Fereastra - Portal de afaceri - revista de specialitate pentru furnizorii de sisteme si producatorii de tamplarie din PVC, Aluminiu si lemn stratificat cu geam termoizolant. Aici gasiti informatii utile despre: ferestre, usi, pereti cortina, termopane, geam termopan, etc.

Pachetele vitrate laminate folosind foi de sticla float securizata sunt utilizate de multa vreme in aplicatii arhitecturale cu proprietati demonstrate de rezistenta la impactul cu glont. Daca pe segmentul vehiculelor blindate, combinatia dintre sticla si pelicule din mase plastice de diferite compozitii sunt majoritare in oferta companiilor, datorita avantajului oferit de greutatea redusa a foliilor de plastic, in industria constructiilor lucrurile sunt usor diferite. Companiile active pe segmentul straturilor intermediare au dezvoltat in ultimii ani solutii tot mai avansate si mai specializate, pentru a veni in intampinarea unei cereri tot mai specifice. Pentru a verifica eficienta fiecareia dintre solutiile propuse au fost realizate numeroase teste balistice, in scopul clasificarii nivelurilor de amenintare si al formarii unei imagini de ansamblu asupra principalelor standarde de testare. De asemenea, expertii s-au concentrat pe o abordare sistematica, pentru a asigura o mai buna intelegere a functiei balistice si a semnificatiei fiecarei componente incluse in pachetele vitrate laminate. 

 

Sticla rezistenta la impactul cu glont, cunoscuta uneori in jargon ca "sticla blindata", reprezinta un sistem laminat multistratificat, care include de obicei diferite componente, ce pot fi, de exemplu, foi de sticla, ceramica transparenta, materiale acrilice, diverse straturi intermediare, materiale plastice pentru geamuri in diferite combinatii si pozitionari, in functie de nivelul de protectie vizat. In cadrul fiecarui grup de produse exista, de asemenea, diferite optiuni structurale. Sticla in sine poate varia in ceea ce priveste compozitia chimica, ceea ce duce la diferentieri de densitate si duritate. In ceea ce priveste pelicula polimerica, aceasta poate fi dispusa fie ca strat anti-spargere expus la exteriorul unui vitraj proiectat pentru a avea anduranta sporita la impactul cu glont (functie de antifragmentare), fie incorporat in structura geamului laminat multistratificat. In cazul acestei din urma variante, ca strat intermediar se utilizeaza in mod obisnuit polivinilbutiral (PVB), poliuretan (PU) sau diversi ionomeri. Peliculele respective sunt diferite in ceea ce priveste compozitia chimica, rigiditatea, proprietatile vasco-elastice, precum si aderenta la sticla si alte materiale. De asemenea, ele pot asigura diferite niveluri de rezistenta balistica. O precizare importanta este aceea ca toate materialele componente din cadrul unui geam laminat trebuie sa fie compatibile intre ele. Totodata, o mentiune suplimentara este aceea ca ponderea unui strat intermediar in structura unui laminat multistratificat poate varia de la un procent foarte mic pana la peste 30%. Aceasta este motivatia pentru necesitatea unei analize aprofundate a rezistentei sale balistice, care are un rol determinant in definirea caracteristicilor tehnice ale produsului finit. 

 

Astfel, in cadrul experimentelor au fost testate pachete de intercalare cu pelicula PVB uzuala, precum si variante cu straturi intermediare de tip ionoplast, formate din aproximativ 150 de foi, cu grosimea de 0,76 mm fiecare, stivuite impreuna pentru a forma un bloc masiv cu dimensiuni de aproximativ 300 mm x 300 mm si grosime minima de 110 mm. Rezultatele obtinute confirma presupunerile conform carora adancimea de penetrare (DoP) pentru polimeri si multe alte materiale nu depinde numai de energia de impact a proiectilului, ci mai degraba de densitatea acestei energii. Parametrul in cauza este definit de specialisti ca energia de impact impartita la sectiunea transversala a proiectilului. Astfel, daca se foloseste un glont de calibrul 0,357 Magnum cu o viteza de 430 m/s, rezulta o energie de impact de aproximativ 950 Jouli. Comparativ, energia de impact a proiectilului 0,44 Magnum la o viteza a glontului de 440 m/s genereaza o energie de impact de aproximativ 1.500 Jouli. Folosind doar energia de impact pentru a compara cele doua tipuri de proiectile, ar fi de asteptat obtinerea unui DoP semnificativ mai mare pentru 0,44 Magnum in comparatie cu 0,357 Magnum, dar cu toate acestea s-au observat valori similare in testele balistice efectuate. Explicatia fenomenului rezida in densitatea energiei, avand in vedere faptul ca ambele tipuri de proiectile au o densitate energetica similara, de aproximativ 15 Jouli/mmp. Mai trebuie aratat faptul ca pentru testele balistice cu blocuri de intercalare s-au utilizat compozitii diferite ale materialului glontului. In special pentru 0,44 Magnum, sunt disponibile mai multe variante, in diferite standarde de testare balistica. Desi forma si masa proiectilelor sunt identice, comportamentul dupa impact poate diferi semnificativ. Desi proiectilul acesta nu loveste stratul intermediar in prima faza a impactului glontului cu unitati de geam laminat, este considerat normal ca structura materialului sa influenteze inclusiv mecanismul de defectare al laminatelor.

 

O intrebare fireasca este aceea legata de influenta materialului stratului intermediar in testele balistice cu sticla laminata de securitate. Cu alte cuvinte, afecteaza tipul acestuia rezultatele finale intr-un mod comparabil si masurabil? Pentru a oferi un raspuns corect, a fost necesara efectuarea unei serii suplimentare de teste balistice, cu scopul de a verifica daca se poate reduce greutatea sau grosimea totala a unui pachet laminat utilizand un ionoplast in locul PVB, pe pozitia de strat intermediar. Configuratia utilizata a inclus o folie subtire de aluminiu pozitionata in spatele esantionului de testare, avand rolul de placa-martor, ale carei perforatii furnizeaza dovezi ale fenomenului de fragmentare - spall (S) sau nefragmentare non-spall (NS). Conform standardului european de testare, distanta dintre folia de aluminiu si probele de testare este de 500 mm, dar poate varia in functie de diferitele standarde de testare. Constructia laminata optimizata cu SentryGlas ar putea fi transferata intr-o clasificare fara fragmentare prin simpla adaugare a unei folii PVB de 0,76 mm sau 1,52 mm. Energia de impact pentru prima clasa de rezistenta este de aproximativ 170 Jouli, ceea ce reprezinta un nivel relativ scazut. Din acest motiv, s-a impus realizarea unor incercari similare pentru nivelurile de clasificare spall BR3 S si NS, conform prevederilor standardului EN 1063 (energia de impact pentru clasa BR3 este de aproximativ 950 Jouli, fiind de cateva ori mai mare decat cea pentru BR1). In cazul respectiv, a fost modificata doar grosimea sticlei, fiind pastrata cea a stratului intermediar, pentru a asigura o simplificare a variabilelor si, implicit, a calculelor. Seria de teste BR3 a confirmat inca o data rezultatele verificarilor anterioare si a subliniat rezistenta balistica superioara a SentryGlas in comparatie cu cea a foliei PVB uzuale. Totodata, diferenta in ceea ce priveste reducerea greutatii si grosimii a devenit si mai semnificativa. Pentru a completa comparatia intre cele doua materiale de intercalare, s-a testat inclusiv pachetul laminat BR4 NS pe baza de ionoplast comparativ cu o varianta identica, echipata cu PVB, iar rezultatele au fost similare, confirmand diferenta de performanta.

 

Un alt domeniu de interes pentru experti este cel legat de distributia materialului, respectiv numarul de straturi din structura pachetului laminat. S-au verificat diferentele intre variantele cu un numar mai mic de straturi cu grosimi mai mari sau cele ce implica utilizarea mai multor foi mai subtiri de sticla. Ca reper, cantitatea totala de sticla si PVB a fost intotdeauna aceeasi, doar distributia materialului in functie de numarul de straturi s-a modificat. In total, grosimea nominala a foilor de sticla a fost de 24 mm, iar cea totala a peliculelor de 4,56 mm. Ca nivel de rezistenta s-a utilizat clasa de amenintare BR4 NS, cu proiectil de calibrul 0,44 Magnum, la o viteza de 440 m/s. Interesant este faptul ca laminatele cu folii de 2 x 12 mm au esuat, modelul de fractura dovedindu-se a fi grosier. In ceea ce priveste varianta cu fragmentare (spall), s-au observat bucati de sticla mari, ascutite si cu energie ridicata, care puteau penetra cu usurinta stratul anti-spall de pe partea posterioara a pachetului, protejata la exterior la folie PVB. Modelul de fractura pentru laminatul cu geamuri de 4 mm s-a dovedit a fi mult mai fin, insa ansamblul laminatul nu a putut, la randul sau, opri proiectilul. Celelalte doua variante, cu trei foi de cate 8 mm si de cate 6 mm au trecut insa cu bine testul perforarii, ceea ce le recomanda pentru aplicatii cu grad mai mare de amenintare.

In fine, expertii au avut in vedere si beneficiile generate de utilizarea foliilor antifragmentare, diferentele fiind date si in acest caz de numarul de straturi de sticla, ca principal indicator de performanta. S-a utilizat o abordare sistematica pentru a proiecta laminate rezistente la gloante in conformitate cu metodologia acceptata, ce presupune adaugarea succesiva a unor straturi PVB de 0,76 mm si a unor foi de sticla securizata de 6 mm, pana la atingerea nivelului de clasificare BR4 NS. Laminatul cu 3 straturi de sticla de 6 mm si strat anti-spall a avut o performanta la limita, in timp ce laminatul cu 4 straturi de sticla de 6 mm a trecut testul in conditii de siguranta.

In concluzie, se poate afirma ca studiile balistice au demonstrat faptul ca fiecare componenta dintr-un ansamblu vitrat laminat rezistent la impactul cu glont are roluri si functii specifice, care trebuie luate in considerare pentru optimizarea grosimii si greutatii pachetului. Grosimea sticlei, inclusiv ordinea panourilor din sticla, sunt la fel de importante ca alegerea stratului intermediar. In plus, un scut antifragmentare functional poate reduce semnificativ grosimea si greutatea totala a unui laminat din aceasta categorie.