В ходе испытаний для оценки прочности стекла используются свет и механическое воздействие.
Немецкие исследователи нашли способ превратить миллионы старых оконных стекол в новое высокоэффективное стекло без необходимости энергоемкого процесса плавления.
Группа исследователей из Мюнхенского университета прикладных наук (Hochschule München) недавно разработала метод надежной оценки того, достаточно ли прочно использованное плоское стекло для повторного использования в новых оконных системах.
Согласно полученным данным, выброшенное плоское стекло может служить ценным ресурсом в строительстве, позволяя экономить сырье и значительно сокращать выбросы CO2 (углекислого газа).
Такой подход позволит ежегодно повторно использовать до 220 000 тонн стекла, что эквивалентно примерно 11 000 грузовикам. «Наша цель — замкнуть материальный цикл», — сказал Мартиен Тейх, доктор философии, эксперт по стали и строительству и профессор университета.
Стекло получает вторую жизнь
Тейх сообщил, что использование стекла может предотвратить образование огромного количества отходов. Он добавил, что почти 150 миллионов устаревших окон с непокрытым стеклопакетом близки к замене. Это потенциально может привести к образованию сотен тысяч тонн стеклянных отходов в год.
«В настоящее время оконное стекло вообще не используется повторно, в лучшем случае его переплавляют и превращают в бутылки или стекловату, либо используют в качестве наполнителя при строительстве дорог», — отметил Тейх.
Вместо этого стекло переплавляют в менее ценные продукты, такие как бутылки или изоляционные материалы, или даже используют в качестве наполнителя в строительстве. Но исследовательская группа уверена, что этот материал можно повторно использовать непосредственно в новых оконных системах.
Фото: Луи Дикхаут
Тейх указал на отсутствие стандартов качества как на главное препятствие для повторного использования старого оконного стекла в Германии. «Производителям, безусловно, необходимо, чтобы используемые ими материалы соответствовали их требованиям, — сказал он. — До сих пор не существовало метода проверки технических свойств использованного листового стекла».
Для решения этой проблемы команда проанализировала оптические и механические свойства сотен образцов стекла. Руководителем проекта был Себастьян Вернли, промышленный дизайнер и научный сотрудник университета.
Каждый образец помещали на черный фон и подсвечивали сзади, чтобы выявить царапины на поверхности. Команда также проводила испытания на изгиб, прикладывая усилие к новому и использованному стеклу до разрушения, используя требуемое усилие в качестве показателя прочности.
Проверка прочности стекла
По словам Вернли, результаты показали сильную связь между качеством поверхности и механической прочностью. Стекло с меньшим количеством поверхностных дефектов демонстрировало более высокую устойчивость к нагрузкам. «Эта взаимосвязь статистически значима и применима как к старому, так и к новому стеклу», — подчеркнул он.
Это позволяет использовать новый метод контроля качества, основанный на анализе повреждений поверхности для определения прочности стекла без разрушающих испытаний. Вместо этого производители могут полагаться на детальный осмотр поверхности, чтобы определить, пригоден ли лист для повторного использования. Если качество поверхности высокое, стекло, вероятно, достаточно прочное.
Фото: Луи Дикхаут
Разработанный командой подход позволил эффективно осуществлять неразрушающий контроль качества. Для обеспечения возможности применения этого процесса в промышленных условиях они сейчас работают над автоматизацией и разрабатывают систему сканирования, способную отображать поверхности стекла и классифицировать дефекты.
В рамках последующего проекта исследователи намерены доказать, что восстановление может быть экономически целесообразным. «Технически это определенно осуществимо», — заключил Тейх в пресс-релизе. «Теперь задача состоит в том, чтобы интегрировать его использование в крупномасштабное промышленное производство окон».
Sourse: interestingengineering.com
