Üvegipari újdonságok a düsseldorfi Glasstec kiállításon

Átírás

1 Glasstec , Frankfurt, Darmstadt városnézés fotói nyomán Üvegipari szakmai konferencia Üvegipari újdonságok a düsseldorfi Glasstec kiállításon JAKAB András BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék PhD hallgató jakab.andras@epito.bme.hu Dr. NEHME Kinga Ph.D. (szül.: Pankhardt Kinga) Debreceni Egyetem Műszaki Kar, Építőmérnöki tanszék egyetemi docens kpankhardt@yahoo.com Társaink: Dr. Salem Georges NEHME egyetemi docens, BME Építőanyagok és Mg. Tanszék 1 MOLNÁR Péter okleveles építőmérnök, Struktúra Kft.

2 Glasstec 2014 DISCOVER THE WORLD OF GLASS

3 Janus-arcú teherhordó üvegek, kettősség szerepe a mérnöki tervezésben

4 godssecret.wordpress.com Anglesey, Llandyfrydog, St Tyfrydog's Church homesweetnest.blogspot.com

5 Nagy méretű üvegek Fejlesztések az építészeti igényekhez alkalmazkodva

6 Nagy méretű homlokzati üvegek Nagy méretű hőszigetelő üvegek: Megengedett lehajlások korlátozása (pl. L/100 lehajlás korlátozás 2,5 m-es táblaméretnél 25 mm): optikailag ne keltsen veszély érzetet, vízelvezetési, lejtési problémák, szabad peremek feszültségei, lehajlás korlátozásának szükségessége. hőszigetelő üveg táblák tömítéseinek folytonosságának biztosítása.

7 Jumbo méretét is meghaladó különlegesen nagyméretű üvegek 15 m 3,2 m SEDAK GmbH & Co. KG (Németország)

8 NorthGlass (Kína) is kiállította a 3.00 m m nagyméretű üvegét, mely 2 12 mm vastag, biztonsági laminált üveg volt ún. low iron HS 70 bevonattal ellátva. A NorthGlass cég által gyártott legnagyobb elérhető üvegméret a 3.30 m m. Tájékoztatásul megjegyezzük, hogy a kiállított üveg tömege 2 tonna!

9 Glas Marte Gmbh (Ausztria) bemutatta a világon egyedülálló önhordó, hidegen alakított hőszigetelő üvegét.

10 Vékony üvegek Kémai edzés Alumínium-szilikát üvegek Fejlesztések a mechanikai tulajdonságok javítása érdekében

11 Szilárdsági Tartóssági kérdések Egyrétegű üvegek Laminált üvegek (üveget és lamináló anyagot befolyásoló tényező) Befolyásoló tényezők pl.: o Felületi karcolások (gyártáskor, szállításkor, beépítéskor, használat során ) o Élmegmunkálás hatása o Felületkezelés o Savmaratás, homokfúvás o Bevonatok (pl. keramikus stb.) o Környezeti tényezők (pl. üveg korrózió) Az üveg időbeni teherbírás csökkenése

12 Szilárdsági Tartóssági kérdések Egy rétegű üveg: rideg anyag Tartóssági kérdések (tartóssági kérdések pl. víz kedvezőtlen hatása, hőkezelés kedvező hatásai) Üvegek sérülései (repedés statisztika, Weibull-féle statisztikus mérethatás, kritikus repedések LEFM) Méretezésnél (alakváltozási, szilárdsági, tartóssági kérdések) Megtámasztások problémája Lehajlás: y<h lineáris; y>h nem lineáris (nagy méretű hőszigetelő üvegek, membrán hatás, feszültségek -> sarkok irányába rendeződő -> repedéskép -> nő Crack Size Design (törésmechanikai jellemzők) jelentősége Kitekintés: üveg anyagi ridegségének csökkentése, anyagi összetételi lehetőségek: struktúrájának módosítása pl.al 2 O 3 Feszültség intenzitási tényező módosult: Griffith (1920) óta 0,54 MPa m 1/2 -ről 0,75 MPa m 1/2 -re nőtt a gyártási eljárások fejlődésével Tartószerkezeti lehetőségek (pl. feszített szerkezetek előnyei - hátrányai)

13 Vékony üvegek Kémailag erősített alumínium szilikát üvegek SCHOTT kémiailag edzett alumínium-szilikát üvege Xensation Cover néven AGC vékonyüveg termékei (vegyi eljárás): AGC DragontrailTM X és LeoflexTM

14 Vékony laminált üvegek alkalmazása: mozgatható, összecsukható tető, Gorilla Glass, Corning Incorporated, USA (egy réteg vastagsága 0.7 mm; a laminált üveg: 5 kg/m 2 )

15 Teherbíró üvegek Fejlesztések a teherbíró üvegek maradó teherbírása érdekében

16 Maradó teherbírás

17 Lamináló anyagok fejlesztése a maradó teherbírás érdekében faraone cég (Olaszország) SentryGlass Plus (SGP fólia) és az XLAB fóliával gyártott termékei Előtető üvegezésének tönkremenetelt követő viselkedése a különféle lamináló fóliák hatására (legfelül SGP+40 kg/m, középen XLAB+80 kg/m, alul szokványos fóliák)

18 Pankhardt Kinga (PhD kísérletek, 2007 BME) Befolyásoló tényezők Erő F (kn) Erő, F (kn) 9-20 C ;+23 C;+60 C E_12mm_23 C 8 7,81 7,94 E_2_R_-20 C üveg: 2 6 mm E_2_R_23 C 7 E_2_R_+60 C 6 gyanta 6,30 F_2_R_-20 C 5,35 F_2_R_23 C 20 mm/min 5 F_2_R_+60 C E_2_D_23 C 4 2,75 2,87 3 2,05 2,09 2 1,90 1,66 1 0,87 0,80 1,37 1,58 1,78 0,51 0,91 0,92 1,18 0 0,43 0,500, Lehajlás, y (mm) C ;+23 C;+60 C üveg: 2 6 mm EVA fólia 20 mm/min 7,16 6,64 6,58 7,94 E_12mm_23 C E_2_F_-20 C E_2_F_23 C E_2_F_+60 C F_2_F_-20 C F_2_F_23 C F_2_F_+60 C E_2_D_23 C 3 2,87 2,30 2,30 2,38 2 2,25 1,88 1,88 1 0,680,80 0,81 0,86 0,85 1,37 1,58 0,99 0, ,41 0, Lehajlás, y (mm) Lamináló anyag thermo-mechanikai jellemzői Hőmérséklet hatása Alakváltozási jellemzők Tapadási jellemzők 3.4 Tézis: Laminált üvegek környezeti osztályai

19 Apple Store, Frankfurt

20 Darmstadtium, 2014 Városfal (új elővárosi rész) alapjait 1697-től Ernst Ludwig von Gießen fektette le. (Ernst Ludwig von Gießen: Főherceg Hessen-Darmstadt, Rhein.)

21 Alakos üvegek MyZeil Bevásárló központ Frankfurt am Main, Németo

22 Hajlított üvegek 22

23 Hajlított üvegek Interaktív üvegezések LED - WIFI- NAPELEM

24 Mellvéd üvegezések, megtámasztó szerkezetek Két jellemző üveg mellvéd rögzítési kialakítás a) Pontmegfogásos szerelvények, b) folyamatosan alul furatlyukakon át

25 Mellvéd üvegezések 25

26 Apple Store, Frankfurt

27 Modern tartószerkezetek

28 Üvegfödémek tipizálása Üvegfödémek Szokványos tartószerkezet (hajlított szerkezeti elemekkel) Modern tartószerkezet (húzott, nyomott szerkezeti elemekkel) nem üveg anyagú (acél, vasbeton, fa stb.) üveg (pl. gerenda, pillér, lépcső) nem üveg anyagú (acél, vasbeton, fa stb.) Üveg (pl. rudak)

29 Integrált száloptikai szenzorokkal ellátott hidegen hajlított üveg 2.4 m hosszú 0.8 m széles és 5 m-es rádiuszra hajlított üveg BGT Bischoff Glastechnik AG, Bretten FBGS Technologies GmbH, Jena GuS Präzision in Kunststoff, Glas und Optik GmbH & Co. KG, Lübbecke INGLAS Produktions GmbH, Friedrichshafen Technische Universität Dresden

30 Drezdai Műszaki Egyetem Épületszerkezeti Intézetének valamint a Thiele Glas Werk és KL-megla GmbH Járható feszített üvegszerkezet 9 m-es fesztávú, melyet a két oldalán, mm-es VSG üveglapok között futó 24 mm-es átmérőjű sodronykötél feszít alá.

31 Repedések a nyomott zónában Tartóssági kérdések Kapcsolatok nyomott zónája Feszített szerkezetek kérdései (saját feszültségi állapot, ill. belsõ erõk átrendezése) 31

32 TVT GmbH és a Pizai Egyetem közösen mutatták be szabadalmaztatott üvegtartójukat, mely elnevezése Trave Vitrea Tensegrity. TVT S.R.L. VITARELLI VITO SPA COLLESALVETTI (LI), ITALY

33 Üvegoszlopok Tipizálhatók a keresztmetszeti típusok szerint: Egyszerű keresztmetszet: sík lapokból felépülő keresztmetszet, kör keresztmetszet Összetett keresztmetszet, sík lapok által határolt négyzetes alaprajzú, kereszt alaprajzú 33

34

35 ÉPÍTÉSI ÜVEGEK ÚJRAHASZNOSÍTÁSA Fejlesztések a környezetvédelem érdekében

36 A3, Autobahn, Németország

37 Síküvegek újrahasznosítása Síküvegek összetétele benne újrahasznosított üveg

38 Laminált üvegek újrahasznosítása Mikroemulziós rétegszétválasztás Lamináló anyagok szétválasztása Tenzidek (felületi feszültséget csökkentő anyagok) Alkalmazási területek Laminált üvegek (üveg/műanyag) Napelemek Karton dobozok (pl. alumínium/műanyag/ papír szétválasztása) csomagolóanyagok 38

39 Szakmai konferenciák és bemutatók Bemutatók (special shows): - Glass technology live - Crafts center - Handwerk LIVE - Facade Center - Autoglass Arena - Glass art - efnmobil Konferenciák: - Solar meets Glass (2 napos) - International Architecture Congress (1 napos) - engineered transparency (2 napos) 39 Forrás: ( )

40 engineered transparency Konferencia nyitó előadások Jan Knippers (német) John Kooymans (kanadai) Cristoph Timm (amerikai) Winfried Heusler (német) orrás: ( )

41 Szekciók Üveg és szerkezeti fa Homlokzat és építészeti tervezés Szerkezeti üveg Forrás: ( ) Forrás: ( )

42 Szerkezeti üveg Delamináció húzási teszteknél Robbanás által keltett légnyomás hatása Szerkezeti üvegek tesztelése Hidegen hajlított üvegek 42

43 Szerkezeti üveg Üvegoszlopok

44 Üvegoszlopok kihajlási vizsgálata Kísérleti elrendezés 44

45 Kísérleti terv Kísérleti állandók: - NaSiO 2 anyagú - Keresztmetszet: I - Próbatestek névleges szélessége: 80 mm - EVA fólia; v=0,38 mm - 80-as Shore A keménységű gumilemez - Befogás hossza: 95 mm - Hőmérséklet: normál szobahőmérséklet Próbatestek jelölései: Példa: H_2(4.4)_2_920_1 - H: Hőkezelt üveg - 2(4.4): 2 4 mm-es laminált üveg - 2: A próbatest sorszáma - 920: Névleges próbatest magasság [mm] - 1: Terhelési sebesség [mm/min] Kísérleti változók: - Üveg: Float, TVG (hőkezelt) - Próbatestek névleges magasságai (hossza): 1000 mm 920 mm 840 mm - Üveg rétegek száma és vastagsága: Egyrétegű: 8 mm 12 mm Kétrétegű: 4.4 mm+0,38 mm 6.6 mm+0,38 mm 8.4 mm+0,38 mm Háromrétegű: mm+2 0,38 mm - Terhelési sebesség: 1,0 mm/min 0,5 mm/min

46 Terhelési állapotok Terhelési állapotok: 1. Első stabil szakasz 2. Instabil szakasz 3. Második stabil szakasz

47 Számítási eredmények - Allen (1969), Sattler et al. (1974), Zenkert (1997) - J. Blaauwendraad (2007) - Figyelembe vett befogási tényező (Relatív kapcsolati viszony) (n=?) - A terhelés során a befogási tényező értéke változik N cr f 1 4 D L D O 4 D f L cr f 1 f 2 1 f f f 2 2 D O D f L cr 2 N cr ( 1 ) N cr.l 2 D O L cr 2 N cr.u 47

48 Építészeti, funkcionális üvegek Fejlesztések a privát szféra védelmében

49 Öntisztulást segítő bevonatok (nanotechnológia) Korrózió védelem Szélvédő üvegek

50 Crystal liquid réteg

51 Üveg művészet 51

52 Referenciák Jakab András, Nehme Kinga, Molnár Péter, Salem Georges Nehme, Beszámoló a évi düsseldorfi Glasstec kiállításról, ÉPÍTŐANYAG 66:(2014/4) pp (2015) JAKAB András, NEHME Kinga, NEHME Salem Georges, Fracture behaviour of glass columns, In: Schneider Jens, Weller Bernhard (szerk.), Engineered transparency: Glass facade energy. Konferencia helye, ideje: Düsseldorf, Németország, Düsseldorf: pp (ISBN: ) Nehme Kinga, Nehme Salem Georges, Jakab András, Üveg oszlopok kihajlása, In: Pokorádi László (szerk.), Műszaki Tudomány az Észak-kelet Magyarországi Régióban 2013: konferencia előadásai. 518 p. ( Elektronikus Műszaki Füzetek ) Műszaki Tudomány az Észak-Kelet Magyarországi Régióban (ISBN: ) Pankhardt Kinga Load bearing glasses: Testing of construction glasses, Saarbrücken: LAP Lambert Academic Publishing, (ISBN: )

53 Köszönjük a figyelmet! JAKAB András BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék PhD hallgató jakab.andras@epito.bme.hu Dr. NEHME Kinga Ph.D. (szül.: Pankhardt Kinga) Debreceni Egyetem Műszaki Kar, Építőmérnöki tanszék egyetemi docens kpankhardt@yahoo.com STRUKTÚRA KFT. Mob.: