浅析建筑玻璃的种类及各自性能.doc

浅析建筑玻璃的种类及各自性能摘要：如今，玻璃材料运用甚广，尤其在建筑领域里。作为艺术设计专业的学生，不论以后从事环艺行业还是景观行业，对于玻璃这种材料的运用都是必不可少的。但是，只有较为系统的了解该行业内几种常用玻璃的性能，才能在在以后的工作中对其熟练运用。因此，借此机会我查询了一些常用的建筑玻璃的知识，对他们的性能做了简要分析，希望为以后的学习工作打下良好的基础。关键词：建筑、材料、玻璃在我们现在的生活中，玻璃材料随处可见：玻璃幕墙、家具、装饰、地面因为玻璃拥有水晶般的金莹剔透，所以备受人们青睐。人类学会制造使用玻璃已有上千年的历史，但是1000多年以来，作为建筑玻璃材料的发展是比较缓慢的。随着现代科学技术和玻璃技术的发展及人民生活水平的提高，建筑玻璃的功能不再仅仅是满足采光要求，而是要具有能调节光线、保温隔热、安全（防弹、防盗、防火、防辐射、防电磁波干扰）、艺术装饰等特性。随着需求的不断发展，玻璃的成型和加工工艺方法也有了新的发展。现在，常见的平板玻璃、镀膜玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、中空玻璃等新技术玻璃在建筑中的用量迅速增加，成为继水泥和钢材之后的第三大建筑材料。一、平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃。其化学成分一般属于钠钙硅酸盐玻璃，组成范围是：SiO27073(重量，下同)；Al2O303；CaO612；MgO04；Na2O+K2O1216。它具有透光、透明、保温、隔声，耐磨、耐气候变化等性能。平板玻璃主要物理性能指标:折射率约1.52；透光度85以上(厚2毫米的玻璃,有色和带涂层者除外)；软化温度650700°C;热导率0.810.93瓦/（米·开）；膨胀系数910×10-6/开；比重约2.5；抗弯强度1660兆帕。不同厚度地平板玻璃其用途也有所差异：(1)3-4mm玻璃。在称呼玻璃的厚度时，毫米(mm)俗称为“厘”。我们平时所说的3厘玻璃，就是指厚度3mm的下班。这种规格的下班主要用于画框表面。(2)5-6mm玻璃。主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型中。(3)7-9mm玻璃。主要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中。(4)9-10mm玻璃。可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目。(5)11-12mm玻璃。可用于地弹簧玻璃门和一些活动和人流较大的隔断之中。(6)15mm以上下班。一般市面上销售较少，往往需要订货，主要用于较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。镀膜玻璃镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：热反射玻璃、低辐射玻璃（Low-E）、导电膜玻璃等。热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有适当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃，主要用于建筑和玻璃幕墙；低辐射玻璃是在玻璃表面镀由多层银、铜或锡等金属或其化合物组成的薄膜系，产品对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用；导电膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化铟锡等导电薄膜，可用于玻璃的加热、除霜、除雾以及用作液晶显示屏等。镀膜玻璃的生产方法很多，主要有真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉积法以及溶胶凝胶法等。磁控溅射镀膜玻璃利用磁控溅射技术可以设计制造多层复杂膜系，可在白色的玻璃基片上镀出多种颜色，膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好，是目前生产和使用最多的产品之一。真空蒸发镀膜玻璃的品种和质量与磁控溅射镀膜玻璃相比均存在一定差距，已逐步被真空溅射法取代。化学气相沉积法是在浮法玻璃生产线上通入反应气体在灼热的玻璃表面分解，均匀地沉积在玻璃表面形成镀膜玻璃。该方法的特点是设备投入少、易调控，产品成本低、化学稳定性好，可进行热加工，是目前最有发展前途的生产方法之一。溶胶凝胶法生产镀膜玻璃工艺简单，稳定性也好，不足之处是产品光透射比太高，装饰性较差。镀膜玻璃中应用最多的是热反射玻璃和低辐射玻璃，基本上采用真空磁控溅射法和化学气相沉积法两种生产方法。 镀膜玻璃的膜层很薄，约只有发丝直径的千分之一左右。应避免与硬物磨擦，以免划伤膜层，同时应禁止接触各类强酸、强氧化性气体、液体可强溶解性有机溶济，以免膜层受损。在良好的维护条件和大气环境下，镀膜玻璃能使用十年以上的时间。夹层玻璃 夹层玻璃是在两片或多片玻璃之间用透明的中间膜在加热加压条件下牢固粘合而成。因使用的玻璃片和中间膜的不同而可以制成透明，各种色彩或各种图案的夹层玻璃。其优良性能如下：安全性夹层玻璃所用中间膜耐候性好、弹性好、机械强度高、与玻璃粘结牢固。在夹层玻璃一旦受外来冲击破碎时，碎片仍被中间膜粘住，避免了因玻璃脱落而造成的人身伤害事故。同时,整块玻璃仍保持原来的形状和一定的可见度，在更换新玻璃之前的一段时间内起到保护作用，继续阻挡外来冲击或风雨的侵入。隔音性能在需要控制噪音的工作室、阅览室、教室、医院、住宅等场所，应考虑安装能隔噪音的玻璃。普通单片玻璃在通常的1000Hz2000Hz范围会发生共鸣现象，而汽车飞机等在这个音频范围内有相当高的声能，其噪音的穿透率很高。夹层玻璃使用较厚的中间膜时，阻隔噪音达30分贝以上，完全可将马路上高达80分贝的噪音阻隔至50分贝以下安静室内的程度。光学性能夹层玻璃中间膜对可见光的透明度非常好，合成夹层玻璃以后，其透光性能与具有同等颜色玻璃原片的相同，也同样没有光学失真。夹层玻璃中间膜具有非常优异而且是非常持久的防紫外线能力，可以防止紫外线辐射对各种器具的褪色和破坏作用。不管是透明的还是彩色的中间膜几乎都不透过紫外线。用彩色中间膜制成的夹层玻璃可以控制太阳能的透过量，以适应建筑或交通工具的设计要求。用不同色彩中间膜的夹层玻璃能控制阳光的透过率范围为1477，有各种色彩和各种图案。综上所述，夹层玻璃是一种功能齐全,适用性特别好的安全玻璃。不足之处有二：一是隔热性能不如中空玻璃；二是价格也比较高。钢化玻璃玻璃钢化的作用玻璃是一种脆性材料，抗张强度很低。因为脆性材料的强度在很大程度上取决于表面结构。玻璃的表面看起来很完整光滑，实际上有大量的微裂纹。微裂纹在张应力作用下，起初是裂纹扩大，然后从表面开始破裂。因此, 如果能消除这些表面微裂纹的影响，抗张强度就可能显著提高。钢化是消除表面微裂纹影响的一种方法，它使玻璃表层处于强大压应力之下。这样，只有外界作用于玻璃表层的张应力超过这压应力，玻璃才有可能破裂。钢化原理把玻璃加热，然后经过快速冷却（有点象金属淬火），使玻璃内部具有很大的张应力，而在其表面产生更大的压应力。其作用就如同预应力钢筋混凝土构件利用受拉钢筋在需要增强的部份产生压应力一样。不同的是，预应力钢筋混凝土只在部份区域产生压应力，而钢化玻璃则是在全部表面产生压应力。玻璃的钢化淬火过程与金属的表面淬火处理的硬化过程也不同。玻璃的钢化处理，并没有对玻璃表面进行硬化，因而玻璃钢化后，表面抗擦伤、划伤的能力并没有明显提高。钢化玻璃的特性安全性：钢化玻璃的破碎方式很独特，破裂后成为细小的呈较钝角的碎片，大多近于小正方体，基本无锋利尖角，不会对人体造成重大伤害，是一种安全玻璃。有一次，某公司员工在搬运一片19mm厚，重达300多公斤的钢化玻璃时，不慎使一角重重地撞击水泥地面而整片爆碎，碎玻璃倾泻到一位没戴安全帽的工人头上，幸好都是碎小的玻璃块，没受大的伤害，仅是一耳后皮肤有点小划伤。如果这是块未钢化的玻璃破碎了，后果不堪设想。高强度：由于钢化玻璃表面存在相当大的压应力，因此具有较高的机械强度，是退火玻璃的4倍及以上。可以满足高层、超高层建筑的要求。热稳定性：钢化玻璃具有良好的热稳定性。钢化玻璃能经受的温差是退火玻璃的2.53倍。在普通退火玻璃上直接放置开水杯，就可能导致玻璃破裂；而把超过300熔融的铅液浇在0的钢化玻璃上，玻璃不破裂。再加工性：一般不能再加工。钢化玻璃的任何一个部位被损坏，都会导致整块玻璃全部破碎成小碎片。因此，玻璃必须先经切割、磨边、切角、钻孔等加工成所需形状后才能进行钢化。缺陷：首先，钢化玻璃因极少数片中含有硫化镍杂质而自行爆碎。如钢化后没有进行特殊的热处理，就是这些少数片，可能在几个月内爆碎，也可能在几年后爆碎。如深圳的一座大厦，其钢化玻璃幕墙，从1996年建成至今，断断续续有少量玻璃片爆碎。玻璃碎了虽然没有造成人身伤害，但使窗户或墙体留下一个大窟窿，既难看又不安全，补片安装都费劲。其次，钢化玻璃的平整度没有钢化前那么好。再次，有时可隐约甚至明显看见钢化玻璃上的应力纹。待添加的隐藏文字内容1半钢化玻璃在建筑上某些部位安装的玻璃不涉及人身安全，也需要安装强度较高的玻璃，以增加风压强度和防雹能力。但又希望一旦发生事故，玻璃破裂时不要全部碎落或要求玻璃的变形尽量小。这些部位可以安装半钢化玻璃。半钢化玻璃的强度是退火玻璃的24倍，但破裂时碎片较大，与退火玻璃相似，不能作安全玻璃使用。钢化玻璃与半钢化玻璃的比较安全性：钢化玻璃破碎时，整片玻璃碎成小颗粒状态，这样在人体接触到碎玻璃，或者从高层建筑坠落时，都不会给人带来严重的伤害。 而半钢化玻璃在破碎时，整片玻璃的裂纹从受力点开始扩展到边缘，呈放射性状态，并且绝大部分玻璃仍保留在框架内。半钢化玻璃如果从建筑物上坠落下来，也会像普通玻璃一样给人带来极严重的伤害。强度：半钢化玻璃的强度是浮法退火玻璃的2倍多，而钢化玻璃的强度是浮法退火玻璃的4倍及以上。热稳定性：半钢化玻璃的热稳定性比原退火玻璃提高一倍。但低于钢化玻璃。 再加工性：半钢化玻璃与钢化玻璃一样也具有不可再加工性，当进行再加工时，玻璃都会破裂。 自爆性：钢化玻璃如含有硫化镍杂质或钢化过度等原因而具有自爆性，而半钢化玻璃容易避免自爆现象。 平整度：半钢化玻璃的弓形和波形变形比钢化玻璃小，这种较好的平整度，有利于再加工为半钢化镀膜玻璃或半钢化夹层玻璃。中空玻璃中空玻璃是一种以两片或多片玻璃组合而成，玻璃与玻璃之间的空间和外界用密封胶隔绝，里面是空气或其他特殊气体。中空玻璃具有优良的隔热和隔音性能，相比砖墙或混凝土墙体又轻得多。对于建筑节省能源的要求，中空玻璃以其不可替代的优越性能而被广泛使用：如高档宾馆、饭店、机场、医院、科研所、实验室，以及仪器仪表、电子、广播电视、机车车辆等需为室内创造恒温恒湿或需隔热隔音等场所，还有中高档住宅，以及食品橱、冷藏柜等。 优良性能即使是3mm玻璃+12mm空气层+3mm玻璃的中空玻璃，其隔热能力不亚于100mm厚的混凝土墙，采用厚一些的玻璃，或三层玻璃加两层空气层，则隔热性能更高得多。 优良的隔音性能，一般可使噪音衰减约30分贝，把马路上的噪音都隔绝了，最高可使噪音衰减50分贝左右。玻璃结构优质的中空玻璃，应选用相应的优质玻璃片，高强度高气密性粘结密封胶、优质铝合金间隔框和干燥剂，采用两次密封工艺，将两片或多片玻璃组合成中空玻璃产品。 其工艺流程是：玻璃周边的铝间隔框自动成型灌装干燥剂、在框上涂布丁基胶；自动清洗玻璃原片、上铝间隔框、合片、压片，使两片或更多原片通过丁基胶与铝间隔框粘接在一起并构成第一道密封；最后由封胶机自动混胶、封涂双组份密封胶，构成第二道密封。可通过控制封胶宽度以达到所需的密封和强度性能，并使中空玻璃内气体层长期保持干燥以避免结露或结霜，国家标准要求当试验温度达到40时，中空玻璃内部不能有结露或结霜。另外生产厂家还应保证五年或十年玻璃内部不结露或结霜。 参考书目：新建筑 新技术 新材料中国建筑工业出版社等主编 中国建筑工业出版社建筑玻璃生产与应用 罗忆，刘忠伟 编著 化学工业出版社材料、形式和建筑 (英)理查德·韦斯顿  中国水利水电出版社