Kratzanfälligkeit von Glas im Bauwesen

Wie sich Kratzer auf herkömmliche Kalk-Natronsilikatgläser auswirken, haben Wissenschaftler am Institut für Statik und Konstruktion der Technischen Universität Darmstadt untersucht. Auf Grundlage bruchmechanischer Betrachtungen und eines umfangreichen Versuchskonzeptes prüften sie sowohl thermisch entspannte als auch thermisch bzw. chemisch vorgespannte Glasarten. Dabei differenzierten die Forscher zwischen einer optischen und einer statisch wirksamen Kratzanfälligkeit: Während erstere die Sichtbarkeit eines Kratzers beschreibt, bezieht sich letztere auf die Reduzierung der Glasfestigkeit

Gallerie

Es konnte gezeigt werden, dass aus einem spitzen Kontakt wie etwa durch ein Sandkorn resultierende Kratzspuren auf Glas im Bauwesen unterhalb der eigentlichen Kratzspur, also dem Kontaktbereich zwischen Eindringkörper und Glasoberfläche, in der Regel ein typisches Risssystem aufweisen. Es besteht aus parallel zur Glasoberfläche wachsenden Lateralrissen, die eine Verbreiterung der Kratzspur bewirken und somit die makroskopische Sichtbarkeit eines Oberflächendefektes deutlich erhöhen. Gleichzeitig entstehen Tiefen- und Radialrisse, die senkrecht zur Glasoberfläche vordringen und eine Herabsetzung der Festigkeit bewirken.

Neben den wesentlichen Einflussparametern auf die Ausbildung und das Wachstum der Risse konnte gezeigt werden, dass insbesondere Letzteres für Lateralrisse zeitabhängig aufgrund subkritischer Risswachstumseffekte auch nach dem eigentlichen Kontaktvorgang erfolgt. Für im Bauwesen üblicherweise vorherrschende atmosphärische Umgebungsbedingungen weist thermisch vorgespanntes Glas im Vergleich zu thermisch entspanntem Floatglas eine leicht höhere optische Kratzanfälligkeit auf; unter feuchten Umgebungsbedingungen konnte dieser Unterschied kaum beobachtet werden.

Hinsichtlich der statisch wirksamen Kratzanfälligkeit wurde für thermisch vorgespannte Gläser beobachtet, dass trotz identischer Vorschädigung die effektive Biegefestigkeit mit zunehmender Oberflächendruckspannung infolge des thermischen Vorspannprozesses steigt, respektive die Risslänge abnimmt. Weiterführend konnte für auf Gläsern im Bauwesen zu beobachtende Schadensmuster gezeigt werden, dass insbesondere für thermisch entspanntes Floatglas die charakteristische Festigkeit, die in den Produktnormen definiert ist, teilweise deutlich unterschritten wird. Zur Einschätzung der verbleibenden Materialfestigkeit wurde diesbezüglich ein Bewertungskatalog für übliche Oberflächenbeschädigungen erstellt. Kratzer haben bei thermisch entspanntem Floatglas also einen ungünstigeren Einfluss auf die Materialfestigkeit als bei thermisch vorgespanntem Glas.

Anhand abschließender Betrachtungen zur Sanierung von Kratzern auf Glasoberflächen konnte gezeigt werden, dass abrasive Polierverfahren zur Reduzierung der Sichtbarkeit von Oberflächendefekten auf statisch nicht wirksamen Glaselementen durchaus geeignet sind. Allerdings werden durch derartige Verfahren weitere (nicht sichtbare) Oberflächendefekte auf der Glasoberfläche erzeugt, sodass von einer zusätzlichen Reduzierung der Glasfestigkeit ausgegangen werden muss.

Für die lokale Anwendung stark verdünnter Flusssäure konnte hingegen eine gegensätzliche Wirkung beobachtet werden: Während durch das Ätzen die makroskopische Sichtbarkeit teilweise ansteigt, wird der festigkeitsmindernde Einfluss des Oberflächendefektes erheblich minimiert. Aufgrund des hohen Gefährdungspotenzials, das von der Flusssäure ausgeht, ist letztgenannte Sanierungsmethode allerdings nicht ohne weiteres von Laborversuchen auf die Anwendung am Bauteil übertragbar.

Fachwissen zum Thema

Säuremattiertes Glas – die Mattierung ist abhängig von der Einwirkungsdauer der Säure (SGG Satinovo Mate)

Säuremattiertes Glas – die Mattierung ist abhängig von der Einwirkungsdauer der Säure (SGG Satinovo Mate)

Glasbearbeitung

Ätzen von Glas

Verglasungen können durch Ätzen, Sandstrahlen oder Schleifen mattiert werden, sodass sie ihre klare Durchsichtigkeit verlieren und...

Spannungsverlauf bei chemisch vorgespanntem Glas im Vergleich zur thermischen Vorspannung

Spannungsverlauf bei chemisch vorgespanntem Glas im Vergleich zur thermischen Vorspannung

Funktionsgläser

Chemisch vorgespanntes Glas

Auch durch chemische Vorspannung lassen sich Oberflächendruckspannungen erzeugen. Hierbei werden durch Ionenaustauschvorgänge an...

Oberflächenschäden (schematisch)

Oberflächenschäden (schematisch)

Herstellung/​Eigenschaften

Festigkeit von Glas

Bei Gläsern ohne thermische Vorspannung wird die Festigkeit des Glases im Wesentlichen durch die Kerbempfindlichkeit der unter...

Körper 1 (elastisch)

Körper 1 (elastisch)

Funktionsgläser

Thermisches Vorspannen von Glas

Beim thermischen Vorspannen wird das Glas homogen, d.h. über den Querschnitt konstant, auf eine Temperatur erwärmt, die etwa 100°C...

Kontakt Redaktion Baunetz Wissen: wissen@baunetz.de
BauNetz Wissen Glas sponsored by:
Saint-Gobain Glass Deutschland
Zum Seitenanfang

Recycling von Glas

Besonders bei der Behälterglasproduktion zählt Altglas zu den wichtigsten Rohstoffen. Nach Farben sortiert, kann das Glas beliebig oft eingeschmolzen und zu neuen Produkten verarbeitet werden.

Besonders bei der Behälterglasproduktion zählt Altglas zu den wichtigsten Rohstoffen. Nach Farben sortiert, kann das Glas beliebig oft eingeschmolzen und zu neuen Produkten verarbeitet werden.

Glas kann beliebig oft eingeschmolzen und für neue Produkte genutzt werden, wodurch sich der Energie- und Rohstoffverbrauch minimiert.

Geschichte der Glasherstellung

Im Inneren der Floatwanne

Im Inneren der Floatwanne

Um das Jahr 1.000 n.Chr. wurden in Europa die ersten Fenster aus Glas hergestellt. Neben kleinen sogenannten Butzenscheiben, die...

Glasherstellung: Libbey-Owens-Verfahren

Glasherstellung nach dem Libbey-Owens-Verfahren, aufgenommen in der Toledo Glass Company zwischen 1912-1914

Glasherstellung nach dem Libbey-Owens-Verfahren, aufgenommen in der Toledo Glass Company zwischen 1912-1914

Im Jahre 1899 begann der Amerikaner Irving W. Colburn damit, eine Methode zur Herstellung von flachem Glas im Ziehverfahren zu...

Glasherstellung: Fourcault-Verfahren

Maschine zur Herstellung von Glas im Foucault-Verfahren

Maschine zur Herstellung von Glas im Foucault-Verfahren

Das 1904 von dem Belgier Emile Fourcault entwickelte, gleichnamige Verfahren ist eine alte Methode zur Herstellung von...

Definition von Glas

Definition von Glas

Im täglichen Sprachgebrauch hat das Wort Glas verschiedene Bedeutungen. Es wird für Trink- und Aufbewahrungsgefäße ebenso...

Chemische Zusammensetzung und Beständigkeit

Schematische Darstellung der chemischen Struktur von Glas

Schematische Darstellung der chemischen Struktur von Glas

Im Bauwesen werden fast ausschließlich Silikatgläser verwendet. Meistens das Kalk-Natron-Silikatglas, das bereits bei den Ägyptern...

Optische Eigenschaften von Glas

Die hervorstechende Eigenschaft von Glas ist seine Lichtdurchlässigkeit

Die hervorstechende Eigenschaft von Glas ist seine Lichtdurchlässigkeit

Die wesentliche Eigenschaft von Glas ist seine Lichtdurchlässigkeit im für den Menschen optisch sichtbaren Spektralbereich von 380 

Lichtdurchlässigkeit

Die Lichtdurchlässigkeit einer Verglasung bemisst sich an dem für den Menschen sichbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm

Die Lichtdurchlässigkeit einer Verglasung bemisst sich an dem für den Menschen sichbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm

Die Lichtdurchlässigkeit von Glas ist in DIN EN 410 Glas im Bauwesen - Bestimmung der lichttechnischen und...

Mechanische Eigenschaften von Glas

Panzer-Verbundsicherheitsglas im Test

Panzer-Verbundsicherheitsglas im Test

Bei der Betrachtung der Materialeigenschaften von Glas unterscheidet man zwischen dem Verhalten des Glases in der Schmelze, d.h....

Festigkeit von Glas

Oberflächenschäden (schematisch)

Oberflächenschäden (schematisch)

Bei Gläsern ohne thermische Vorspannung wird die Festigkeit des Glases im Wesentlichen durch die Kerbempfindlichkeit der unter...

Kratzanfälligkeit von Glas im Bauwesen

Verkratzte Glasoberfläche

Verkratzte Glasoberfläche

Wie sich Kratzer auf herkömmliche Kalk-Natronsilikatgläser auswirken, haben Wissenschaftler am Institut für Statik und...

BAUEN & KLIMAWANDEL

Es wird immer heißer. Nachweislich. Was bedeutet das für die Planung von Wohngebäuden? Alle Antworten in der neuen come-inn. Jetzt gratis lesen!

Partner-Anzeige