Mechanische Eigenschaften von Glas

Bei der Betrachtung der Materialeigenschaften von Glas wird zwischen dem Verhalten des Glases in der Schmelze, also im flüssigen Zustand, und als Festkörper nach der Erstarrung unterschieden. In diesen beiden Temperaturbereichen weist das Material sehr unterschiedliche Eigenschaften auf. Der Übergang zwischen Schmelze und Festkörper ist dabei nicht sprunghaft, wie bei der Entstehung eines kristallinen Produkts, sondern kontinuierlich. Dieser Temperaturbereich des Überganges wird als Transformationsbereich bezeichnet.

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Für die Verwendung von Glas als Baustoff wird man sich in aller Regel nur für die Eigenschaften in baupraktischen Temperaturbereichen interessieren, d.h. für die Eigenschaften des Festkörpers. Glas verhält sich dort nahezu linear-elastisch bis zum Bruch. Charakteristisch für Glas ist, dass es sich um ein sprödes Material handelt, sodass der Oberflächenzustand einen direkten Einfluss auf die Festigkeit hat. Die Oberflächenqualität wird durch die Häufigkeit, Art und Form von Oberflächendefekten sowie Fehlern im strukturellen Aufbau des Glases geprägt. Auch Unterschiede in der Materialzusammensetzung, Entmischung und Einschlüsse im Material können die Biegefestigkeit beeinflussen.

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Wesentliche mechanische und physikalische Eigenschaften von Kalk-Natron-Silikatglas sind:

• Dichte ρ = 2.500 kg/m³
• Elastizitätsmodul E = 70.000 MPa
• Querkontraktionszahl ν = 0,23
• Temperaturausdehungskoeffizient α_T = 9•10^-6 1/K
• Wärmeleitfähigkeit λ = 1,05 J/(kg K)
• Brechungsindex n = 1,52
• Knoopsche Härte H = 6 GPa

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