Kalk-Natron-Glas

Kalk-Natron-Glas, auch Kalknatronglas, Kalk-Soda-Glas, oder Normalglas, ist die am meisten verbreitete Glassorte. Es wird zur Fertigung von Behälterglas und Flachglas verwendet.^[1] Zur deutlicheren Abgrenzung gegenüber Hartglas (Kristallglas) wird Kalk-Natron-Glas auch als Weichglas bezeichnet.

Herstellung und Zusammensetzung

Kalk-Natron-Glas

Kalk-Natron-Glas wird hergestellt, indem Quarzsand, Natrit und Kalk bei über 1.200°C zusammengeschmolzen werden. Dabei bildet sich ein Silicatglas, dessen Hauptbestandteile Siliciumdioxid (SiO₂, 71-75%), Natriumoxid (Na₂O, 12-16%) und Calciumoxid (CaO, 10-15%) sind.^[1] Daneben können noch weitere Bestandteile enthalten sein, die z.B. die Farbe des Glases oder seine Empfindlichkeit gegenüber Glaskorrosion beeinflussen. Das Glas ist im Vergleich zu Spezialgläsern wenig widerstandsfähig: Säuren und vor allem Laugen greifen die Oberfläche von Kalk-Natron-Glas an, und selbst Wasser löst geringe Mengen der Glasbestandteile aus der Oberfläche heraus. Ein Kriterium für die chemische Widerstandsfähigkeit eines Kalk-Natron-Glases ist das Verhältnis von Siliciumdioxid zu Natriumoxid und Calciumoxid. Die Zusammensetzung sollte möglichst der Formel

s = 3(n² + 1)

entsprechen, in der s die Molzahl des Siliciumdioxids und n das Molverhältnis von Natriumoxid zu Calciumoxid angibt.^[2] Die chemische Struktur von Kalk-Natron-Glas ähnelt einem Silikatnetzwerk, dessen Bindungszustände, nicht aber die Fernordnung mit dem kristallinen Zustand vergleichbar sind.

Eigenschaften

Kalk-Natron-Glas besitzt eine Dichte von etwa 2,5 g/cm³.^[3][4]

Der thermische Längenausdehnungskoeffizient α von Kalk-Natron-Glas beträgt 9^.10^-6/K.^[3][5] Es ist deshalb empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, wobei im Glas Spannungen bis hin zur Bruchbildung auftreten können. Deshalb wird Kalk-Natron-Glas nicht in Anwendungen eingesetzt, in denen starke Temperaturwechsel auftreten (z.B. im Laborbereich).

Je nach Glasdicke beträgt der Transmissionsgrad von Normalglas 83% - 90%.^[5] Die Wärmeleitfähigkeit von Kalk-Natron-Glas beträgt 0,8-1,05 W/(m^.K), die Brechzahl liegt zwischen 1,5-1,6.^[3]

Die mechanischen Eigenschaften des Glases und der daraus hergestellten Produkte müssen für viele Anwendungen angepasst werden. Die Sicherheitsanforderungen im Bau- und vor allem Automobilbereich führten zur Entwicklung von vorgespanntem Glas, einer Erfindung des französischen Glasunternehmens Saint-Gobain, die 1930 zum Patent angemeldet wurde.^[3] Dieses sogenannte Sicherheitsglas birst bei übermäßiger Beanspruchung in eine Vielzahl kleiner Bruchstücke, die vergleichsweise ungefährlich sind.

Verwendung

Kalk-Natron-Glas stellt mengenmäßig die wichtigste Glassorte dar.^[1] Es bildet die Grundlage zur Herstellung von Flaschen, Lebensmittelverpackungen, Trinkgläsern und Flachglas (z.B. Spiegel- und Fensterglas).

Kalk-Natron-Glas wird in einigen Bereichen, vor allem im Automobilbau, als Verbund-Sicherheitsglas eingesetzt, das im Jahr 1909 vom französischen Chemiker Eduard Benedictus erfunden wurde, indem er zwei Glasscheiben durch eine Zwischenschicht aus Gießharz zu einem Glaslaminat verband.^[3]

Quellen

1. ↑ ^{a b c} Bundesverband Glasindustrie: Kalknatrongläser
2. ↑ Holleman-Wiberg: Lehrbuch der anorganischen Chemie. 101. Auflage. Verlag Walter de Gruyter, Berlin 1995, S. 944.
3. ↑ ^{a b c d e} A. K. Kott: Zum Trag- und Resttragverhalten von Verbundsicherheitsglas. Dissertation, ETH Zürich 2006, S. 7 und 13.
4. ↑ Glaslexikon auf glas.de
5. ↑ ^{a b} Informationen zu Glas aus dem Baunetz Wissen

Weblinks

• Informationen über Glas auf Glas.de
• Bundesverband Glas