n°2 anno 2013 - Stazione Sperimentale del Vetro

Transcript

RIVISTA della
STAZIONE SPERIMENTALE DEL VETRO
marzo-aprile 2013 - n. 2 vol. 43
sommario
In questo numero ........................................... 2
Riassunti ...............................................................
.............................................................. 3
Studi
Studi
Nuove soluzioni per la valorizzazione di scorie
e ceneri migliorato
Metodo
volanti prodotte
dello spessore
dagli inceneritori
efficace
di rifi
per
i vetri
uti solidi
stratifi
urbani
cati. .....................................................
Un case study
5
New solutions
Enhanced
effective
for thethickness
valorization
method
of glassy residues
produced
for
laminated
by municipal
glass. A case
wastestudy
incinerators..........................13
.................................... 5
SandroGaluppi,
Laura
Hreglich,Giampiero
Roberto Falcone,
Manara,Antonio
Gianni Tucci,
Royer Carfagni
Nicola Favaro, Paolo Bertuzzi, Piero Ercole,
Lodovico Ramon
Compression
shear test su vetro stratificato di sicurezza:
confronto fra due tipi di PVB
Sistemi avanzati
Compression
shearditest
recupero
of laminated
termico
safety
perglass:
forni da vetro.
Sistema
comparison
ibrido
between
rigenerativo-recuperativo
two kinds of PVB ...........................11
Centauro ..... 18
Alessandro
Maurizio
Froli,
Mola,
Leonardo
Paolo Bortoletto,
Lani
Giampaolo Bruno,
Ernesto Cattaneo, Augusto Santero
Capacità portante di vetri di sicurezza stratificati con
Il Capitolare
deglidiSpecchieri
del 1764
.........................
26
interlayer
a base
EVA a struttura
densamente
reticolata
Paolo Zecchin
Laminated
safety glass with densely cross-linked
EVA-based interlayer load-bearing capability ................ 22
Horst Goebel
Direttore responsabile
Antonio Tucci
Redazione
Elisabetta
Erica
Ladogana
Barbini
email: [email protected]
e-mail:
[email protected]
Impaginazione e grafica
Betti Bertoncello
Direzione e Redazione - Proprietà
Stazione Sperimentale del Vetro
Via Briati 10 - 30141 Murano (VE)
Tel.: +39 041 2737011
Fax: +39 041 2737048
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Autorizzazione del Tribunale di
diVenezia
Venezian.n.271
271 in data 23.01.1971
R.O.C.
in
data 23.01.19713913
R.O.C. 3913
Rivista Associata alla Unione
Stampa Periodica Italiana
Test di cedimento
flesso-torsionale
Borsa
di Studio
su
fasci
di
vetro
laminato
“Giuseppe Breviari” ................................... 38
Flexural-torsional buckling tests
on laminated glass beams ............................................ 26
Giampaolo Rosati, Maurizio Orlando,
Lorenzo Ruggero Piscitelli
Agenda ................................................................. 40
Specchi dal XVII secolo ai giorni nostri:
studio chimico fisico preliminare su vetri,
strati riflettenti e loro degrado .................................... 32
International
Commission
on Glass... 41
Mirrors from the 17th
century to nowadays:
a preliminary physicochemical study about glasses,
reflective layers and degradation
E. Arizio, E. F. Orsega, R. Falcone, G. Sommariva,
M. Vallotto,
S. Barberini,
M. Preo.................................... 43
Dal
mondo
del vetro
a cura di Elisabetta Barbini
Manifestazioni ...............................................
41
12th ESG Conference .................................
46
Agenda ................................................................. 50
Indice del Volume 42 - 2012 ..................
51
Istruzioni per gli Autori
La Rivista pubblica studi, ricerche ed esperienze sulla
tecnologia e sulla
sulla scienza
scienza del
delvetro
vetroe edei
i materiali
materiali ad esso
collegati. Chiunque
Chiunque può
puòmandare
mandareelaborati,
elaborati,memorie
memorie,
ecc.
ecc.
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concordate
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1
2-2013
in questo numero
Rivista della Stazione Sperimentale del Vetro
I rivestimenti nanometrici (coating) conferiscono un notevole valore aggiunto al vetro piano utilizzato
in edilizia la
e in
altri settori industriali.
tempoalgli
sforzi
dei produttori
indirizzatiAtiv
a migliorare
Continua
pubblicazione
dei lavoriDa
relativi
vetro
piano
presentatisono
al seminario
tenutosi
le
proprietà
tecnologiche
del
vetro
piano
per
edilizia
per
aumentare
l’effi
cienza
delle
vetrate
in
nel mese di novembre 2012. Sono quattro gli interessanti articoli che trovano spazio termini
questo
di comfortsempre
abitativo
e risparmio
energetico.
Questi
miglioramenti
tecnologici sono ottenuti attraverso
numero,
in lingua
inglese,
la lingua
ufficiale
del Congresso.
l’applicazione di film (o strati) sottili nanometrici (coating) sulla superficie del vetro attraverso diverse
tecniche
di deposizione.
Si
è appena
conclusa la terza e ultima edizione della Borsa di Studio intitolata alla memoria
In questo
primo
articolo della
Rivista (2011):
filmricordarne
sottili (coating)
su vetro:
caratteristiche,
materiali
di
Giuseppe
Breviari,
già Presidente
SSV,“Iper
la lunga
e qualifi
cata esperienza
nele
metodologie
di analisi”
(Daneo, Falcone,
Sommariva,
Vallotto)
a pagina
5, vengonoladescritti
settore
del vetro.
L’iniziativa,
il cui obiettivo
è stato
quello
di incentivare
scelta idimateriali
tesi di
laurea
ricerca
scientifi
ca e tecnologica
all’industria
vetro,i vantaggi
è stata accolta
utilizzatidiper
i coating,
le principali
tecniche di relative
deposizione
e vengonodel
illustrati
e i limitinegli
delle
anni
conanalitiche
grande partecipazione
dagliutilizzate
studentiper
di questo
tutta Italia.
primo premio è stato assegnato
tecniche
oggi maggiormente
tipo diIlindagini.
alla dottoressa Elena Arizio, di cui pubblichiamo l’articolo “Specchi dal XVII secolo ai giorni
nostri:
studio
chimico
sico
preliminare
su Nembro,
vetri, strati
ettenti
e lorotecnologia
degrado”,
dalla
Il secondo
articolo
a firmafidi
Mognato,
Barbieri,
Pace:rifl
“Una
semplice
pertratto
proteggere
tesi
presentata.
il vetro
durante l’attività di cantiere” (pagina 15), ha come obiettivo la valutazione dell’effetto, in termini
di resistenza, della tecnologia proposta, utilizzata per rimuovere i difetti sulla superficie di pannelli di
Informiamo
tutti
i nostri
lettori che
2 maggio
la Stazione
Sperimentale
è diventata
vetro, mediante
prove
meccaniche.
Leilprove
sono2013
state condotte
secondo
la norma del
UNIVetro
EN 1288-3:2001
Società
consortile
per
azioni,
con
partecipazione
azionaria
espressa
per
il
75%
dalla
di
su pannelli in vetro temprato termicamente e su pannelli di vetro stratificato; i dati ottenutiCamera
sono stati
Commercio
Industria
Artigianato
e Agricoltura
di Venezia,
e perdopo
il 25%
dagli Industriali
dele
elaborati al fine
di valutare
la resistenza
meccanica delle
lastre di vetro,
trattamento
di abrasione
Vetro
attraverso
la la
Assovetro
Srl. levigatura,
secondo
tecnologiaServizi
proposta
da Vetrocare®.
L’accordo
è stato fispazio
rmatostorico
da Giuseppe
Fedalto,
Presidente
di Commercio
di
Nel nostro consueto
presentiamo
l’articolo
del Prof.della
Fiori: Camera
“Vetro musivo
del VI secolo
Venezia,
da Massimo
Presidente
Assovetro aServizi
dagli scavie della
Basilica Noviello,
di San Severo
a Classedi(Ravenna)”,
pagina Srl.
22.
Lo studio di tessere musive provenienti dagli scavi della Basilica di San Severo a Classe ha costituito
Membri
delper
CdA
stati fra
nominati:
il dottor Roberto
Crosta,delle
Segretario
Generaleedella
Camera
l’occasione
un sono
confronto
le caratteristiche
dei vetri musivi
chiese ravennati
la produzione
di
Commercio
di
Venezia;
l’ingegner
Franco
Grisan,
Presidente
della
Zignago
Vetro
SpA;
il
vetraria coeva a Classe, unico esempio scoperto di lavorazione di vetro venuto alla luce con gli
scavi
dottor
Graziano
Marcovecchio,
archeologici
nel territorio
attorno aPresidente
Ravenna. NSG Pilkington Italia; il dottor Massimo Noviello,
Presidente dell’Owens Illinois Manufacturing of Italy e Presidente di Assovetro; il dottor Gianni
Scotti,
Delegato
Generale Saint
Gobain (Battaglia,
Italia. Il dottor
Manoli una
è stato
confermato
Nella rubrica
“Aggiornamento
normativo”
SSV) Stefano
viene presentata
monografi
a con
Direttore
Generale
della
società.
Presidente
del
Consiglio
di
Amministrazione
è
stato
nominato
lo scopo di riassumere il contenuto della norma UNI EN 14181:2005 “Emissioni da sorgente
fissa l’ingegner
Franco
già aveva
ricoperto automatici”
il medesimoe il
incarico
al 31 maggio
2010,
Assicurazione
dellaGrisan
qualità -diche
sistemi
di misurazione
Decretosino
Legislativo
n. 152/06.
A
data
del
passaggio
della
Stazione
Sperimentale
del
Vetro
in
capo
alla
Camera
di
Commercio
di
pagina 37 il servizio.
Venezia - il quale ha commentato: “La creazione di questa società è garanzia per un futuro di
sviluppo e di successo della SSV che, poggiando su solide basi societarie, potrà allargare le
proprie attività in campo nazionale e accelerare la sua penetrazione in nuovi mercati,
soprattutto
Antonio Tucci
nei territori dell’Unione Europea”. Antonio Tucci
2
summaries
riassunti
Metodo migliorato dello
spessore efficace per i vetri
stratificati. Un case study
Enhanced effective thickness
method for laminated glass.
A case study
Laura Galuppi, Giampiero Manara,
Gianni Royer Carfagni
Riv. Staz. Sper. Vetro 43 (2013),
2, p. 5-10
Compression shear test su
vetro stratificato di sicurezza:
confronto fra due tipi di PVB
Compression shear test of
laminated safety glass:
comparison between two kinds
of PVB
Maurizio Froli, Leonardo Lani
2, p. 11-21
Le performance sotto sollecitazione di flessione del vetro stratificato dipendono dall’accoppiamento di taglio
offerto dall’interlayer, e in genere vengono espresse definendo il cosiddetto “spessore efficace”, ovvero lo
spessore di un elemento unico avente proprietà flessionali equivalenti a quelle del composito.
In questo articolo l’approccio dello standard francese Cahier CSTB3488 e il metodo recentemente proposto
Enhanced Effective Thickness vengono applicati ad un case study paradigmatico: un progetto di Norman
Foster, che sta per essere realizzato in Francia. I risultati vengono confrontati con accurate simulazioni
numeriche 3-D agli elementi finiti.
The bending performance of laminated glass depends upon the shear coupling offered by the interlayer and is
usually taken into account by defining the effective thickness, i.e., the thickness of an element with equivalent
bending properties. Here, the approach by the French Standard Cahier CSTB 3488 and the recently-proposed
Enhanced Effective Thickness method are applied to a paradigmatic case study: a Norman Foster’s design, just
about to be built in France. Results are compared with accurate 3 D FEM numerical experiments.
Nel Compression Shear Tests (CST) i provini di vetro stratificato di sicurezza (LSG) sono inseriti in un
apposito porta-campioni a 45° rispetto alle forze di carico così che le componenti di compressione e taglio
agenti nel piano del plastico abbiano sempre la stessa grandezza. .La procedura del CST è stata impiegata in
questa ricerca allo scopo di valutare gli sforzi di taglio di collasso degli intercalari in PVB di tipi diversi. I
calori critici degli sforzi normali e di taglio sono stati assunti come misure delle proprietà di adesione del PVB
da utilizzare nei modelli di adesione all'interfaccia. Diversi gruppi di provini sono stati preparati utilizzando
differenti condizioni nel processo di adesione e sono state testate presso il Laboratorio di Prove Materiali e
Strutture dell'Università di Pisa. L'influenza dei parametri di stratificazione sulle proprietà di creep del PVB
sono state studiate su provini di grande dimensione vincolati come travi a mensola. Un modello numerico del
vetro stratificato di sicurezza è stato utilizzato per confrontare le previsioni FEM con i risultati sperimentali.
In Compression Shear Tests (CST) specimens of Laminated Safety Glass (LSG) are inserted in a special test
device with an angle of 45° with respect of the loading force so that the compression and the shear components
acting in the plane of the plastic interlayer have always the same magnitude. The CST procedure has been
adopted in the present research in order to assess the ultimate shear stresses of PVB interlayers of different
kinds. Critical values of shear and normal stresses have been taken as measures of the adhesion properties
of PVB to be implemented in calculations to model interfacial adhesion. Different sets of specimens were
prepared under different bond process conditions and tested at the Laboratory for Testing Materials and
Structures of the University of Pisa. The influence of lamination parameters on creep properties of PVB,
have been investigated on large specimens restrained like a cantilever beam. A numerical model of LSG was
adopted to compare the FEM predictions with experimental results.
Capacità portante di vetri
di sicurezza stratificati con
interlayer a base di EVA a
struttura densamente reticolata
Laminated safety glass with
densely cross-linked
EVA-based interlayer loadbearing capability
Horst Goebel
2, p. 22-25
Viene presentata una varietà di prodotti per film per interstrati a base di EVA (Etilen Vinil Acetato) denominati
EVASAFE, sviluppati dalla società Bridgestone Corp., Giappone. La loro caratteristica esclusiva è una struttura
molecolare densamente reticolata allo stato laminato. Grazie a questa struttura le proprietà ottiche, chimiche
e meccaniche di questi materiali sono molto stabili in tutte le condizioni climatiche. Vengono qui discusse
le proprietà di vetri stratificati di sicurezza prodotti con EVASAFE sotto carico statico. Una caratteristica
notevole è il valore del limite elastico ad alte temperature che indica un modulo di taglio finito per carichi
permanenti.
A range of EVA-based interlayer film products called EVASAFE, developed by Bridgestone Corp., Japan, is
presented. Their unique feature is a densely cross-linked molecular structure in the laminated state. Due to
this structure the optical, chemical and mechanical properties of these materials are very stable at all climate
conditions. The properties of laminated safety glass with EVASAFE under static load are discussed. A remarkable
feature is the elastic limit at high temperatures, indicating a finite shear modulus for permanent load.
3
2-2013
summaries
riassunti
2-2013
Test di cedimento flessotorsionale su fasci di vetro
laminato
on laminated glass beams
Giampaolo Rosati, Maurizio
Orlando, Lorenzo Ruggero Piscitelli
2, p. 26-31
L’odierna tecnologia di produzione dei elementi di vetro laminato (VL) rende l’uso di elementi spessi complesso
e di scarso vantaggio, per cui sono molto più utilizzate sezioni di VL più sottili. Al fine di valutare il responso
strutturale degli elementi di VL sottili, è importante investigare la loro stabilità. Questo articolo analizza il
responso di fasci di VL sottile curvati rispetto all’asse principale della sezione, nei confronti del possibile
raggiungimento del limite di cedimento torsionale. Il responso è fortemente dipendente dal trasferimento di
tensione tangenziale tra stati di vetro attraverso le zone di interfaccia. Una campagna sperimentale è stata
eseguita per lo studio del meccanismo di trasferimento delle tensioni tangenziali e comportamenti di frattura
di fasci di vetro laminato. Quattro test sono stati eseguiti su campioni di 3x12mm di spessore per un totale di
300 mm di altezza e 3.0 m larghezza, assemblati utilizzando PVB o SGP all’interfaccia.
The current production technology of laminated glass (LG) elements makes the use of stubby sections complex
or of little advantage, so that LG slender elements are the most used. To evaluate the structural response
of slender elements, it is required to investigate their stability behaviour. The paper deals with the response
of slender beams bent about the section strong axis with reference to the possible onset of lateral torsional
buckling. The response is strongly dependent on the interlayer capacity to transfer and distribute shear stresses
between glass plates. An experimental campaign has been designed to study shear stress transfer mechanisms
and failure modes of bent laminated glass beams. Four tests have been performed; specimens consist of 3x12mm
thick glass plates for a total height of 300mm and 3.0m span, assembled using PVB or SGP interlayers.
Specchi dal XVII secolo ai
giorni nostri: studio chimico
fisico preliminare su vetri,
strati riflettenti e loro degrado
Mirrors from the 17th century
to nowadays: a preliminary
physicochemical study about
glasses, reflective layers and
degradation.
E. Arizio, E. F. Orsega, R. Falcone,
G. Sommariva, M. Vallotto, S.
Barberini, M. Preo
2, p. 32-40
4
Questo lavoro si pone l’obiettivo di caratterizzare, mediante tecniche di analisi chimico-fisiche quali Microscopia
Ottica, Fluorescenza a raggi X (XRF), Diffrattometria a raggi X (XRD), Microscopia Elettronica a Scansione
(SEM), Microsonda Elettronica (EPMA-EDS e EPMA-WDS) e Spettroscopia Infrarossa in Trasformata di
Fourier (FTIR), i materiali costitutivi e i composti di degrado di specchi antichi ad amalgama di stagno e di
specchi contemporanei artigianali e industriali ad argento. Gli specchi ad amalgama e ad argento costituiscono le
due fondamentali tipologie di specchi a supporto vitreo finora utilizzate. Essi si sono sviluppati consecutivamente
dal XIV secolo ai giorni nostri. Essendo praticamente assenti precedenti studi scientifici su tali manufatti artistici,
lo studio proposto è volto alla caratterizzazione del vetro di supporto, della superficie riflettente e, ove presente,
della vernice protettiva e alla determinazione dei composti di degrado delle tipologie di specchio considerate.
This work is aimed to characterize, by physicochemical analytical techniques such as Optical Microscopy,
X Ray Fluorescence (XRF), X Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy
and Wavelength Dispersive Spectrometry (EPMA-EDS e EPMA-WDS) and Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR), the constituent materials and the degradation compounds of ancient tin amalgam
mirrors and of handmade and industrial contemporary silver mirrors. Amalgam and silver mirrors are the
two most important categories of glass mirrors used to date. They developed consecutively from the end of
the 14th century till now. Because of the few number of previous scientific studies about artistic mirrors, this
work is focused on the characterization of glasses, of reflective layers and of protective varnish films, and the
determination of rh degradation compounds for each type of considered mirror.
studies
studi
Enhanced effective thickness method
for laminated glass. A case study
Laura Galuppi, Giampiero Manara, Gianni Royer Carfagni
Introduction. The case study
The flexural performance of laminated glass, a composite of two or more glass plies bonded together
by polymeric interlayers, depends upon the shear
coupling between the glass components through the
polymer. Polymers are highly viscoelastic and, consequently, their response depends upon load duration and temperature. In the design practice a full
viscoelastic analysis is seldom performed, but rheological effects are taken into account by considering, for the shear modulus G, the secant stiffness at
the end of the load history at design environmental
temperature. The problem is thus simplified and reduced to a case in which all materials are considered
to be linear elastic.
Although it is possible to use FEM three-dimensional analysis to evaluate the shear coupling offered by
the interlayer, it is useful to have, especially in the
preliminary stage of the design activity, simplified
models of ready applicability. A practical design tool
consists in the definition of the deflection- and stresseffective thickness, i.e., the thickness of a monolithic
plate (or beam) with equivalent bending properties
that can be used, instead of the actual thickness, in
simplified stress and strain analysis. Examples are
the formulation proposed by Bennison following up
the work by Wölfel, incorporated in ASTM-E1300
standard, the approach by the French Standard Cahier CSBT 3488_V2-mars2011 and the rules adopted
by PrEN13474-2012. An alternative method referred
to as the Enhanced Effective Thickness (EET) method, relying upon energetic minimization, has been
recently proposed by the authors. Such method furnishes compact formulas and gives accurate results
both for laminated glass beams [1] and plates [2,3].
Here, the EET approach is applied to a paradigmatic
case study and comparisons are made with the results obtainable through the French standards. The
construction (Figure 1) is a Norman Foster’s new
design, which will be built in France in the short
term. A glazed, full-height atrium bridges the two
main volumes of the building, improving the feeling
of transparency. The southern and westerly facades
are clearly defined to address the scale of the main
boulevard, while the building softens into tiered arcs
at the rear, shaping a new public space that faces the
local primary school.
Figure 1 - Front and back view of the building, showing the central atrium
5
2-2013
studies
studi
2-2013
The examined glass panel, shown in Figure 2, is
a roof one. Therefore, it offers the opportunity of
analysing the effects of both long duration loads
(e.g. self-weight and snow) and short duration ones
(wind and maintenance), either distributed and/or
concentrated (maintenance load). The panel has a
typical size of 2534x2920 mm and it is supported
along its four edges.
1.
Load combination
The French Standard Cahier CSBT 3488 prescribes the following combination for selfweigh+wind+snow (such combination will be denoted, in the sequel, as “G+W+S”):
qs  G  0.9( S  W )
for the Serviceability Limit State (SLS);
(1)
qu  1.35(G  S  W )
for the Ultimate Limit State (ULS).
Figure 2 - Section of the atrium roof
The laminated package is composed by two glass
plies of equal thickness h1 = h2 = 10 mm, bonded
by a PVB interlayer of thickness t = 0.76 mm, and
it is subjected to the design loads summarized in
Table 1. In the same table the estimated values of
shear modulus of the interlayer, GPVB, for the different temperature and load-duration, are also showed.
(2)
This norm does not consider concentrated Maintenance Loads (ML), and indeed does not furnish
simple expressions for the calculations of stress and
deflection when loads are not uniformly distributed.
Other European standards prescribe consideration
of concentrated ML to be superposed to the other
loads. Since ML is the most severe action, it is chosen as the leading variable action: thus, according
to the EN 1990 [5], the following additional load
combinations are taken into account (the subscript
of ML indicates the operation temperature)

Maintenance case 1 (in the sequel denoted
as “MC1”), in which the design value of the effect is
G  0.6 W  0.5 S  ML0C for the SLS;
(3)
1.35G  1.5  (0.6 W  0.5 S  ML0C ) for the ULS (4)

Maintenance case 2 (“MC2”), in which the
design value of the effect is
G  0.6 W  ML40C for the SLS;
(5)
1.35G  1.5  (0.6 W  ML40C ) for the ULS.
(6)
Table 1 - Load acting on the composite package
Loads
6
Load value
Temperature
[°C]
Load
duration
Elastic shear
modulus of PVB
GPVB [MPa]
Permanent Load
G
490 Pa
40
> 1 year
0.052
Wind Pressure
W
371 Pa
40
3s
0.614
Snow Load
S
1820 Pa
0
1 month
4.107
Maintainance Load, 40°C
ML40°C
1.5 kN
40
1 minute
0.458
ML0°C
1.5 kN
0
1 minute
100.6
studies
studi
Also according to [4], the admissible stress for hardened glass is  adm  30 MPa at ULS; the admissible
 L

sag is f adm   ;30 mm  at the SLS. We will refer
 60

to these values in the structural verifications, although our interest here is mainly in the comparison
of the stress and deflection that can be calculated
following the Cahier CSBT 3488 and the EET approach.
2.
Cahier CSBT 3488 approach
According to French Standard Cahier CSBT 3488,
the effective thickness of a laminated glass plate
supported on the four edges can be evaluated as
eeq  3 h13  h23  (h1  h2 )3 ,
The maximum sag and the maximum stress in the
first and second glass plies can be calculated through
the following formulas [4]:
qs l 4103
;
eeq3
2
hi 2   h1  h2  
i  qu 3 l 1 
,
eeq 
15hi2 
W  S
Gmax
 28.62 MPa < adm at ULS.
The Enhanced Effective Thickness method may be
applied to the most common cases of the design
practice, obtaining very accurate results ([1], [2]). In
[3], synthetic tables of immediate applicability are
provided for the most common loading and boundary condition cases.
By defining
H
Hhi
h1  h2
bh h
, I s  1 2 H 2 , (10)
 t , hs ;i 
2
h1  h2
h1  h2
hˆw 
1
3
hˆ1; 
1 

 3 3
3
3
h1  h2  12 I s h1  h2
1
2hs ;2
h
 13
3
3
h1  h2  12 I s hˆw
;
; hˆ2; 
(11)
1
2hs ;1
h
 23
3
3
h1  h2  12 I s hˆw
(12)
(8)
i  1, 2; (9)
where l is the length of the shorter edge; coefficients
α and β are tabulated in [4] as a function of the aspect ratio of the glass plate.
For the case under exam, since h1  h2 , the stresseffective thickness is the same for both the glassplies; equations (8) and (9) allow to determine
ftotG W  S  24.53 mm < f adm at SLS;
Enhanced effective thickness approach
3.
the deflection- and stresseffective thickness are
given by the following formulas:
It is important to note that the effective thickness is
independent from the shear modulus of the interlayer and, consequently, eeq is assumed to be the
same for each considered load case.
f 
It is important to note that such procedure does not
allow to evaluate the maximum sag and the maximum stress for the case of pseudo-concentrated
loads.
(7)
where  = 0.2 for safety laminated glass [4].
In the present case, eeq  15.32 mm
2-2013
where η is a non-dimensional weight parameter that
tunes the response of the laminated glass plates from
the layered limit (   0 ) to the monolithic limit
(   1 ). For laminated glass plates,

1+
Ø
1
t
GPVB
1
,
D1  D2 12 D1 D2
Ψ
Dtot D1h22  D2 h12
(13)
where D1 , D2 are the flexural rigidity of each glass
ply and Dtot represents the flexural stiffness of the
two glass plies, properly spaced of the gap given by
the thickness of the interlayer (see [2] for more details). The coefficient Ψ accounts for the plate
shape and geometry, the load distribution and the
boundary conditions. Values of Ψ are tabulated in
7
;
studies
studi
2-2013
[3] for all those cases that are relevant for the design
practice. For the case of simply supported rectangular plate of size 2534×2920 mm, under uniformly
6
2
distributed load, [2] furnishes   2.7674 10 mm ;
for the same plate, subjected to a pseudo-concentrated load acting at the middle of the plate on an
imprint of 50×50 mm, one finds   2.821106 mm 2 .
load case, the deflection- and stress-effective thickness may be evaluated through equations (11) and
(12) (notice that in the present case hˆ1;  hˆ2; , because h1  h2 ). Finally, the deflection and the state of
stress may be easily evaluated through a finite element analysis performed on the monolithic equivalent plate.
It is important to note that coefficient  is dependent upon the shear modulus of the interlayer GPVB;
hence, the method allows to calculate the effective
thickness accounting for the different time and load
duration. Once  is calculated as per (13) for each
In Table 2, the values of  , hˆw and hˆ1;  hˆ2; are tabulated for each load acting on the composite package (see Table 1), as well as the correspondent maximum sag and maximum stress.
Table 2 - Coefficient η, deflection- and stress-effective thicknesses, maximum sag and maximum stress
GPVB [MPa]
η
Permanent Load
0.052
0.2312
13.458
15.109
7.2
4.7
Wind Pressure
0.614
0.7802
17.184
18.540
2.6
2.4
Snow Load
4.107
0.9596
19.871
20.292
8.3
9.7
0.458
0.7221
16.573
18.062
4.6
12.2
100.6
0.9983
20.718
20.739
2.3
9.3
Loads
hˆw [mm]
hˆi ; [mm]
f max [mm]
max [MPa]
The maximum sag and stress for each load combination can be easily calculated through the superposition of
loads.

G + W + S. According to equation (1), the maximum sag for the serviceability limit state can be calculated as follows:
ftotG W  S  7.2  0.9(2.6  8.3)  17.0 mm < f adm at SLS.
Similarly, according to eq. (2), the maximum stress for the ultimate limit state reads:
GtotW  S  1.35  (4.7  2.4  9.7)  22.6 MPa < adm at ULS.

MC1. By combining load according to superimposition rules (3) and (4) respectively, the maximum sag
and the maximum stress are:
f totMC1  7.2  0.6  2.6  0.5  8.3  2.3  15.2 mm < f adm at SLS.
Similarly, according to eq. (2), the maximum stress for the ultimate limit state is:
MC 1
tot
 1.35  4.7  1.5  (0.6  2.4  0.5  9.7  9.3)  29.7 MPa <  adm at ULS.

MC2. By combining load according to superimposition rules (5) and (6) respectively, the maximum sag
and the maximum stress turns out to be:
f totMC 2  7.2  0.6  2.6  4.6  13.3 mm < f adm at SLS.
Similarly, according to eq. (2), the maximum stress for the ultimate limit state may be evaluated as follows:
MC 2
tot
 1.35  4.7  1.5  (0.6  2.4  12.2)  26.8 MPa < adm at ULS.
8
studies
studi
4.
Comparisons and conclusions
The results obtainable with the EET approach are
now compared with those proposed by the French
Norm [4] and with the numerical experiments performed with the finite element software SJ-Mepla,
specifically conceived for laminated glass [6], which
considers the effective stiffness of the interlayer in
the composite package. The structured mesh has
been created by using 9-nodes multi-layered element, with approximate element size of 120 mm
(for distributed load cases) or 90 mm (for the cases
with pseudo-concentrated load). Figure 3 shows the
qualitative stress and strain results on the F.E.M.
simulations.
Table 3 shows the comparison among the results
achieved through the Cahier CSBT 3488, the EET
approach and F.E.M. analysis. For each characteristic action, stress and strain have been calculated ac-
cording to load duration and operation temperature
and then superimposed according to the combination rules of Sect. 2.
As already mentioned, the Cahier CSBT 3488 formulae are not sensitive to the shear modulus of the
interlayer and, therefore, do not make any distinction upon load duration and environmental temperature. As it is evident in Table 3, this leads to rather
inaccurate results both in terms of stress and deflection. Errors, evaluated through the F.E.M. analysis,
are found to be over 20%.
On the contrary, it is evident that the EET approach
allows a more accurate evaluation of the magnitude
of stress and deflection, for all the load combination
cases. The Enhanced Effective Thickness approach
thus seems to represent an accurate and powerful
tool for the practical calculation of laminated glass.
Figure 3 - Stress and deflection evaluated through the F.E. analysis
Table 3 - Maximum sag at SLS and maximum stress at ULS,
evaluated through Cahier CSBT 3488, EET and F.E.M. analysis
G+W+S
MC1
MC2
ftotG W  S
GtotW  S
f totMC1
MC 1
tot
ftotMC 2
MC 2
tot
at SLS [mm]
at ULS [MPa]
at SLS [mm]
at ULS [MPa]
at SLS [mm]
at ULS [MPa]
Cahier CSTB 3488
24.5
28.6
/
/
/
/
EET
17.0
22.6
15.2
29.7
13.3
26.8
FEM
17.1
24.0
15.2
30.0
13.7
29.0
9
2-2013
studies
studi
2-2013
References
[1]
Galuppi L., Royer-Carfagni G.:
Effective thickness of laminated glass beam. New
expression via variational approach. Eng. Struct.,
vol. 38, 2012, pp.53-67
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Galuppi L., Royer-Carfagni G.:
The effective thickness of laminated glass plates.
J. Mech. Mat. Struct., vol.7(4), 2012, pp. 375-400
[3]
Galuppi L., Manara G., Royer-Carfagni G.:
Practical expressions for the design of laminated
glass. Composites Part B-Eng, in press
[4]
Cahier CSTB 3488, Vitrages extérieurs
collés - Cahier des prescriptions techniques.
Mars 2011
[5]
Eurocode 0- EN 1990,
Basis of Structural Design
[6]
SJ MEPLA. User’s manual 2012, version 3.5.
Authors
Laura Galuppi , Gianni Royer Carfagni
Department of Industrial Engineering,
University of Parma, Italy
Giampiero Manara
Permasteelisa Group, Italy
10
studies
studi
Compression shear test of laminated safety glass:
comparison between two kinds of PVB
Introduction
It is well known that adhesion between glass panes
and plastic interlayers is a requisite of fundamental
importance for the safety and the structural integrity
of laminated glass.
The level of adhesion depends on many factors: type
of material, autoclave temperature, pressure and
time of bonding process, cleaning process etc.
Surprisingly, any national or international standard
requires minimum adhesion properties in spite of
the importance to know and model bonding mechanisms between glass and polymers in order to get
high quality LSG and to avoid delamination phenomena between glass and PVB.
Furthermore, the high adhesion of PVB to glass ensures, in the post-breakage phase, that fragments remain attached to the plastic film. On the other hand,
a Laminated Safety Glass with low PVB adhesion
guarantees a higher impact resistance, since more
energy is absorbed by elastic deformation of the
plastic material. Therefore, the control of the adhesion properties should be such to satisfy at the same
time the capacity to absorb impacts and the need for
a sufficient bond strength [1].
Adhesion proprieties of PVB to glass are usually
measured with the Compression Shear Test (CST)
[2] that allows to reach the ultimate shear stress of
PVB before glass collapses as it really often happens in single or double shear lap tests. As known,
in a CST test a small specimen of LSG is inserted
in the interface plane of two metallic units which
is inclined of 45° with respect of the compression
loading force so that the compression and the shear
components acting in the plane of the plastic inter-
layer have at any instant, nominally the same intensity (see Fig. 3). The adhesion strength is given by
the minimum shear force that causes the collapse of
PVB before the collapse of glass.
Besides the adhesion properties, the lamination parameters control also the creep behavior of PVB,
and the capacity of interlayer material to transfer
the shear force between glass plies. The same lamination parameters of CST specimens were adopted
to investigate the short and long time behaviour of
large specimens restrained like a cantilever beam
subjected to a constant load.
1
Compression shear test
1.1
Introduction
Six rectangular LSG main panes each composed by
two 500x150x6mm glass sheets have been prepared
under different laminating conditions of autoclave
temperature and pressure, as indicated in Figure 1.
The 0.76 mm thick PVB foils have been previously
stored under two different humidity conditions.
For each of the six panes, 30x50x50mm specimens
have been cut and labeled as indicated in Figure 2
in order to exactly specify their original position in
the pane. The first letter of the label is referred to
humidity condition of PVB, the second is referred
to the conditions of the lamination process of autoclave named “R” or autoclave “S”.
Therefore the generated test population consists
of 180 specimens subdivided in six homogeneous
families: N-R, O-R, N-S, O-S, N-S(R), O-S(R). The
family N-S(R) and O-S(R) are laminated with a autoclave “S” setted like autoclave “R”.
11
2-2013
studies
studi
2-2013
With reference to Figure 1, for example, label
N-S/5B indicates a specimen cut from the central
part of pane N-S.
At present two sets of ten glass-steel specimens
laminated with an ionoplastic interlayer and “new
type of PVB” were subjected to CST tests with the
same procedure of the other samples.
CST tests were all performed at room conditions of
18°C temperature and 55% relative humidity with a
test deflection velocity of 5 mm/min.
Family
name
Number of
samples
Tickness
[mm]
Dimensions
[mm]
Pressure
Temperature
[bar]
[°]
Storage
Humidity
[%]
N-R
30
66.2
50X50
9.4
146
0
N-S
30
66.2
50X50
12
140
0
O-R
30
66.2
50X50
9.4
146
60
O-S
30
66.2
50X50
12
140
60
O-S(R)
30
66.2
50X50
9.4
146
60
N-S(R)
30
66.2
50X50
9.4
146
0
Figure 1: Labeling and lamination process parameters
1A
2A
3A
4A
5A
6A
7A
8A
9A
10A
1B
2B
3B
4B
5B
6B
7B
8B
9B
10B
1C
2C
3C
4C
5C
6C
7C
8C
9C
10C
Figure 2: Labeling and location of the specimens over the original LSG pane
Figure 3: CST test device
12
studies
studi
1.2
Test Results
For each of the tested specimen the applied load and
the relative displacement of the two steel units was
recorded.
Figure 4 shows, for example, the results of test
O-R/5A, where each curve is referred to one of the
two inductive transducers. The lack of coincidence
between the curves indicates an imperfect parallelism between the two loaded edges of the specimen.
Figure 5 collects the obtained test results.
From test results of Figures 5 and 6 it can be deduced
that the most important parameter in the lamination
process is the humidity storage of the PVB. Beside
that these results show until now that the specimen’s
location on the main plate can be neglected.
The graph of Figure 4 indicates on the other hand
that the stiffness in the ultimate limit state is constant with a linear response of PVB and a shear
~ MPa.
modulus GPVB=10
Sample 3A
30
25
Load [kN]
20
15
Induttivo 1
Induttivo 2
10
5
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Displacement [mm]
Figure 4: Load vs Displacement for O-R/5A specimen
13
2-2013
studies
studi
2-2013
Sample
O-R
O-S
N-R
N-S
O-S(R)
N-S(R)
[MPa]
[MPa]
[MPa]
[MPa]
[MPa]
[MPa]
1A
6.88
9.16
12.36
5.53
10.51
10.09
2A
6.93
9.45
11.94
7.14
11.83
9.33
3A
7.13
9.64
14.06
7.01
11.22
9.68
4A
6.66
8.82
12.38
6.87
10.13
9.88
5A
7.60
8.64
14.17
6.62
10.17
10.97
6A
7.29
9.10
11.22
6.28
9.79
9.72
7A
6.92
9.84
12.73
6.12
10.99
9.45
8A
6.95
9.23
12.58
7.18
9.69
9.89
9A
6.43
9.64
11.00
6.02
10.76
9.75
10A
6.98
8.20
12.72
5.95
9.71
8.81
1B
7.36
7.70
11.53
6.03
12.17
9.44
2B
7.16
8.87
11.95
5.48
11.24
8.75
3B
7.00
9.59
13.36
7.14
10.35
8.96
4B
6.58
8.19
11.42
6.71
10.59
9.48
5B
7.06
8.46
14.74
6.84
10.55
8.48
6B
7.23
7.76
11.85
6.96
9.49
8.72
7B
7.14
8.76
11.92
6.82
10.70
8.58
8B
7.66
9.41
12.67
5.72
10.39
8.50
9B
7.15
9.56
11.66
5.72
10.30
8.78
10B
5.68
7.21
12.18
6.92
10.73
9.83
1C
7.32
6.82
10.64
4.94
9.85
11.95
2C
7.76
8.11
11.68
5.78
10.49
9.04
3C
6.87
8.69
7.18
6.65
10.74
10.09
4C
6.94
7.24
12.73
5.95
11.31
8.94
5C
7.21
7.64
12.75
5.65
8.62
8.23
6C
6.76
8.39
11.35
6.54
8.43
8.18
7C
7.14
7.78
11.90
6.99
9.92
9.28
8C
6.62
8.48
11.39
7.61
7.30
1080
9C
6.50
8.16
10.77
6.01
11.05
8.15
10C
7.17
7.64
8.52
6.43
9.45
8.43
Figure 5: Test results - Adhesion value (tmax)
14
studies
studi
Figure 6 shows the collection of test results with
average values of adhesion and standard deviation.
The high dispersion level of family N-R is due to the
high number of glass failures occurred in this case,
therefore the real value of adhesion is greater.
Results of Figure 5 show the importance on lamination process on adhesion properties with the correlation between the humidity storage of PVB (samples
N and O) and the pressure and temperature of the
autoclave (samples R and S). Humidity of PVB reveals to be more influent in autoclave R with a temperature of 146°C and 9.4 bar of pressure. The parameters of lower temperature and higher pressure
of autoclave S (140°C and 12 bar) reduce the influence of humidity storage, and under these parameter
setting “humid” PVB shows a better adhesion than
“dry” PVB.
Figure 7 shows the adhesion value as function of the
normal probability of failure. The limited number of
samples does not allow to define completely each
Gauss curve but it is possible to compare the main
values of adhesion and the dispersion of results for
different parameter of lamination process.
av
Family
name
[Mpa]
Standard
dev.
N-R
11.91
5.22
N-S
6.40
2.27
O-R
7.01
1.45
O-S
8.54
2.92
O-S(R)
9.31
3.03
N-S(R)
10.27
3.7
Figure 8 and 9 show the premilimanry test results
with typical behavior of samples laminated with
ionoplastic material or a new type of PVB, where
each curve is referred to one of the two inductive
transducers.
Figure 6 - CST test summary
Samples
30,00%
O-R
O-S
O-R(9,4/146)
N-R
25,00%
N-S
N-S(R)
O-S(R)
20,00%
P(x) [%]
N-S(12/140)
15,00%
N-S(R)
O-S(12/140)
10,00%
N-S(R)
N-R(9,4/146)
5,00%
0,00%
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
Adhesion stress at failure
Figure 7 - Adhesion stress vs probability of failure
15
2-2013
studies
studi
2-2013
Sample 1A
60
50
Load [kN]
40
30
Induttivo 1
Induttivo 2
20
10
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Displacement [mm]
Figure 8 - Load vs Displacement for typical specimen laminated with ionplastic interlayer
Sample 9A
60
50
Load [kN]
40
30
Induttivo 1
Induttivo 2
20
10
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Displacement [mm]
Figure 9 - Load vs Displacement for typical specimen laminated with new type of PVB
16
studies
studi
Figure 10 shows the total delamination phenomena
at the end of CTS for each family samples.
Sample
Figure 10 - Delamination phenomena of sample
at the end of CST test
New PVB
Inoplastic
[MPa]
[MPa]
1A
16.32
15.95
2A
17.81
17.02
3A
13.85
14.26
4A
14.34
18.19
5A
15.26
20.67
6A
17.52
17.66
7A
15.22
13.05
8A
14.03
14.21
9A
15.66
17.63
10A
14.30
11.96
Figure 11 - Test results - Adhesion value (tmax)
av
Family name
[Mpa]
Standard
dev.
New PVB
15.43
4.98
Inoplastic
16.06
9.45
Figure 12 - CST test summary
2
Creep test on large plate
2.1
Introduction
The creep test have been conducted on four samples composed by two 1000x200x8mm tempered
glass sheets prepared under the same laminating
conditions of autoclave “R” or “S” of small samples
adopted for Compression Shear Test, the parameters
are shown in table 4. Even in these tests the 0.76 mm
thick PVB foils have been previously stored under
Family
name
Number of
samples
Tickness
[mm]
two different humidity conditions. Creep tests were
performed at room conditions of 19°C temperature
and 60% relative humidity with a constant load of
17 daN hanging with a metallic rope as shown in
figure 14.
The displacement at the free edge of the plate was
recorded during three days with a inductive displacement transducer.
Dimensions
[mm]
Pressure
Temperature
[bar]
[°]
Storage
Humidity
[%]
N-R
1
88.2
1000x200
9.4
146
0
N-S
1
88.2
1000x200
12
140
0
O-R
1
88.2
1000x200
9.4
146
60
O-S
1
88.2
1000x200
12
140
60
Figure 13 - Labeling and lamination process parameters
17
2-2013
studies
studi
2-2013
Figure 14 - Creep test
2.2
Test results
laminated according to table 4. In the same graph it
is possible to see the behavior of monolithic and layered glass plates obtained from numerical analysis.
Figure 15 and 16 shows the short and long term behavior with displacement vs. time for each sample
Creep (Short Time - T=19°C)
-45
-40
-35
Displacement [mm]
-30
-25
N-R*
-20
O-S*
-15
N-S*
O-R*
-10
Layered
-5
Monolitic
0
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
Time [min.]
Figure 15 - Displacement vs. time - Short time behavior
18
13,00
14,00
15,00
studies
studi
Creep (Long Time - T=19°C)
-45
-40
-35
N-R*
O-S*
Displacement [mm]
-30
N-S*
O-R*
-25
Layered
Monolitic
-20
-15
-10
-5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Time [h.]
Figure 16 - Displacement vs. time - Long time behavior
Figure 17 shows the displacements measured at
some representatives times and the factor Δ between
the minimum and maximum value at each time.
Displacements [mm]
Family
name
T=1 min.
T=2 min.
T=5 min.
T=10 min.
T=120 h.
N-R
18.1
20.7
23.8
25.6
33.3
N-S
20.0
22.6
26.2
28.5
36.7
O-R
22.0
24.5
27.7
29.8
37.3
O-S
20.0
22.0
25.0
26.8
34.3

0.82
0.84
0.85
0.86
0.89
Figure 17 - Experimental creep results summary
2.3
Numerical results
A numerical analysis was performed and compared
with the results of the available creep tests. The glass
layer and PVB material were modeled with 8-node
isoparametric elements to evaluate the behavior of
PVB and the capacity to transfer shear action between glass layer. Soda–lime–silica float glass is
modeled as a linear-elastic material with a Young’s
modulus of 70.000 MPa and Poisson ratio of 0.22.
19
2-2013
studies
studi
2-2013
Figure 18 - Finite element model of glass plate
The estimation of the shear modulus of the interlayer material can be performed by comparing the
numerical results of the modeled structure with the
experimental data obtained from laboratory experiences [4]. This kind of approach does not represent a direct method to measure the shear modulus
of PVB, but it allows a estimation of it sufficiently
accurate for use in current structural analysis and
design.
By means of the numerical model we can calculate
displacements that depends on the characteristics
assigned to the shear modulus G of the PVB; on
the other hand, from experiments we obtain corresponding quantities that depend on time and room
temperature. A process of structural identification
can be performed by calibrating conveniently the
numerical model until the output data are optimally
close to the experimental results. When the model is
sufficiently sound, it permits good estimations of in
situ values of G [5].
Figure 19 collects, at each time of figure 17, estimated values of G and the factor Δ between the
minimum and maximum value.
The sample N-R with PVB stored in absence of humidity and laminated under a pressure of 9.4 bar and
a temperature of 146°C is stiffer than all the others.
At any instant the ratio Δ between minimum and
maximum value of G appears not to be negligible
since it ranges within the interval 0.35÷0.61.
G [Mpa]
Family
name
T=1 min.
T=2 min.
T=5 min.
T=10 min.
T=120 h.
N-R
0.34
0.26
0.16
0.14
0
N-S
0.28
0.20
0.10
0.06
0
O-R
0.21
0.15
0.08
0.05
0
O-S
0.28
0.21
0.14
0.10
0

0.61
0.57
0.50
0.35
-
Figure 19 - FEM creep results summary
20
studies
studi
Conclusions
Acknowledgements
A Compression Shear Test (CST) programme is
presently running at the University of Pisa over a
population of 180 LSG specimens divided in 6
groups characterized by different lamination conditions.
The research was developed thanks to the financial
support of the Regione Toscana, Programma Operativo Regionale FSE “Competitività Regionale e Occupazione 2007-2013”.
The variable parameters are: autoclave temperature
and pressure, time of process, storage humidity of
the PVB.
References
The first tests confirmed the importance of the influence of storage humidity on the adhesion property
of PVB.
The ionoplastic interlayer and the new type of PVB
show in CST tests a ductil behavior similar to a metallic material with a yield phase, many other tests
are currently performed.
The viscoelastic properties of PVB of LSG were
investigated with tests on large specimen, the test
confirm that the stiffness of PVB is sensible from
lamination parameters.
Numerical analyses were also performed to evaluate how sensitive numerical simulations are with respect to the implemented shear modulus G(T,t) law
of PVB.
[1]
Keller U., Mortelmans H., Adhesion in Laminated Safety Glass - What makes it work?, Glass
Processing Days , Tampere, Finland, 1999.
[2]
Schneider K., Lauke B., Beckert W., Compression Shear Test (CST) - A Convenient Apparatus for the Estimation of Apparent Shear Strength
of Composite Materials, Applied Composite Materials, 2001, pp.43-46.
[3]
Ferry J. D., Viscoelastic proprieties of polymers, 3rd Ed., Willey, New York.
[4]
Schuler C., Sackmann V., Gräf H., Bucak Ö.,
Albrecht G., (2004), Time and Temperature Dependent Mechanical and Durability of Laminated Safety
Glass, Structural Engineering International,Vol.14,
No. 2, IABSE.
[5]
Vallabhan C.V.G., Das Y.C., Magdi M.,
Asik M., Bailey J.R., (1993), Analysis of Laminated Glass Units, Journal of Structural Engineering,
ASCE, Vol. 199, No. 5.
Authors
University of Pisa, Italy
21
2-2013
studies
studi
2-2013
Laminated safety glass with densely cross-linked
EVA-based interlayer load-bearing capability
Horst Goebel
Thermoplastic and thermoset interlayer materials
EVA interlayer films
Laminated glass is made of two or more sheets of
glass with a clear adhesive interlayer between these
sheets. In special cases, a plastic glazing material,
e.g. polycarbonate, replaces one or more of the
glass sheets. The interlayer can be a homogeneous
substance or a sandwich structure itself, e.g. adhesive film - PET film - adhesive film. The polymer
interlayer films can be divided into two groups, the
thermoplastic materials and the thermoset materials
(cross-linked materials).
Interlayer films made of ethylene vinyl acetate (EVA)
can be thermoplastic or thermoset. Thermoplastic
EVA interlayers do not satisfy safety requirements.
They are commonly used to encapsulate decorative
films and other insert materials into laminated glass
for interior applications. Thermoplastic EVA is unstable in moisture and UV aging: delamination and
yellowing can occur. The optical properties usually
are not the best: substantial haze is common.
Thermoplastic materials melt whenever the temperature rises above their melting point. A well-known
example is polyvinyl butyral (PVB), the most frequently used interlayer-film material for laminated
safety glass (LSG).
Thermoset EVA films are more durable as shown
below. So they can be used in exterior applications
such as photovoltaic modules.
Due to the thermoplastic nature, PVB softens at
higher temperatures, and major safety features of
LSG with PVB are lost in a hot environment. For
instance, live loads are only weakly supported by
PVB above 30°C and not at all at 50°C and also
post-breakage stability decreases dramatically at
these temperatures.
Thermoset materials cannot melt at any temperature
because the polymer molecules are “cross-linked”,
i.e. connected by covalent bonds (cross-links).
Well-known examples are the ethylene-vinyl acetate
films used as encapsulant material in photovoltaic
modules. In that application, safety features such as
resistance to static loads and post-breakage stability
have to be conserved at high temperatures.
22
Figure 1 - Ethylene Vinyl Acetate (EVA)
studies
studi
The cross-linking reaction
Durability and optical properties
The raw cross-linking EVA film before lamination
consists of ethylene-vinyl acetate copolymer and
- among other additives - a cross-linking agent, usually an organic peroxide R-O=O-R.
As the cross-linked film does not melt at high temperatures, EVASAFE is stable in hot climates. Moisture does not compromise adhesion. The thermoset
structure resists UV radiation. Due to the low glasstransition temperature of -28°C, also cold climates
are well supported. At the Glass Institute in Moscow, the freeze tolerance test according to GOST
30826-2001 was passed at -40°C and at -70°C without defects.
After assembling the glass and the interlayer, the
laminate is heated to melting temperature in a vacuum bag or in a nipper-roll line. Afterwards the as
sembly is brought to the cross-linking temperature
(higher than the melting temperature) in the vacuum bag or in an autoclave. While the temperature
is maintained constant for some time, a chemical
reaction progresses in the EVA material: The peroxide R-O=O-R splits into radicals R-O. which attack
the polymer chains, creating radicals at some of the
carbon atoms. The carbon atoms with the free bond
will then connect, forming a covalent “cross-link”
of two molecular chains or chain segments.
In this way, the EVA microstructure is transformed
into a network of cross-linked molecules, much
stiffer than before the reaction. The adhesive bond
to the glass has to be established before the crosslinking reaction in order to obtain a perfect interface.
Densely cross-linking interlayer films for laminating glass
The present study focuses on a particular interlayer
film product family called EVASAFE, developed
and produced by Bridgestone Corp., Japan. These
films have been on the market for more than 25
years for applications like photovoltaic modules and
laminating glass for buildings.
A unique feature of EVASAFE films is their high
density of cross-links, achieved at curing temperatures around 130°C. Moreover, the adhesion to glass
is very high, leading to reliable retention of fragments in case of breakage (Pummel 10).
These intrinsic properties improve the durability of
the LSG produced with EVASAFE, its optical properties and its mechanical and chemical stability.
Optical properties - light transmission and haze - are
much improved by dense cross-linking. Crystallites
- i.e. locally aligned sections of molecules - cannot
form on the scale of the distance between crosslinks. So light scattering off such periodic arrays of
molecules is much less likely than in the thermoplastic or only loosely cross-linked state.
Mechanical properties
The cross-linked structure is tough and shear-resistant. Together with the good adhesion to glass,
this leads to good safety properties as little particle
fallout upon impact and long-time post-breakage
stability. These properties contributed to fulfilling
the requirements for the German general approval
for Laminated Safety Glass [1].
Shear modulus and load-bearing capability
The load-bearing capability of laminated safety
glass at different temperatures is reflected by the interlayer shear modulus G.
The diagram in Figure 2 shows the calculated deflection and stress ratio of a framed LSG FL6+6 with a
0,8 mm thick interlayer thickness of shear modulus
G, relative to the case G = 0. Width x Height of the
pane: 1000x2500 mm. Load: horizontal Line Load
1kN/m, 1000 mm above lower edge.
The algorithm relating the deflection of the glass
pane to the interlayer shear modulus had been obtained by an FEM simulation using the results of
bending tests with EVASAFE.
23
2-2013
studies
studi
2-2013
Influence of Shear Modulus LSG 6+6
Figure 2 - Deflection of and stress in laminated glass vs interlayer shear modulus for a given bending load
A remarkable feature in Figure 2 is the big effect
of small to moderate values of G (0,1 to 1 N/mm2),
while greater values do not reduce the glass stress
and deflection much more.
The shear modulus of EVASAFE was measured in
static load tests by bending for five temperatures
from 25°C to 60°C, and by a torsion method for
T=85°C. The results are listed in Table 1.
Description:
Description:
Defl
ectionofofsample
sample==Weg
Weg1+2+3+4
1+2+3+4
Deflection
Figure 3 - Bending test
24
studies
studi
Table 1 - Shear Modulus of EVASAFE
G
[N/mm2]
25°C
30°C
40°C
50°C
60°C
85°C
3s
60s
600s
3600 s
EVASAFE
4,3
3,9
3,3
2,37
0,90
~0,55
EVASAFE
3,8
3,5
3,1
2,10
0,85
~0,53
EVASAFE
3,6
3,2
2,8
1,99
0,82
~0,52
EVASAFE
3,3
3,0
2,7
1,82
0,81
~0,51
The results of the torsion test at 85°C are not as precise as the bending results due to an uncertainty of
the origin of deflection. To overcome this, an offset
load of 0,05 N/mm2 was applied before adding the
full load of 0,4 N/mm2.
23°C, 48h:
EVASAFE >3 MPa
23°C, 72h:
EVASAFE >2,7 MPa
23°C, 120h:
EVASAFE >2,6 MPa
85°C, 168h:
EVASAFE ~ 0,5 MPa
An ongoing long-term bending test at room temperature shows after three months an increase in deflection below 0,5% in 30 days.
Applications
Time dependence
G decreases with time due to visco-elastic creep.
At high temperatures, this effect becomes weak. It
could no longer be resolved in the 168-hours measurement at 85°C beyond several hours.
Also at room temperature, the shear modulus stabilizes at long times.
The fairly high shear modulus of EVASAFE, especially its substantial persistence at high temperatures and long times, allows thinner glass, hence
more lightweight building elements. This opens up
interesting architectural possibilities. Because of the
good resistance to wind loads, live loads and snow
load, thinner or wider-span glazing structures become possible in facades or roofs.
The German approval recognizing this shear modulus
to be used in structural calculations is in preparation.
Temperature dependence
G decreases with temperature. The marked decrease
between 40°C and 60°C is probably linked to the
softening of the non-cross-linked fraction of the
material. At higher temperature, G stabilizes again
because of the influence of the cross-links.
Acknowledgments
Limit behaviour at high temperatures or long
times
Reference
At 85°C, the measured shear modulus becomes timeindependent after a few hours. This can be interpreted as an effect of the dense cross-linking: When
the intermolecular attraction has relaxed, the shear
forces on the sample are counteracted by the bonding force of the covalent cross-links. The behaviour
becomes elastic, the visco-elastic creep stops.
The study reported above was conducted at the testing institute Friedmann & Kirchner GmbH, Germany under the responsibility of Mr. Robert Kirchner.
[1] German general approval as a building product:
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-70.3-148,
Deutsches Institut für Bautechnik, 26 January 2010
Author
Horst Goebel
25
2-2013
studies
studi
2-2013
on laminated glass beams
Giampaolo Rosati, Maurizio Orlando, Lorenzo Ruggero Piscitelli
Introduction
Differently from traditional structural materials, the
structural behaviour of laminated glasses exhibits
some anomalies due to the difference in the stressstrain laws of their components: glass is a brittle
material (E ~70000 MPa), while PVB and SGP are
thermoplastic materials with a visco-elastic behaviour (G varies in the range 0.1 ÷ 1000 MPa) [1][2]
[3] [4].
The paper presents the results of an experimental
campaign on LG beams, bent around the section
strong axis, in order to evaluate their lateral-torsional buckling load. Main factors which influence the
stability of laminated glass beams are [5]:
•
geometrical imperfections during the production and the installation phases,
•
viscoelastic behaviour of interlayer materials,
•
variation of the interlayer stiffness at varying
temperature and load duration,
•
elastic-brittle behaviour of glass.
Reasonably one can assume that these factors do not
contribute all together in the same way to buckling
phenomena[6], moreover it can happen that some
of these factors reduce the effects of the others (e.g.
the installation process can reduce the effects of
production imperfections or both of them can affect
negatively the structural response in the same direction). Moreover the temperature has been monitored
continuously during all the tests.
Experimental setup
The test machine is formed by three steel elements.
The central element counteracts the vertical load applied with an hydraulic jack atmid-span of the speci26
mens, while the two lateral elements house the end
restraints of the specimens.
In the vertical direction each specimen has been
simply supported at both ends, moreover it has been
equipped with two torsional restraints (Figure 1). At
the interface between each support and the specimen, polymer materials, like polyester and polyethylene, have been used. The plates forming the
torsional restraints have been tightened just to put
them in contact with the specimen surfaces, in order
to allow for the rotation of the end sections in their
own plane.
Figure 1 - Layout of the restraints
The hydraulic jack is fixed to a steel portal, which
lies in the plane normal to the beam axis. The load
application point can translate normally to the beam
axis, following the horizontal displacement of the
beam upper edge. Moreover the presence of an articulation between the jack and the specimen upper
edge allows the rotation of the section weak axis
with respect to the load axis (Figure 2).The displacements were monitored in the section positioned 150
mm far from mid-span, as mid-span section was not
accessible (Figure 3). The error is negligible for 3m
long beams, like those used in the tests.
studies
studi
Figure 2 - Transversal view of the test machine (dot-dashed
lines highlight the rotation between jack axis and section weak
axis)
Figure 3 - Longitudinal and transversal section of the specimen in the test machine
27
2-2013
studies
studi
2-2013
Analytical model
To evaluate the flexural-torsional critical buckling
load the following literature formulas have been
used:
4 
Pcrcr(1)  
l l
( 2)
cr
cr
P
b3d
b3d
E
G
12
12
3

[7]

EG  1.74
2.8282 b 3 d 1  00.63bd
.63 bd 1 E
G
74 a
b

1 
EG
E
G 1 1  0.63
0.63 

2
l
l
d



1




[8]
where and are the elastic and shear modulus,
, , and are defined in Fig. 4.
Figure 4 - a) Beam dimensions; b) Cross section with three glass panes
The first formula above assumes that the load is applied on the beam axis, while the second one allows
to take into account a vertical distance a of the load
from the beam axis. The expected value of the critical load is included between the values calculated
using the two formulas above. These formulas have
been used to estimate the critical load for both the
monolithic case and the case of three uncoupled
plies.
The glass tensile strength has not been measured.
The value of the characteristic tensile strength of
float glass has been assumed equal to 45 MPa. On
beams with the tin side on the outer surfaces it was
also possible to measure stresses induced by the thermal tempering process using a GASP® Polarimeter
[9]. Stresses induced by the thermal tempering process were measured in 15 different points equally
distributed between the end sections and mid-span
of beams. The estimated value of the characteristic
28
tempering stress is equal to 97.61 MPa, so that the
total characteristic tensile streng this about 142.61
MPa.
For all specimens, both the cracking load of the inner float glass and of the outer tempered glass plates
were evaluated. The collapse load of the specimen
is included between the collapse load obtained for
the case of fully collaborating float glass (even if
cracked, thanks to the action of the interlayers) and
the case of two tempered glass plates with non-collaborating central float glass.
Experimental results
Tests were performed on four samples (300P1,
300P2-PVB- and 300S1, 300S2-SGP-). For beams
assembled with PVB the collapse of the inner float
glass happened with a first crack at a load included
studies
studi
Figure 5 - Evolution of first crack of sample 300P1 laminated with PVB (bending)
between 24kN and 32kN. The evolution pattern of
the cracks howed a progressive and uninterrupted
growth towards of the neutral axis of the beam
(Figure 5).
At a load of 66 kN the first specimen (300P1) exhibited a second crack with the same characteristics
of the first one, while the second specimen (300P2)
buckled at a load of 32.7 kN. Due to lateral displacements and stresses induced by the flexural-torsional
buckling, the cracking pattern followed a different
evolution (Figure 6). Cracks in the regions far from
the load application point are due prevalently to
shear and torsion. These cracks start from the centre
of gravity of the section and develop slowly along
the direction inclined by 45° towards both the lower
and upper edges.
In the mid-span section cracks were influenced by
bending moment (Figure 7).
Figure 6 - Crack evolution of sample 300P2 laminated with PVB (torsion and shear)
Figure 7 - Crack evolution at mid-span of sample 300P2 laminated with PVB (torsion and bending)
29
2-2013
studies
studi
2-2013
Figure 8 - Crack history in float glass plate of sample 300S1 laminated with SGP
The evolution of the crack pattern of the inner float
plate in beams assembled with SGP is very different from those made with PVB. The number and
density of cracks is higher than in samples laminated with PVB due to the higher capacity of SGP
to transfer shear stresses. Up to 11 cracks were observed in sample 300S1 (Figure 8) and eight cracks
in specimen 300S2 before the collapse of the tempered glass plates.
Experimental ultimate loads agree with the calculated theoretical values for both the float plate and
the tempered ones.
real displacemente at midspan
0
0
-1
-1
-2
-2
displacement [mm]
displacement [mm]
real displacemente at midspan
-3
-4
-5
-6
-7
-9
0
20
-4
-5
-6
-7
300P1
300P2
300S1
300S2
-8
-3
300P1
300P2
300S1
300S2
-8
-9
40
60
time [min]
80
100
120
0
20
40
60
time [min]
80
100
120
Figure 9 - a) Vertical displacement at mid-span; b) Load history
Table 1 - Expected and experimental loads
expected
300P1
300P2
300S1
300S2
(1)
(2)
30
Pcr
kN
17.38 ~ 156.39(1)
>74.62
32.72
>83.51
>73.17
Pufloat
kN
32.40
32.28
24.42
35.84
30.30
Putempered
kN
69.20 ~ 80.01(2)
74.62
none
83.51
73.17
Values obtained for the case of uncoupled glass plies and for the case of monolithic section
Values obtained for non-collaborating and full collaborating float glass sheet
studies
studi
Concluding remarks
References
The experimental campaign demonstrated how the
instability phenomena depend upon a variety of parameters. Between the two beams laminated with
PVB only the second beam exhibited a buckling
phenomenon before collapse; the first beam exhibited a slight lateral displacement only at collapse, so
that its failure cannot be related to a real buckling
phenomenon. The most evident difference between
the two tests is the position of the first crack in the
inner float plate: in the first beam cracks happened
at one-third and two-thirds of span, so that at midspan the bending stiffness around the section weak
axis was maintained. In the second beam the first
(and only) bending crack appeared at mid-span,
causing a significant reduction of the bending stiffness around the section weak axis.
[1]
J. Wurm, Glass Structures: design and
construction of self-supporting skin, Brikhäuser,
2007.
The two SGP beams showed an overall greater
bending stiffness even after the failure of both tempered glass plates. Moreover they exhibited a greater capacity than PVB beams to contain cracks of the
float. Inner cracks due to bending did not extend too
much towards the upper edge, so that over 40% of
the inner plate section remained fully collaborating
until the end of the test. This effect, together with a
greater interlayer stiffness, helped to avoid the loss
of stability.
[6]
R. Kasper and G. Sedlacek, Structural use
of glass beams, Institute of steel construction of the
University of Aachen.
Acknowledgments
[2]
S. Bennison, C. Smith, A. Van Duser and A.
Jagota, Structural performance of laminated glass
made with a “stiff” interlayer, Wilmington, 1988.
[3]
J. Ferry, Viscoelastic properties of
polymers, New York: Wiley, 1980.
[4]
S. inc., Corporate Overview, 2009.
[5]
A. Luible, Stabilität von tragelementen aus
glas, École Polytechnique Fédérale de Lausanne:
Thèse no. 3014, 2004.
[7]
S. Timoshenko and J. Gere, Theory of
Elastic Stability, McGrow Hill, 1961.
[8]
W. C. Young and R. G. Budynas, Roark’s
Formulas for Stress and Strain, McGraw-Hill,
1989.
[9]
“http://www.strainoptics.com,”
Strainoptics, Inc. 108 W. Montgomery Ave. North
Wales, PA 19454 USA. [Online].
The authors gratefully acknowledge funding from
the Italian Ministry of Education, University and
Research (MIUR) and Prof. Luigi Biolzi for useful
hints.
Authors
Giampaolo Rosati
Politecnico di Milano
Maurizio Orlando, Lorenzo Ruggero Piscitelli
Università degli Studi di Firenze, Italy
31
2-2013
studies
studi
2-2013
Specchi dal XVII secolo ai giorni nostri:
studio chimico fisico preliminare su vetri,
strati riflettenti e loro degrado
E. Arizio, E. F. Orsega, R. Falcone, G. Sommariva, M. Vallotto, S. Barberini, M. Preo
Introduzione
Questo studio si pone l’obiettivo di caratterizzare,
mediante tecniche di analisi chimico-fisiche, i materiali costitutivi e i composti di degrado di specchi
antichi ad amalgama di stagno e di specchi contemporanei industriali ad argento. Gli specchi ad amalgama e ad argento costituiscono le due fondamentali tipologie di specchi a supporto vitreo e si sono
sviluppati consecutivamente in un arco temporale di
parecchi secoli di cambiamenti ed innovazioni nelle
tecniche di produzione di tali manufatti.
Le tecniche analitiche utilizzate, quali Microscopia Ottica, Spettrometria di Fluorescenza a raggi
X (XRF), Diffrattometria a raggi X (XRD), Microscopia Elettronica a Scansione (SEM), Microsonda
Elettronica (EPMA-EDS e EPMA-WDS) e Spettroscopia Infrarossa in Trasformata di Fourier (FTIR)
sono volte alla caratterizzazione del vetro, della
superficie riflettente e, ove presente, della vernice
protettiva e alla determinazione dei composti di degrado delle tipologie di specchio considerate.
Specchi ad amalgama di stagno
Gli specchi ad amalgama di stagno sono manufatti
composti da una lastra di vetro a cui è fatta aderire,
mediante pressione, una pellicola di amalgama di stagno. Si tratta di una tecnica antica, utilizzata dalla fine
del XIV fino al XIX secolo, quando è stato inventato
il metodo di argentatura con sali d’argento [1].
Le indagini finora condotte [1-15] hanno evidenziato che l’amalgama di stagno presente sugli specchi
antichi è formato da due differenti fasi: una fase so32
lida con circa il 75% in peso di stagno e il 25% di
mercurio, e una fase liquida che la contorna, ricca di
mercurio saturato di stagno (con mercurio variabile
tra il 95% e il 100% e stagno tra il 5% e lo 0%). Il
degrado dell’amalgama consiste nella formazione di
ossidi di stagno quali romarchite (SnO) e cassiterite
(SnO2) e nell’evaporazione (o nel gocciolamento)
del mercurio [1-15].
In questo studio, otto campioni di specchio, datati tra
il XVII e il XIX secolo, sono stati caratterizzati mediante Microscopia Ottica, XRF, XRD, e SEM-EDS.
Specchi ad argento
Gli specchi ad argento sono prodotti per deposizione
ad umido di un film di argento metallico su una lastra di vetro. Dalla metà del XIX secolo si cominciò
infatti a cercare un metodo di produzione di specchi che potesse sostituire quello tradizionale basato
sull’impiego dell’amalgama di stagno e mercurio,
molto costoso e pericoloso per la salute. Il metodo
di deposizione dell’argento si basa su una reazione
di ossido-riduzione per cui «da soluzioni alcaline
di argento, in seguito al trattamento con un mezzo
riducente, si separa l’argento metallico, che si deposita sulla superficie del vetro sotto forma di uno
straterello brillante» [16].
Al di sopra dello strato di argento può quindi essere
depositato uno strato di rame o cassiterite con funzione di “anodo di sacrificio” (protezione catodica).
Sono quindi applicati uno o più strati di vernice protettiva, generalmente a matrice polimerica (alchidica o siliconica), con differenti cariche e colori a seconda della funzione dello strato [2, 16-17, 20-24].
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studi
Gli studi finora condotti sul degrado di specchi industriali hanno dimostrato che esistono due principali
meccanismi di degrado iniziale. Il primo consiste
nell’attacco del film metallico dalla parte degli ioni
dello strato di vernice, mentre il secondo implica
una reazione all’interfaccia vetro-argento, probabilmente per la presenza di sali solubili, come solfuri e
cloruri [2, 18].
In questo studio, undici campioni di specchio ad
argento, datati tra il XIX e il XXI secolo, sono stati caratterizzati mediante microscopia ottica, XRF,
XRD, SEM-EDS, EPMA-WDS e FTIR.
1. Materiali e metodi
L’indagine sugli specchi (8 campioni di specchi ad
amalgama e 11 di specchi ad argento) è stata effettuata mediante Microscopia Ottica, Spettrometria
di Fluorescenza a raggi X (XRF), Diffrattometria a
raggi X (XRD), Microscopia Elettronica a Scansione (SEM), Microsonda Elettronica (EPMA-EDS e
EPMA-WDS) e Spettroscopia Infrarossa in Trasformata di Fourier (FTIR).
L’analisi XRF è stata eseguita mediante uno spettrometro “THERMO ADVANT’XP +” a dispersione di
lunghezza d’onda (WD-XRF). I dati ottenuti sono
stati elaborati con il software “Uniquant 5”.
L’analisi XRD è stata eseguita mediante un diffrattometro PANALYTICAL X’PERT PRO MPD
equipaggiato con un rivelatore ad alta sensibilità
PIXCELL. Gli spettri sono stati ottenuti in un intervallo di 2θ tra 5 - 85°, con uno step di 0,026°,
una differenza di potenziale di 40 kV e una corrente di 40 mA. L’identificazione qualitativa delle fasi
è stata effettuata mediante il programma X’PERT
SCORE PLUS, utilizzando la banca dati ICDD (International Centre for Diffraction Data).
Per le analisi SEM-EDS e WDS i campioni sono
stati preparati secondo due metodiche: per l’osservazione della superficie i frammenti di specchio son
stati fissati con nastro biadesivo in carbonio su un
porta campioni in alluminio e, per assicurare una
buona conduttività, sono stati metallizzati sotto-
vuoto con carbone. Per l’osservazione in sezione i
campioni sono stati invece inglobati in resina acrilica, lucidati e metallizzati con carbonio. Le analisi
della superficie del film riflettente son state eseguite su campioni appositamente preparati in assenza
di vernice protettiva o su porzioni di specchi in cui
la vernice era facilmente rimovibile con bisturi. Le
mappe, effettuate su sezioni e sulla vernice protettiva stessa, sono state invece effettuate su sezioni di
campioni in cui lo strato di vernice appariva inalterato e ben adeso.
Il Microscopio Elettronico a Scansione utilizzato
era un JEOL JSM 5900 dotato di microanalizzatore a raggi X Oxford ISIS EDS con detector siliciolitio. Le condizioni analitiche, scelte in base al tipo
di campione in esame, comprendevano un fascio
elettronico regolato tra 5 e 20 kV e una corrente del
fascio elettronico compresa tra 0,01 e 10 nA.
L’analisi WDS è stata eseguita mediante microsonda
elettronica JEOL JXA 8800 R SUPERPROBE dotata di quattro spettrometri. Le mappe EPMA-WDS
sono state acquisite con risoluzione dell’ordine di 1
μm, voltaggio di 15 kV e corrente di 40 nA.
Le mappe son state rilevate su superfici di diverse
estensioni e con differenti dimensioni di spot, a seconda del campioni. In ogni singola mappa i codici
colore rappresentano intervalli di concentrazione
dell’elemento rivelato secondo la scala riportata,
che può variare da elemento a elemento.
Infine, l’analisi FTIR è stata condotta utilizzando
uno spettrometro infrarosso in trasformata di Fourier (GXI - Perkin Elmer). Lo spettro infrarosso è
stato acquisito nell’intervallo tra 4000 e 600 cm-1,
utilizzando una risoluzione di 4 cm-1 e 22 accumuli.
2. Risultati e discussione
2.1 Specchi ad amalgama di stagno
Uno specchio ad amalgama di stagno è formato generalmente da uno strato argenteo aderente alla superficie retrostante del vetro, come mostrato in Figg. 1 e 2.
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studi
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AMALGAMA
VETRO
Fig. 1 - Fotografia a 8x di una zona in cui sono visibili sia
l’amalgama sia il vetro di supporto
XRD
Dall’analisi XRD dello strato di amalgama è stato possibile riconoscere la presenza di una fase
Hg0,1Sn0.9 (HgSn6) corrispondente all’amalgama non
degradato, e di due diversi composti di degrado, la
romarchite (SnO) e la cassiterite (SnO2), prodotti
del degrado ossidativo dello stagno a contatto con
l’atmosfera, in accordo con i risultati ottenuti dagli
studi precedenti [1-15].
SEM-EDS
L’osservazione mediante SEM dell’amalgama ha
evidenziato la presenza di due fasi distinte (Fig. 3),
mentre l’analisi EDS delle due fasi ha permesso la
quantificazione relativa di stagno e mercurio all’interno dell’amalgama. La fase liquida (L) è risultata
essere composta da circa 95% di mercurio e 5% di
stagno, mentre la fase solida (S) da 23% di mercurio
e 77% di stagno.
Tali risultati sono in ottimo accordo con i dati di letteratura [1-15]. Inoltre l’analisi EDS ha inoltre permesso lo studio delle zone che presentavano concrezioni scure (Fig. 4).
L
Fig. 2 - Fotografia a 8x di una zona in cui è visibile l’amalgama di uno specchio degradato
S
XRF
I risultati dell’analisi XRF sull’amalgama, pubblicati da Arizio et al. [15] hanno mostrato che le percentuali di stagno e mercurio sono molto variabili, a
seconda del degrado dell’amalgama. Il valore medio
di 74 % di stagno all’interno dell’amalgama è tuttavia in accordo con i risultati ottenuti dagli studi
precedenti [1-14].
La presenza di una notevole quantità di zolfo in tutti
i campioni analizzati potrebbe essere dovuta ad una
parziale solforazione del mercurio con formazione
di cinabro (HgS) o a residui di zolfo nel mercurio
estratto da tale minerale.
34
Fig. 3 - Immagine SEM di una zona in cui sono state
analizzate le composizioni della fase liquida (L)
e della fase solida (S)
Tali aree risultavano essere composte principalmente
da ossigeno e stagno, probabilmente sotto forma di
ossidi di stagno formati per degrado dell’amalgama.
In base al confronto dei risultati XRD ed EDS, le
zone scure meno riflettenti risultavano composte principalmente da cassiterite, mentre quelle chiare e ben
riflettenti erano costituite unicamente da amalgama.
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studi
C
STRATO DI CONCREZIONI
VETRO
Fig. 4 - Immagine SEM di una zona in cui è stata analizzata
la composizione della zona con concrezioni (C)
Fig. 5 - Immagine SEM evidenzia la presenza
di uno distaccamento tra lo strato di ossido e il vetro
Le concrezioni di ossidi di stagno tendono probabilmente ad espandersi, fino alla formazione di uno
strato omogeneo di ossido sulla superficie esterna
dell’amalgama esposta agli agenti atmosferici. La
successiva ossidazione di parte dello stagno della
fase solida porta alla formazione di uno strato continuo di ossidi fino all’interfaccia con il vetro. Tale
strato, a differenza dell’amalgama, perde aderenza
alla superficie del vetro (Fig. 5) [2, 15, 25].
Oltre alla presenza di concrezioni scure, le osservazioni al Microscopio Ottico e al SEM evidenziano la
presenza di gocce argentate e di crateri.
di gocce di fase liquida
Le porzioni di amalgama in cui lo stagno non è ossidato e il mercurio non è del tutto evaporato appaiono infatti come gocce di colore argenteo al si sopra
dello strato di ossido (Fig. 6).
Quest’ultimo tende probabilmente ad impedire la
naturale evaporazione del mercurio rimasto intrappolato all’interfaccia con il vetro. I crateri in Fig.
7 possono quindi essere presumibilmente ricondotti
agli effetti dell’evaporazione del mercurio [2, 3, 15].
I meccanismi di formazione di tali crateri sono stati
ipotizzati e descritti più approfonditamente da alcuni autori del presente lavoro, sulla base delle morfologie osservate al SEM [15].
di crateri formati dallo strato di ossidi di stagno
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studi
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2.2 Specchi ad argento
Uno specchio ad argento si presenta generalmente
come un vetro a cui è applicato un film riflettente ricoperto a sua volta da una vernice protettiva (Fig. 8).
VETRO
STRATO RIFLETTENTE
VERNICE PROTETTIVA
Fig. 8 - Immagine a 8x di una zona di specchio ad argento
in cui sono visibili la vernice protettiva, lo strato riflettente
di argento e il vetro di supporto
Al fine di individuare le cause del degrado del film
riflettente sono state studiate una zona di un campione di specchio antico in cui lo strato d’argento
risultava adeso al vetro nonostante la perdita della
vernice protettiva e una zona della vernice distaccatasi dal vetro.
Le mappe elementari EPMA-WDS della zona di
specchio senza vernice (Fig. 10) mostrano la presenza di argento disomogeneamente distribuito, che
lascia in alcune zone trasparire gli elementi tipici
del vetro sottostante (Si, O e Na). Il distacco della
vernice protettiva ha causato l’asportazione di parte
dell’argento. L’osservazione al microscopio ottico
delle lacune dovute al distacco dello strato di argento insieme alla vernice ha mostrato l’imbrunimento
del film di argento nelle zone di contorno.
Ag
Si
O
Na
Lo strato riflettente
L’analisi mediante SEM-EDS della sezione trasversale dei campioni ha permesso la determinazione
dello spessore dello strato riflettente di argento metallico tra 200 e 500 nm (le misure variano a seconda della zona e del campione).
I risultati della caratterizzazione degli specchi antichizzati sono esposti e discussi in dettaglio nel lavoro di Arizio et al. [26].
Il degrado del film riflettente di specchi ad argento
risulta evidente dalla formazione di macchie circolari di colore bianco (Fig. 9), dall’imbrunimento e
dal distacco di porzioni dello strato riflettente dal
vetro.
Fig. 10 - Mappe EPMA-WDS di Ag, Si, O e Na, evidenziano
la presenza di argento metallico non omogeneo sul vetro
La vernice, studiata mediante SEM-EDS dalla parte
aderente allo strato riflettente (Fig. 11), presentava
residui di argento.
Le mappe EPMA-EDS e EPMA-WDS (Figg. 12 e
13) della zona di vernice indicata in Fig. 11 permettono innanzitutto di distinguere le zone in cui è ancora presente l’argento del film riflettente da quelle
in cui è presente la sola vernice protettiva.
Fig. 9 - Immagine a 60x di formazioni concentriche
sul film riflettente
36
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studi
Nelle mappe EPMA-EDS e WDS delle Figg. 12 e
13 si più notare inoltre la correlazione tra le zone
ricche in argento e quelle ricche in zolfo e cloro. È
quindi possibile ipotizzare che l’argento sia presente, in tali zone, come solfuro e cloruro, in accordo
con gli studi effettuati in precedenza [18].
L’imbrunimento del film riflettente e le formazioni
concentriche visibili nelle Figg. 9 e 11 sono quindi probabilmente dovuti alla formazione di cloruri
(bianchi) e solfuri (bruni) di argento.
Fig. 11 - Fotografia al SEM di una porzione di vernice
protettiva distaccatasi dal vetro. Nel quadrato rosso la zona
indagata mediante mappe EPMA-EDS e WDS
C
S
Ag
La vernice protettiva dei campioni di specchi ad argento è stata caratterizzata mediante XRD e mediante mappe EPMA-WDS per riconoscere i pigmenti,
i filler e gli inibitori di degrado in essa presenti e
mediante FTIR per individuare le classi di composti
organici usati come leganti.
Cl
Le analisi XRD e EPMA-WDS hanno rivelato che la
le vernici sono composte da basi inorganiche simili,
con componenti quantitativamente differenziati.
Fig. 12 - Mappa EPMA-EDS di C, O, Ag, S e Cl della zona
di campione mostrata in Fig. 11
La presenza di carbonio ad alta concentrazione è infatti dovuta alla parte polimerica della vernice.
S
La vernice protettiva
Ag
Cl
Le analisi XRD hanno individuato la presenza di
numerose falde cristalline in ogni vernice. Essi
erano generalmente composti bianchi (come TiO2,
CaCO3, SiO2, BaSO4, ZnO, Mg(CaCO3)2, CaSO4
•2H2O, CaSO4, SiO2 e clinocloro) usati come cariche e opacizzanti della resina utilizzata per verniciare, e ossidi di ferro e piombo, utilizzati come inibitori di corrosione dello strato di argento metallico.
Secondo alcuni studi [20-24], gli ossidi di ferro e di
piombo, passando a stati di ossidazione maggiore,
fungono da “anodi di sacrificio” rispetto all’argento
metallico, impedendone l’ossidazione.
Le mappe WDS (Fig. 14) mostrano le composizioni
degli strati in base alle diverse cariche e la verifica
della presenza dei composti identificati mediante
XRD valutando le correlazioni tra elementi.
Fig. 13 - Mappe EPMA-WDS di Ag, S e Cl della zona
di campione mostrata in Fig 11
37
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studi
2-2013
I vetri degli specchi ad argento sono risultati invece
principalmente vetri industriali di tipo Float [27].
Le analisi SEM e SEM-EDS del vetro potassico di
un campione di specchio ad amalgama hanno inoltre
permesso una valutazione dei fenomeni di degrado
del vetro stesso.
Il campione appare omogeneamente cosparso di
cristalli di aspetto allungato (“chicco di riso”) e da
depositi di grandi dimensioni.
Fig. 14 - Mappa EPMA-EDS di Na, Ca, Si, Ti, Mg, Al, S, Zn,
Ag, Ba, P e Fe degli strati di vernice di uno specchio ad argento
L’analisi FTIR dei campioni di vernice, previa estrazione con diclorometano, ha generalmente permesso di identificare il legante come formato da polimeri alifatici a lunga catena parzialmente esterificati
(Fig. 15), in accordo con gli studi riportati in letteratura [20-24].
L’analisi EDS e le mappe EPMA-WDS (riportate in
[28, 29]) di alcuni cristalli e di tali concrezioni hanno rilevato consistenti quantità di zolfo e potassio,
indicative della presenza di cristalli di solfato di potassio. Essi sono prodotti per ricristallizzazione degli ioni potassio, accumulati in superficie in seguito
al leaching, a contatto con SOx dell’atmosfera [30].
Le mappe EPMA-WDS dei principali elementi riscontrati nel vetro del campione (Fig. 16) hanno
permesso lo studio della loro distribuzione sulla
superficie del vetro intressata da weathering. Esse
evidenziano lo scambio ionico tra i cationi del vetro
e lo ione idrogeno, la formazione di craquelures dovute alla diminuzione di volume.
Fig. 15 - Esempio di spettro FTIR delle vernici protettive
dopo estrazione con diclorometano
Si
Na
O
K
I vetri
La composizione dei vetri dei campioni di specchi
analizzati è stata determinata mediante analisi XRF.
Essa è stata utilizzata in maniera quantitativa sul
bulk del vetro levigato e lucidato per mezzo di una
lappatrice con carburo di silicio e ossido di cerio.
I risultati dell’analisi quantitativa dei componenti
del vetro degli specchi ad amalgama di stagno sono
stati pubblicati da Arizio et al.[15].
38
Fig. 16 - Mappe EPMA-WDS di Si, Na, O e K
di una sezione trasversale di vetro evidenziano il leaching
della superficie del vetro
studies
studi
Conclusioni
Bibliografia
Questo studio ha permesso la caratterizzazione dei
materiali costitutivi e dei composti di degrado di
specchi antichi, contemporanei, artigianali e industriali, mediante l’utilizzo di tecniche di analisi chimico-fisiche. Le tecniche analitiche utilizzate, come
la Fluorescenza a raggi X (XRF), la Diffrattometria
a raggi X (XRD), la Microscopia Elettronica a Scansione (SEM), la Microsonda Elettronica (EPMAEDS e EPMA-WDS) e la Spettroscopia Infrarossa
in Trasformata di Fourier (FTIR) hanno permesso
sia lo studio della superficie riflettente delle varie
tipologie di specchio sia quello della composizione del vetro e dell’eventuale vernice protettiva. Tali
tecniche sono state utili anche per la determinazione dei composti di degrado delle varie tipologie di
specchio indagate. Il confronto tra i risultati ottenuti
ha infine permesso l’individuazione degli approcci
analitici più adeguati, in assenza di opportune indicazioni da parte di studi precedenti.
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Autori
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Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi,
Università Ca’ Foscari di Venezia, Venezia, Italia
R. Falcone, G. Sommariva, M. Vallotto,
S. Barberini, M. Preo
Stazione Sperimentale del Vetro,
Murano, Venezia, Italia
manifestazioni
ICG / GLASS TREND SEMINAR
Innovation in Glass Production
10 - 12 aprile 2013, Eindhoven (Olanda)
Dal 10 al 12 aprile 2013 si è tenuto ad Eindhoven, in Olanda, il
Congresso organizzato congiuntamente da ICG e Glass Trend
dal titolo “Innovation in Glass
Production”, il cui obiettivo era
di presentare i risultati dei Comitati Tecnici ICG (TC11, TC13,
TC14, TC15, TC18, TC21 e
TC25) appartenenti al Cluster
Glass Production.
Durante l’incontro è stato promosso lo scambio informazioni
sulle attività dei TC, la cooperazione tra TC e i nuovi indirizzi
per le attività di ricerca riguardanti l’industria vetraria. È inoltre stata discussa la formazione
di nuovi comitati tecnici per venire incontro alle mutate esigenze
dell’industria vetraria Europea.
Il Congresso ha avuto luogo al
Van Abbe Museum, in Eindhoven
(Olanda). Di seguito verranno descritti alcuni degli interessanti lavori presentati nelle varie sessioni.
La prima giornata è stata riservata ai meeting interni di alcuni
Comitati Tecnici, e ad una riunione dei coordinatori dei vari
Comitati (CTC Meeting).
Nel pomeriggio è stata organizzata una sessione speciale dedicata all’Innovazione, dove sono
state presentate soluzioni innovative per la produzione di contenitori (Hardglass - G. Lubitz,
Vetroconsult) e per l’ottimizzazione del processo di fusione
(Glass Melting Technology - R.
Beerkens, Celsian).
Durante la seconda giornata
sono stati presentati i risultati
dell’attività del TC13 (Ambiente ed Energia) con particolare
risalto a metodi di abbattimento
polveri (Ceramic Candel Waste
Filter - D. Lalart, ARC int.) e a
studi di efficienza e ottimizzazione energetica nei processi di
fusione (Energy Performance A. Unsal, Şişecam).
La sessione successiva ha riguardato la presentazione dei risultati dell’attività del Comitato
Tecnico sui materiali refrattari,
TC11, con attenzione alle indicazioni del comitato peri metodi
di test da applicare (Test Methods - B Fleischmann, HVG) e
un’interessante investigazione
sui materiali da utilizzare per i rigeneratori (Regenerator refractory study - A.J. Faber, Celsian).
Nel pomeriggio sono stati presentati in maniera congiunta i
risultati dell’attività dei comitati tecnici TC14 (gas nel vetro)
e TC18 (fusione) sul miglioramento della qualità del vetro a
partire dal processo di fusione. È
stato presentato un modello che
spiega la formazione dei deposi-
41
2-2013
2-2013
manifestazioni
ti di solfati nelle bolle (Sulphur
deposit - D. Koepsel), e un’esperienza industriale di sostituzione
del carbonato di calcio con la sua
forma calcinata nella produzione
di contenitori di vetro (Replacement of limestone - B. Arslan,
Şişecam).
La giornata si è conclusa con il
meeting GlassTrend.
Nella terza e ultima giornata
sono state presentate le attività
dei comitati tecnici TC15 (Sensori) e TC21 (Simulazioni). Per
il TC15 è stato presentato uno
studio sui sensori elettrochimici
per il monitoraggio del processo
di produzione, con risalto a potenzialità e limitazioni delle tecniche disponibili (Electrochemical sensor - H. Muller-Simon,
HVG-DGG). Per il TC21 è stato
presentato, tra gli altri, un lavoro riassuntivo sulla affidabilità
e limitazione della simulazione
del processo di fusione come
strumento per migliorare l’efficienza del sistema (Modeling of
glass melting - E. Muijsenberg
- Glass Service).
Nel pomeriggio sono stati presentati diversi lavori sull’attività del TC25 (formatura), con
particolare risalto ad uno studio
sul miglioramento della geometria dei contenitori di vetro mediante l’integrazione dell’analisi
agli elementi finiti del contenitore con i parametri di Weibull
sperimentali (Finite Element
Analysis - A. D’Este, SSV).
L’ingegnere Alberto D’Este (SSV)
durante la sua presentazione
42
Il congresso si è concluso con
una riunione finale organizzativa
riguardante la cooperazione tra i
diversi TC e l’opportunità di creare nuovi comitati tecnici su temi
di attualità per l’industria del vetro, quali l’efficienza energetica
e i processi di combustione.
a cura di Stefano Ceola
manifestazioni
VINITALY 2013
Verona, 7-10 aprile
Con 148.000 presenze, delle
quali 53.000 estere, Vinitaly
2013 rafforza la sua posizione di
leader internazionale tra le fiere
del vino dedicate al business. Di
qualità gli operatori, che nella
quattro-giorni veronese hanno
avuto contatti con oltre 4.200
aziende espositrici da più di 20
paesi. Efficace il lavoro di incoming mirato realizzato da Veronafiere, con aumento dei buyer
dai più importanti mercati e da
quelli più promettenti.
“Abbiamo raggiunto le 148.000
presenze, delle quali 53.000
estere da 120 paesi: è un risultato importante per uno dei settori
di rilievo del made in Italy, che
ancora traina la bilancia commerciale del Paese e dà lavoro e
ricchezza ai territori e all’immagine dell’Italia nel mondo. Un
incremento del 6% dei visitatori
totali che premia le oltre 4.200
espositrici da più di 20 paesi che
hanno investito nel Vinitaly e
riconoscono la centralità internazionale della rassegna”, commenta il presidente di Veronafiere, Ettore Riello.
“Il dato in crescita del 10% sugli esteri rispetto al 2012 - evidenzia Giovanni Mantovani, direttore generale di Veronafiere è accompagnato dalla grande
qualità dei visitatori. Si tratta
sempre più di operatori specializzati, di buyer esteri provenienti dai mercati tradizionali, ma
anche dai paesi emergenti, sempre più interessati al vino italiano quali Cina e Russia”.
In aumento anche le presenze di
giornalisti che salgono a 2.643
da 47 paesi, contro le 2.494 da 42
nazioni del 2012. Fondamentale
per questo risultato è stata l’attività di incoming realizzata da
Veronafiere attraverso Vinitaly
International e i suoi rappresentanti in 60 Paesi, che ha permesso di portare a Verona rappresen-
tanze commerciali da tutti i continenti, così come l’accordo con
Ice - Agenzia per la promozione
all’estero e l’internazionalizzazione delle imprese italiane.
L’attenzione ai mercati internazionali è nella mission di Vinitaly, che ogni anno organizza
iniziative mirate e stringe accordi con enti ed istituzioni allo
scopo di supportare le aziende
orientate all’export. OperaWine
è tra queste, dedicata ai buyer
esteri, ma fortemente orientata
al mercato USA grazie alla collaborazione con Wine Spectator,
mentre alla Cina sono stati dedicati quest’anno tre focus ed ha
partecipato alla rassegna una delegazione ufficiale del Ministero
del commercio della Repubblica
Popolare Cinese.
Già vetrina mondiale del vino,
con OperaWineExpo Vinitaly
diventerà, a Verona, l’evento vitivinicolo più importante del calendario di appuntamenti previsti in Italia per l’Expo di Milano
nel 2015, grazie all’intesa definita con l’amministratore delegato
di Expo 2015, Giuseppe Sala.
Presenti a Vinitaly, anche Sace e
Simest, le due realtà che sostengono lo sviluppo, la competitività e l’internazionalizzazione
delle aziende italiane e che già
collaborano con Veronafiere in
43
2-2013
2-2013
manifestazioni
altri settori e paesi, quali il Brasile. Nel corso della manifestazione Sace ha presentato l’ultimo rapporto sull’export e la guida ai mercati ad alto potenziale
2013-2016 per il comparto del
vino, con un focus sul Veneto.
Simest, con il suo amministratore delegato Massimo D’Aiuto,
ha illustrato invece un progetto
di promozione del moscato italiano sui mercati stranieri.
Vinitaly è stata inoltre la sede
prescelta per la firma tra UniCredit, Coldiretti, Cia e Confagricoltura dell’accordo per il
sostegno del settore vitivinicolo
e della presentazione di “UniCredit International per il Vino”,
il progetto che mette a disposizione delle pmi del settore vitivinicolo un’offerta dedicata di
servizi a supporto dell’export.
A Vinitaly 2013 è nato anche il
primo Osservatorio su energia
e settore vitivinicolo, per fare il
punto sullo stato attuale e prevedere gli sviluppi futuri nel campo di sostenibilità, best practice
e applicazioni “smart” nel ciclo
produttivo, dalla vigna alla bottiglia. Nel corso della manifestazione, durante il convegno
“Wine and Energy”, sono stati
presentati i risultati preliminari
della ricerca condotta dal team
di Smart Energy Expo, la nuova
rassegna di Veronafiere sull’efficienza energetica in programma dal 9 all’11 ottobre 2013.
Attenta al mercato internazionale, Vinitaly non ha trascurato
il mercato interno, analizzato in
questa edizione con la presentazione di due ricerche: quella
44
tradizionale sulle vendite di vino
nella gdo, con quest’anno un approfondimento sul ruolo della
grande distribuzione nell’export
di vino italiano, e una sulle tendenze di consumo di vino in Italia per fasce di età, preferenze di
gusto e luogo di consumo.
Vinitaly chiude oggi, ma l’attività continua: con la nuova
iniziativa di e-commerce VinitalyWineClub presentata alla
vigilia della manifestazione, con
le tappe in Russia, Usa e Hong
Kong di Vinitaly International.
E già si pensa all’edizione 2014,
in programma dal 6 al 9 aprile, che vedrà l’esordio di VinitalyBio, il nuovo salone dedicato ai vini certificati biologici
organizzato in partnership con
FederBio.
“Un Vinitaly positivo, con tanti operatori italiani. Parecchi i
contatti nuovi con operatori
cinesi, russi e brasiliani, che
sono i Paesi che ci interessano a breve-medio termine. Ma
questa edizione del salone è
stato anche ricco di iniziative,
sia di convegni che di incontri
tecnici e finanziari”. A dirlo
Rolando Chiossi, vicepresidente di Giv e di Cantine Riunite Civ, cui fa eco Francesco
Zonin, vicepresidente Cantina
Vinicola Zonin, per il quale
quello di quest’anno è stato un
ottimo Vinitaly, che ha dato
positività al settore. “Molti gli
operatori dalla Cina - ha continuato Zonin -, speriamo che
sia un’opportunità per esportare in questo grande mercato dove l’Italia è ancora poco
presente”.
Non si aspettava tanto entusiasmo Anna Abbona, proprietaria di Marchesi di Barolo: “Un
grande Vinitaly, dove anche
l’Italia ha dimostrato di reagire
al momento. Noi abbiamo consolidato i rapporti con i nostri
buyer, ma siamo anche riusciti
a completare i contatti in alcuni mercati che ci interessavano,
come Francia, Giappone, Cina,
Singapore, Thailandia, Kazakistan, Russia, Ucraina. Bene la
Cina, perché ci sta dando l’entusiasmo di cui abbiamo bisogno
in questo momento, con il loro
interesse per il vino italiano.
L’appeal dell’Italia è proprio
nei nostri prodotti unici e tipici,
che sono un punto di attrazione da valorizzare. Eventi come
quello di Vinitaly ci danno un
bell’aiuto”.
Molti appuntamenti anche per
Planeta: “L’estero continua a tirare - ha dichiarato Alessio Planeta, proprietario e amministratore dell’omonima azienda vitivinicola. Molti i buyer europei
specialmente da Gran Bretagna,
Germania, Svizzera, Centro ed
Est Europa”.
manifestazioni
Un Vinitaly oltre le aspettative
per Luca Rigotti, presidente del
Gruppo Mezzacorona, “e nonostante la crisi la risposta degli operatori è stata importante,
con molti esteri e molti addetti ai
lavori. Questo - ha proseguito
Rigotti - ci ha permesso di implementare ulteriormente i nostri contatti anche nei paesi dove
siamo già presenti. Mi pare ci
sia stata più gente dello scorso
anno, quindi Vinitaly si conferma evento molto importante”.
Contenta di questa edizione di
Vinitaly Albiera Antinori, vicepresidente di Marchesi Antinori, “che ha rinfrancato lo spirito
anche riguardo al mercato italiano. Abbiamo visto operatori provenienti un po’ da tutto il
mondo, meno dall’Asia, ma noi
siamo molto soddisfatti”.
A Vinitaly contatti, ma anche
attività commerciali, con Pietro
Mastroberardino, dell’omonima
azienda vinicola - che ha affermato: “Alcuni importatori hanno raddoppiato le previsioni di
fatturato per quanto riguarda le
nostre referenze anche in alcuni
mercati europei come la Gran
Bretagna”.
Molti i contatti e le occasioni
di business anche sul fronte dei
buyer esteri a Vinitaly: oltre a
quelle provenienti dall’Europa,
si sono distinte le presenze da
Russia e Far East, con Cina in
testa, seguita dal Giappone.
Tra gli importatori cinesi,
Edward Liu, titolare di SinoDrink, specializzato in vino
italiano con 50 aziende in portafoglio, ha dichiarato: “Il vino
italiano piace e l’apertura di
molti ristoranti italiani in Cina
può dare una mano alla sua diffusione. Servono però iniziative
di promozione mirate, tasting
e traduzioni di libri sul vino per
allargare il mercato”.
L’importatore russo Andrey Golovchenko, di PPPUDP - Product Supply Enterprise of Administrative Department of the President of the Russian Federation,
che rifornisce l’amministrazione
russa ma anche distributori privati, ha spiegato: “A Vinitaly ho
incontrato una cinquantina di
cantine, grandi e piccole realtà. Era la mia prima visita alla
manifestazione con l’obiettivo
di raccogliere un portafoglio di
500-600 vini italiani di tutte le
fasce di prezzo”.
È rimasta decisamente “impressionata” da Vinitaly Janet Wang
responsabile sviluppo internazionale di Tmall, primo sito web
b2c del retail in Cina: “Tutti
i grandi protagonisti del vino
italiano erano presenti ed è stata
una grande occasione per conoscerli personalmente e iniziare a
stabilire contatti per favorire
nuovi business tra Italia e Cina”.
Prima volta a Vinitaly, invece,
per Jared Liu, amministratore
delegato e fondatore di YesMyWine, il più grande sito di e-commerce in Cina: “L’ho trovata una
fiera di prim’ordine nel panorama mondiale - ha commentato -.
A partire da oggi il vino italiano sarà protagonista in Cina.
Lanceremo da subito uno speciale dedicato ad alcuni dei produttori presenti ad OperaWine”.
45
2-2013
2-2013
Together with:
- XXIX A.T.I.V. Conference
- GlassTrend Seminar
- ICG Annual Meeting
- ESG Annual Meeting
- ICG Technical Committees
Parma (Italy)
21-24 September 2014
First Announcement
&
Call for Paper
Organized by
46
Rivista della Stazione Sperimentale del Vetro 2-2013
CONFERENCE AIMS AND THEMES
CALL FOR PAPER
A.T.I.V. (Association of Italian Glass Technologists) and SSV (Stazione Sperimentale del Vetro), in cooperation with the University of Parma,
are pleased to announce the next 12th ESG Conference that will be held in Parma
(Italy) in September 2014.
The abstracts (about 300 words) should be written in English, the official language of the event.
Authors should specify whether they prefer an
oral or poster presentation. Please find the instructions for abstract preparation at the web
page: http://www.esg2014.it
The 12th ESG Conference will be a three-days
event with a conference agenda organized into
parallel sessions, poster session and visits to
plants. A Sightseeing Tour, Gala Dinner and Accompanying Person Program will additionally
contribute to the success of the event.
Authors will be notified about the acceptance of
their abstract. All abstracts will be published on
the Book of Abstracts.
The papers received before July 31, 2014 will be
published in electronic version and distributed to
the participants.
The powerpoint presentations received during
the conference will be uploaded after the conference on the 12th ESG 2014 Conference web-site
(upon author’s authorization).
The aim of this conference is to present and discuss ways to improve the quality and the performance of glass products in their various applications.
The conference will maintain the quality of the
previous congresses while incorporating new
features to learn about the latest developments in
glass technology and European Regulations.
IMPORTANT DATES
The technical tracks will focus on specific needs
of glass industries and in particular we would
like to discuss about:
Notification acceptance of abstract:
January 31, 2014
Abstract submission deadline:
December 31, 2013
Early bird registration: June 30, 2014
1. Glass Technology
2. Glass & Environment
3. Properties & Measures
4. Special Glasses
5. Safety & Hygiene
6. Glass in Architecture
Final paper submission deadline: July 31, 2014
JOURNALS
th
In connection with the 12 ESG Conference,
the XXIX A.T.I.V. Conference, the GlassTrend
Seminar, the Annual Meeting of the International
Commission on Glass (ICG), the Annual Meeting of the European Glass Society (ESG) will
be organized and the ICG TC Meetings will be
hosted during the conference.
A sponsor program will be defined in order to
promote their activities.
All papers received within July 31, 2014 will be
published on the Conference Proceedings in digital form.
Selected papers will be submitted to:
• Glass Worldwide (A.T.I.V.’s Official Journal),
published by Chameleon Business Media Ltd.
• La Rivista della Stazione Sperimentale del Vetro, electronic Journal edited by Stazione Sperimentale del Vetro
47
2-2013
PRELIMINARY REGISTRATION FORM
12th ESG CONFERENCE
Please write in capital letters,
complete and fax or e-mail this form to:
Scientific Secretariat
Fax +39 0525 404229 e-mail: [email protected]
Surname
Title
First Name(s)
Company, Institution etc
Street, PO Box
Postal Code
City
Country
Phone
Fax
E-mail
I am interested in the conference.
Send me the final announcement and program
I plan to present a paper
Tentative title of the paper:
48
Oral
Poster
Rivista della Stazione Sperimentale del Vetro 2-2013
Congress Chairs
Alessandro Bandini
A.T.I.V.
[email protected]
Stefano Manoli
SSV
[email protected]
Scientific Committee
Ruud Beerkens
Paolo Colombo
Alicia Duran
Piero Ercole
Nicola Favaro
Angelo Montenero
Fabiano Nicoletti
John Parker
Gianni Royer Carfagni
Bianca Maria Scalet
Masahiro Tatsumisago
Roger Ulrich
René Vacher
Organizing Committee
Associazione Tecnici
Italiani del vetro
Stazione Sperimentale
del Vetro
www.ativ-online.it
www.spevetro.it
Università degli Studi di Parma
www.unipr.it
supported by
www.assovetro.it
www.icglass.org
Organizing Secretariat Scientific Secretariat
Emmevi SpA.
Dr.ssa Guglielmina Gnappi
Dipartimento di Chimica
Phone +390521290191
Fax +390521291314
Dr.ssa Barbara Ferrari
A.T.I.V.
General Information
http://www.esg2014.it
Venue
The conference venue, Parma, is in northern Italy.
It offers beautiful views and
is well known
also as the
capital of the
foodvalley: the
rich tradition
of the local
products of the territory and the province include
its famous Parma ham, salami and the renowned
Parmigiano-Reggiano cheese.
In September, Parma weather is at its finest.
Parma is a relatively small city, but it can nevertheless boasts some truly monumental architecture, rich artistic heritage and a range of important cultural institutions.
Among the main attractions in town, the masterpieces of Romanesque art, i.e. the Cathedral and
the Baptistery. The frescoes by Correggio and
Parmigianino, Pilotta Palace, some monumental
churches, the Ducal Palace, the Regio Theatre
are all evidence of the past as the capital of the
Duchy of Parma and Piacenza, ruled by the
Farnese family first, then by the Bourbons, now
ruling Spain, then by Maria Luigia of Austria,
Napoleon’s wife. It is also the town of birth of
Giuseppe Verdi and Arturo Toscanini.
The 12th ESG Conference will take
place at the Department of Engineering
at the University
Campus in Parma
(Italy). The seven
multifunctional halls,
with a total of 800
seats, can host parallel sessions. In every conference hall: wi-fi connection, slide film video projections, overhead projections.
The University Campus is about 5 km from Parma centre and it represents the scientific pole of
its University. It is easily reached by bus (about
15 minutes from downtown) or by car.
Google Maps: 44.764721, 10.312588
49
2-2013
agenda
Agenda 2013
Warsaw
Poland
Glassman Europe 2013
Glassman Europe provides an excellent opportunity to network, meet and do business with
key manufacturing industry figures involved with all aspects of the design, process and
production of hollow and container glass
www.glassmanevents.com
May
22-23
Beijing
China
GPD CHINA
Glass Performance Days conferences represent a platform for future innovations and their
commercialization, while aiming towards the harmonization of global standards and the
promotion of high performance value added products
www.gpd.fi/en/Conferences/GPD-China
May
22-23
Manchester
United Kingdom
Glass Focus Conference
The Conference is the second British Glass event of its drawing on the success of the
2012 Conference
www.britglass.org.uk
June
2-7
San Diego (CA.)
USA
PacRim 10, 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
e-mail: [email protected] - www.pacrim10.org
June
6
Ceram
United Kingdom
Furnace Solutions
One-day conference that focuses solely on the practical problems in glass melting with the
emphasis on sharing experiences and proposing solutions to the challenges of today
www.furnacesolutions.co.uk
July
1-5
The Czech Republic
September
3-4
Orlando (Fl)
USA
September
3-5
Dubai
UAE
September
10-12
Las Vegas (NV)
Atlanta (GA)
USA
October
23-26
Milano
Italy
May
7-8
Prague
XXIII International Congress on Glass
e-mail: [email protected]
Glass Solutions 2013
www.quartzltd.com
Gulf Glass 2013 - Dubai World Trade Centre
www.glassinthegulf.com
GlassBuild America
Annual, all-encompassing event that will bring the entire glass and fenestration industries
together in one venue for the first time in North America
www.glassbuildamerica.com
Vitrum - Fiera Milano
International trade show specialized in machinery, equipment and systems for flat, bent and
hollow glass and in glass and processed products for industry
www.vitrum-milano.it
Agenda 2014
September
22-25
50
Parma
Italy
ESG 2014: A.T.I.V. (Associazione Tecnici Italiani del Vetro) - Stazione Sperimentale del Vetro
e-mail: [email protected] - www.ativ-online.it
RIVISTA della
indice del volume 42 - 2012
gennaio-febbraio 2012 - n. 1
marzo-aprile 2012 - n. 2
In questo numero ........................................... 2
In questo numero ........................................... 2
Editor’s Note
Editor’s Note
Riassunti
............................................................. 4
Riassunti
Summaries
Summaries
Presentazione
Progetto VALIRE ............................................ 6
Studi
The VALIRE Project Presentation ................................ 15
Piero Ercole
Studi
Caratterizzazione chimico-fisica e riutilizzo tramite
vetrificazione di ceneri e scorie da inceneritore RSU ........ 24
The chemical-physical characterization and re-use
of fly ashes and bottom ashes from MSW incinerators ...... 34
Roberto Falcone, Sandro Hreglich
Macinazione e separazione delle scorie in due frazioni.
Impiego della più fine per neutralizzare
correnti acide di scarto ................................................ 44
Bottom ash milling and separation in two fractions.
Use of the finest one for the neutralization
of the waste acid solution ............................................ 50
Piero Ercole
Utilizzo della frazione grossolana delle scorie trattate
nella produzione di gres porcellanato ........................... 56
Ceramic mixtures containing incinerator slag
in the production of glazed porcelain tiles ..................... 65
Michele Valla
Cultura del vetro
“Vetro Murrino, da Altino a Murano”........67
Culture of Glass
Exhibition “Vetro Murrino, da Altino a Murano” .......... 70
.............................................................. 4
Utilizzo della frazione grossolana di scorie trattate
e di rottame di vetro per la produzione
di materiali vetroceramici densi e porosi ...................... 6
Usage of the coarse fraction of treated slags
and glass cullet in the manufacturing
of dense and porous glass-ceramics ............................ 15
Enrico Bernardo, Giovanni Scarinci,
Paolo Bertuzzi, Piero Ercole, Ludovico Ramon
Produzione di lana di roccia su scala industriale
da vetrificazione di ceneri e scorie da RSU .................. 23
Industrial tests for the production of rock wool
from the vitrification of bottom and fly ash ................... 28
Paolo Bertuzzi
Progetto di forno industriale
per la produzione di lana di roccia ............................... 33
Heat balance of a rock wool furnace ............................ 40
Roberto Dall’Igna, Stefano Maurina, Simone Tiozzo
Possibilità di impiego delle scorie per la produzione
di lane di roccia e lane minerali
negli impianti europei .................................................. 47
Rock wool production on industrial scale
using bottom ash under-products
from solid waste incinerators ...................................... 55
Piero Ercole
Cultura del vetro
“Vetro Murrino, da Altino a Murano”...... 63
Culture of Glass
Exhibition “Vetro Murrino, da Altino a Murano” ......... 66
Agenda ................................................................. 73
Agenda ................................................................. 69
51
RIVISTA della
maggio-giugno 2012 - n. 3
luglio-agosto 2012 - n. 4
In questo numero ........................................... 2
In questo numero ........................................... 2
Riassunti .............................................................. 3
Riassunti .............................................................. 3
Studi
Studi
Sostituzione dell’arsenico nelle miscele vetrificabili
per la produzione di vetri colorati .................................. 4
Replacement of arsenic in hand-made coloured
glass production
Roberto Falcone, Sandro Hreglich, Bruno Profilo
Valutazione comparativa del rischio occupazionale
legato all’uso di triossido arsenico e dei suoi sostituti
nella produzione del vetro artistico muranese ............ 5
Valentina Faggian, Nicola Favaro, Elisa Giubilato,
Lisa Pizzol, Petra Scanferla, Antonio Marcomini
Analisi comparativa del Ciclo di Vita dei manufatti
artistici in vetro prodotti nelle fornaci di Murano
utilizzando miscele vetrificabili contenenti arsenico
o sostanze ad esso alternative ..................................... 13
Comparative Life Cycle Assessment (LCA) of hand-made
artistic glass produced in melting furnaces of Murano
using batch compositions with arsenic or alternative
raw materials
Marta Beggio, Sandro Hreglich, Petra Scanferla,
Stefano Zuin
I risultati del riciclo del vetro nel 2011
e le previsioni future..................................................... 15
CO.RE.VE.
La pratica chimica dei vetrai del Rinascimento
La preparazione delle materie prime (I Parte).............. 24
Cesare Moretti
ESG 2014
12ª Conferenza Europea del Vetro .............................. 40
Commemorazione
In ricordo di Oreste Scaglioni ...................................... 20
Innovazioni
Processo innovativo per il riciclo del vetro.................... 43
Associazioni
ATIV Associazione dei Tecnici Italiani del Vetro
Da un granello di sabbia... alla forza di una struttura ... 22
ATIV Association of Italian Glass Technologists
From a grain of sand... to the strenght of a structure ..... 28
.............................................. 34
a cura di Erica Ladogana
Agenda ................................................................. 40
52
AIHV ......................................................................... 48
In ricordo di Cesare Moretti ....................................... 55
Glass Trend ................................................................ 56
Manifestazioni
Dal mondo del vetro..................................
Associazioni
41
Manifestazioni ................................................. 60
Agenda ................................................................. 63
RIVISTA della
settembre-ottobre 2012 - n. 5
novembre-dicembre 2012 - n. 6
In questo numero ........................................... 2
In questo numero ........................................... 2
Riassunti .............................................................. 3
Riassunti .............................................................. 3
Studi
Studi
Determinazione quantitativa rapida di piombo
e altri metalli nei contenitori in vetro
per uso alimentare mediante spettrometro XRF
portatile a dispersione di energia ................................... 5
Roberto Falcone, Angelo Agostino
La preparazione delle materie prime
(III e ultima parte) ........................................................ 4
Cesare Moretti
Principali norme per l’analisi e la caratterizzazione
dei materiali refrattari ................................................ 18
Stefano Sanchetti, Simone Tiozzo
La preparazione delle materie prime (II Parte) ........... 31
Cesare Moretti
Manifestazioni ................................................. 46
Associazioni
CoReVe ...................................................................... 31
Intervista a Gianpaolo Caccini ................................... 37
L'angolo dei lettori
Proposte idee quesiti .................................................. 40
Agenda ................................................................. 43
Dal mondo del vetro ..................................
Dal mondo del vetro ..................................
56
44
Agenda ................................................................. 73
53

n°2 anno 2013 - Stazione Sperimentale del Vetro

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