E-Book "Glasschäden"

2.12Chemische Beständigkeit

Die chemische Zusammensetzung von Glas entscheidet sehr stark über die Eigenschaft wie Klima-, Säure- oder Laugenbeständigkeit. Ein hoher Anteil an Alkalioxiden wirkt sich dabei negativ, hohe Anteile von Al2O3, SiO2 und CaO wirken sich positiv auf die Klimabeständigkeit bei Lagerung, Transport, Reinigung und Anwendung aus. Die Beurteilung der chemischen Beständigkeit von Glas unterscheidet die Säurebeständigkeit (DIN 12116), die Laugenbeständigkeit (DIN 52322) und die Wasserbeständigkeit (DIN 52296). Die Prüfung der Säurefestigkeit erfolgt mittels siedender Salzsäure, bei der Prüfung der Laugenfestigkeit wird siedende Natriumhy-droxid-/Natriumkarbonatlösung verwendet. Die Einordnung von Floatglas, dessen Zusammensetzung aufgrund des Herstellungsverfahrens nicht wesentlich zwischen den unterschiedlichen Floatglashütten schwankt, ist in nachfolgender Tabelle 12 angegeben.

Tabelle 17:Chemische Beständigkeit von Glas

Unter normalen und üblichen klimatischen Bedingungen und bezüglich chemischer Angriffe gelten Flachgläser als langzeitbeständig. Allerdings ist bei Transport, Lagerung und Reinigung von Flachglas Vorsicht geboten, wenn Wasser auf den Oberflächen kondensiert oder in flüssiger Form zwischen Scheibenpakete gelangt. Durch länger einwirkende, stehende Wasserfilme auf Glasoberflächen kommt es zu Korrosion und es entsteht eine Korrosionsschicht, eine ausgelaugte Schicht auf der Glasoberfläche. Bei sehr starker und längerer Feuchtebeaufschlagung kann es sogar zu Anätzungen der Glasoberfläche durch im Wasserfilm angereichertes Natriumhydroxid (NaOH) kommen, welches beim Korrosionsvorgang der Glasoberfläche entsteht. Vor allem bei unsachgemäßer Lagerung von Glasstapeln auf Böcken oder in Kisten kann diese Oberflächenbeschädigung auftreten, aber auch im SZR von „blinden“ Isolierglaseinheiten.

Bei allen Verglasungen im Außenbereich kommt es zur Ausbildung von Korrosionsschichten durch Regen oder Kondensation aufgrund klimatischer Einflüsse. Es entsteht eine Auslaugung der Alkali (Na+)- und Hydroxid (OH)-Ionen aus der Glasoberfläche. Der dünne Wasserfilm auf der Glasoberfläche veranlasst die Anreicherung mit Na+- und (OH)-Ionen, es bildet sich eine relativ konzentrierte Natronlauge (NaOH). Eine dadurch einsetzende beschleunigte alkalische Zersetzung des Glasnetzwerks kann bis zu mehrere Mikrometer tiefe Zerstörungen der Glasoberfläche verursachen. Dies zeigt sich als Trübung der Glasoberfläche. Wird das sich auf der Glasoberfläche bildende Natriumhydroxid jedoch durch die stetige Erneuerung des Wasserfilms verdünnt und abgeführt, kommt es nicht zur beschleunigten alkalischen Zersetzung, die Glasoberfläche wird jedoch auch entalkalisiert, also ausgelaugt. In der Regel ist die Glasoberfläche dadurch sogar „vergütet“ und vor weiterer Abwitterung geschützt, diese Korrosionsschicht ist eine poröse, natriumarme, einige Mikrometer tiefe SiO2-Schicht, also eine Kieselgel-Schutzschicht. Sie setzt einem weiteren Angriff Grenzen und bringt ihn schließlich ganz zum Stehen. Mit bloßem Auge ist dieser dünne Schutzfilm nicht zu sehen, vielfach wird dies auch als Korrosion der Stufe 1 bezeichnet. Eine sehr anschauliche Darstellung der Glasoberfläche mit den Korrosionsprozessen findet sich bei Gläser, Dünnfilmtechnologie auf Flachglas [4].

Eine „Erblindung“ der Glasoberfläche ist immer dann gegeben, wenn unlösliche Alkali-Kalk-Silikathydrat-Schichten und fleckenartige Beschläge auf der Glasoberfläche vorhanden sind (Korrosion der Stufe 2). Sehr oft beginnt dieses Erblinden mit der Bildung irisierender Oberflächenbereiche, die aufgrund der unterschiedlichen Dicken der Reaktionsschicht und unterschiedlicher Lichtbrechung Interferenzfarben zeigen. Dieses Schillern beginnt ab einer Schichtdicke von ca. 0,2 μm, da diese an dem eingedrungenen und an Grenzflächen des zersetzten und nicht zersetzten Glases reflektierten Lichts einen Gangunterschied erzeugen, der die bekannten Regenbogenfarben erzeugt. Solche Erscheinungen treten z. B. immer dann auf, wenn verpackte Glasscheiben lange Zeit mit Feuchtigkeit zwischen den einzelnen Tafeln gelagert werden und die eingedrungene Feuchtigkeit aufgrund der Kapillarwirkung nicht verdunsten kann.

Die einzige Säure, die Glas auflöst, ist Flusssäure (Fluorwasserstoff). Sie wird dazu verwendet, die Glasoberfläche zu bearbeiten (Mattierung, Säurepolitur). Die von ihr abstammenden Salze greifen die Glasoberfläche an, deshalb ist die Aufbewahrung dieser Substanzen in Glasgefäßen nicht möglich.

2.13Zinnseite bei Floatglas

Für die Verarbeiter von Floatglas ist es oft wichtig, die Zinnseite des Floatglases zu kennen. Insbesondere bei Magnetronbeschichtungen ist das wichtig. Eine einfache Methode wird bereits von Medicus [13] beschrieben. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass auf der Zinnbadseite des Floats zweiwertige Zinnionen vorhanden sind. Eine mit Silbernitrat gesättigte 38 bis 40%ige Flusssäure dient dabei als Prüflösung. Beim Aufbringen eines Tropfens dieser Lösung zeigt sich das Vorhandensein von Zinn durch Schwarzfärbung.

Eine einfacher anzuwendende Methode ist die Verwendung von speziellen Quarzlampen, die auf der Zinnseite eine milchige, fluoreszierende Oberflächenreflexion zeigen. Dazu können einfache UVC-Lampen, die zur Echtheitsprüfung von Geldscheinen dienen, verwendet werden. Aufgrund der geringen Lichtstärke dieser UVC-Lampen muss diese Prüfung allerdings in einem möglichst stark abgedunkelten Raum erfolgen. Bei der Prüfung beider Oberflächen kann der Unterschied in der Reflexion des UV-Lichtes schnell festgestellt und somit die Zinnseite eindeutig erkannt werden.

Seit Kurzem gibt es eine weitere Methode zur berührungslosen optischen Messung der Zinnseite mittels Handmessgerät. Hierbei wird ebenfalls die unterschiedlich starke UV-Reflexion von Zinn- und Luftseite dazu verwendet, in Abhängigkeit der Glasdicke und des Floatglasherstellers bei darauf kalibriertem Messgerät oder durch Vergleichsmessungen beider Oberflächen die Zinnseite zu bestimmen. Einige dieser Geräte eignet sich auch zur Messung von LowE- und anderen Beschichtungen auf Glas.

2.14Interferenzen

Das Wort Interferenz setzt sich aus der lateinischen Vorsilbe inter (zwischen) und dem Verb ferire „schlagen“ zusammen; es ist aus dem altfranzösischen Wort s'entreferir „sich gegenseitig schlagen“ abgeleitet.

Unter Interferenz versteht man die Überlagerung zweier Wellen durch Addition der Amplituden (Superpositionsprinzip). Interferenzen treten bei allen Wellenarten auf, wie z. B. bei Licht, Schall, Materiewellen und vielen anderen. Es gibt zwei Arten von Interferenzen: löschen sich die Wellen gegenseitig aus, so spricht man von destruktiver Interferenz; verstärken sich die Amplituden, so spricht man von konstruktiver Interferenz. Weitere wellenoptische Effekte sollen hier nicht betrachtet werden.

Konstruktive Interferenz:

Beide Wellen laufen mit gleicher Phase und verstärken sich.

Destruktive Interferenz:

Beide Wellen laufen mit einer Phasenverschiebung von einer halben Wellenlänge und löschen sich aus.

Bei elektromagnetischen Wellen mit sehr hohen Frequenzen, wie dies bei Licht der Fall ist, ist es immer erforderlich, dass die Wellen aus der gleichen Quelle (Sonne) stammen, damit Interferenzen überhaupt entstehen können.