiderstandsfähigkeit hat, so kann diese gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung noch gesteigert werden, wenn er mittels einer oder mehrerer Kunststoffschichten mit einem oder mehreren anderen Glaskörpern zu einem Verbundglas verbunden ist.
Dabei kann mit Vorteil die Kunststoffschicht durch eine handelsübliche PVB-Folie gebildet werden.
Die weiteren Glaskörper des vorgenannten Verbundglaskörpers können sämtlich oder teilweise eine Zusammensetzung entsprechend dem erfindungsgemäßen Glaskörper aufweisen. Sie können jedoch auch sämtlich oder teilweise aus einem Glasmaterial anderer Zusammensetzung bestehen, z.B. einem vorgespannten Kalk-Natronglas oder Borosilicatglas oder aus einer Glaskeramik. Der Glaskörper der erfindungsgemäßen Verglasung kann, je nach Anwendungszweck, unterschiedliche Formen haben. Typischerweise besitzt er die Form einer Glasplatte oder Glasscheibe.
Anhand von zwei Beispielen soll nunmehr die Erfindung näher spezifiziert werden.
Beispiel 1:
4 Flachglasscheiben aus dem Basisglas für eine kommerziell erhältliche Glaskeramik der Dicke 5 mm in dem Format 500 mm x 500 mm wurden in Stahlrahmen mit einem Randeinstand von 15 mm eingebaut und Brandversuchen unterzogen. Das Glas hatte folgende Hauptbestandteile (Angaben in Gew.-% auf Oxidbasis) :
65 % SiO2
22 % Al2O3
3,6 % Li2O
2,3 % TiO2
1,6 % ZrO2.
Die Scheiben wurden in einer Luftvorspannanlage bei Glastemperaturen von ca. 810° C soweit vorgespannt, daß sie die Sicherheitsglasanforderungen der DIN 1249, Teil 12 hinsichtlich Biegezugfestigkeit und Bruchbild voll erfüllten.
Die Standzeit dieser Verglasungen im Brandversuch nach der ETK der DIN 4102 Teil 13 war größer als 120 Minuten. Beispiel 2:
Zwei Flachglasscheiben aus dem Basisglas nach Beispiel 1 der Dicke 5 mm in dem Format 1100 mm x 2200 mm wurden in Stahlrahmen mit einem Randeinstand von 15 mm eingebaut und Brandversuchen unterzogen. Das Glas hatte folgende Hauptbestandteile (in Gew.- auf Oxidbasis):
64,4 % SiO2
22,0 % Al2O3
3,7 % Li2O
2,4 % TiO2
1,7 % ZrO2.
Die Glasscheiben wurden in einer Luftvorspannanlage bei Glastemperaturen von ca. 800° C soweit vorgespannt, daß sie die Sicherheitsglasanforderungen der DIN 1249, Teil 12 hinsichtlich Biegezugfestigkeit und Bruchbild voll erfüllten.
Die Standzeit dieser Verglasungen im Brandversuch nach der ETK der DIN 4102 Teil 13 war größer als 120 Minuten.

Claims

Patentansprüche
1. Thermisch hochbelastbare Verglasung, insbesondere
Brandschutzverglasung mit einem Glaskörper, der in der Zusammensetzung als Hauptbestandteile (in Gew. - % auf Oxidbasis)
55 69 % SiO2
19 25 % Al2O3
3,2 - 5,0 % Li2O
und Zusätze von bei der Keramisierung von Glas üblichen Keimbildnern für die Ausbildung von kristallinen Strukturen im Glaskörper bei thermischer auftretender Hochbelastung der Verglasung enthält.
2. Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Glaskörpers ferner mindestens einen der folgenden Hauptbestandteile (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält:
jeweil s bis zu
1,5 % Na2O
1,5 % K2O
2,2 % MgO
2,5 % ZrO2
1 ,5 % CaO
1,5 % SrO
2,5 % BaO
1,5 % ZnO
3,0 % PA
1,0 - 5,0 % TiO2
< 1,0 % SnO2 bis zu 2,0 % Σ Na2O + K2O, und
2,5 - 5,0 % Σ TiO2 + ZrO2 + SnO2 sowie ggf. übliche Läutermittel.
3. Verglasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper vorzugsweise thermisch vorgespannt ist.
4. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper mit einer Metalloxidbeschichtung versehen ist.
5. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper mit einer Bedruckung versehen ist.
6. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper mittels einer oder mehrerer Kunststoffschichten mit einem oder mehreren anderen Glaskörpern zu einem Verbundglas verbunden ist.
7. Verglasung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht durch eine handelsübliche PVB-Folie gebildet ist.
8. Verglasung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Glaskörper eine Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 aufweisen.
9. Verglasung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Glaskörper aus einem Glasmaterial anderer Zusammensetzung als in den Ansprüchen 1 oder 2 gekennzeichnet bestehen.
10. Verglasung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Glaskörper aus Natronglas nach DIN EN 572 oder Borosilicatglas nach DIN EN 1748-1 oder Glaskeramik nach DIN EN 1748-2 bestehen.
11. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper die Form einer Glasplatte oder Glasscheibe besitzt.
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