Glas und seine Herstellung

Glas, im allgemeinen Sinn Schmelzprodukte aus Quarzsand (Siliciumdioxid) mit anderen oxidischen Beimengungen. Im wissenschaftlichen Sinn versteht man unter Gläsern Feststoffe, die sich im amorphen (ohne einheitliche Struktur), nichtkristallinen Zustand befinden. Im Prinzip handelt es sich bei Glas um eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze. Ist beispielsweise die Abkühlgeschwindigkeit bei einer Schmelze genügend groß , so lässt sich praktisch jede geschmolzene Substanz in den " Glaszustand" überführen. Daher zählen nicht nur Quarzsandprodukte zu den Gläsern. Auch Substanzen wie z. B. Acrylglas (u. a. Plexiglas) und Zellglas (aus Cellulose) gehören zu dieser Substanzgruppe. Glas findet sich auch in der Natur, in dem aus vulkanischer Tätigkeit stammenden Obsidian, und den geheimnisvollen Glasbrocken kosmischer Herkunft, die als Tektite bekannt sind. Durch Erhitzen kann Glas wieder verflüssigt werden. Glas ist in der Regel transparent, kann aber auch nur halb durchsichtig oder opak (undurchsichtig) sein. Durch besondere Stoffzusätze entsteht gefärbtes Glas.

Geschmolzenes Glas ist plastisch und durch die verschiedensten Techniken formbar. Erkaltetes Glas lässt sich schneiden. Bei niedrigen Temperaturen ist Glas spröde; wenn es zerspringt, erscheint auf der Oberfläche ein muschelartiges Bruchgefüge.

Glas wurde bereits vor 2000 v. Chr. erzeugt; die älteste bekannte Rezeptur stammt von 700 v. Chr., aber es gibt viele Anzeichen dafür, dass Glas und insbesondere Glasuren bereits viel früher hergestellt wurden.

Materialien und Techniken
Der Hauptbestandteil des herkömmlichen Glases ist Siliciumdioxid (Quarzsand). Je nach Anwendungsgebiet besteht Glas aus Gemischen von basischen Oxiden (wie z. B. Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkoxid) und sauren Oxiden (z. B. Siliciumdioxid, Bortrioxid, Aluminiumtrioxid oder Diphosphorpentoxid).

Alkali-Kalk-Gläser
Natron-Kalk-Glas setzt sich aus Natriumoxid, Calciumoxid und Siliciumdioxid, Kali-Kalk-Glas aus Kaliumoxid, Calciumoxid und Siliciumdioxid zusammen. Das natriumhaltige Glas stellt im Prinzip das normale Gebrauchsglas dar. Hierzu zählen z. B. Fensterglas, Flaschen- und Spiegelglas. Kaliumhaltige Gläser sind im Gegensatz zu den Natron-Kalk-Gläsern schwerer schmelzbar. Kali-Kalk-Gläser verwendet man für besondere Zwecke wie z. B. Kronglas (optische Gläser). Darüber hinaus gibt es Gläser, die sowohl natrium- als auch kaliumhaltig sind. Zur technischen Herstellung dieser Gläser verwendet man Quarzsand, Natriumcarbonat (Soda) und/oder Kaliumcarbonat (Pottasche). Als Kalkkomponente (Calciumcarbonat) werden Kreide oder Marmor bzw. bei weniger feinen Gläsern Kalkspat oder Kalkstein eingesetzt. Beim Erhitzen bilden die Carbonate letztendlich das entsprechende Oxid und geben dabei Kohlendioxid ab. Zu einem geringen Anteil enthalten diese Gläser außerdem Aluminiumtrioxid und Magnesiumoxid.


Bleikristallglas
Feines Bleikristallglas wird aus Quarzsand, Kaliumcarbonat und Bleioxid (anstatt Kalk) hergestellt. Bleikristall ist schwer und weist eine starke Lichtbrechungsfähigkeit auf. Deshalb wird es beispielsweise für geschliffene Gebrauchs- und Luxusgegenstände eingesetzt.


3. Einsatz im Sportstättenbereich

- Ballwurfsicheres Glas als Verglasung in Turnhallen
- Basketball-Spielbrett - Squash-Anlagen
- Zuschauerschutzanlagen in Stadien (z. B. Eishockey)
- Trennwände in Stadien

Die Eigenschaften
Schlagfestigkeit, weicher Stoß Gegen den Stoß von weichen, verformbaren Körpern nach DIN 52337 (Pendelschlagversuch an Glas für bauliche Anlagen) ist ESG aus Floatglas oder Spiegelrohglas für Glasdicke ab 6 mm in der Lage, Stoßenergie 120Nm ohne Bruch aufzunehmen.

Schlagfestigkeit, harter Stoß
Gegen den Stoß eines harten Körper nach DIN 52337 (Pendelschlagversuch an Glas für bauliche Anlagen) ist ESG aus Floatglas oder Spiegelrohglas auch für Glasdicken 6mm in der Lage, Stoßenergien bis90 ohne Bruch aufzunehmen.

Biegebruchfestigkeit
(nach DIN 52303, Teil 1) Bb=120 N/n Bei statischen Berechnungen für Windlasten und waagerechte Verkehrslasten (nach DIN 1055) gilt für die zulässige Biegespannung unter Berücksichtigung eines Sicherheitsbeiwertes der Rechenwert von 50N/mm².

Ballwurfsicherheit
Nach DIN 18032 "Prüfung auf Ballwurfsicherheit" eignet sich ESG in großzügigen Glasanwendung für Turn- und Spielhallen. Vom Materialprüfungsamt Baden Württemberg (FMPA, Stuttgart) liegen folgende Prüfungsberi vor:

Druckfestigkeit 700-900 N/m²
Elastizitätsmodul: E = 6,8 x 104 N/mm².


Wärme- und Kälteeinflüsse
ESG kann ganzflächig einer Dauertemperatur bis zu +200 Grad ausgesetzt sein. Die Resistenz gegenüber Temperaturgradienten in der Scheibenfläche, z.B. zwischen der Scheibenmitte und dem Scheibenrand, ist bis 150K gegeben

Die bauphysikalischen Eigenschaften: Lichtdurchlässigkeit, Wärmeleitvermögen, thermische Ausdehnung, Schalldämmung sowie chemische Eigenschaften entsprechen denen des Basisglases