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(5)饰面玻璃
饰面玻璃分彩色平板玻璃、釉面玻璃、压花玻璃、玻璃锦砖、喷花玻璃、乳花玻璃、冰花玻璃、镜面玻璃、磨(喷)砂玻璃、刻花玻璃和镭射玻璃。
1.3建筑玻璃的发展前景
目前,中国已经是世界上最大的建筑材料生产国和消费国。
新中国成立之后,我国在特种玻璃和玻璃深加工等技术领域已处于国际先进水平。
我国已多年成为世界平板玻璃最大生产国。
在建设节能社会和国家加强自主创新能力的背景下,节能和技术创新主题的背景下,更多的节能型多功能建筑玻璃将被研发以及被广泛应用。
可持续发展和循环经济是人类社会发展的必由之路。
绿色生态建筑的许多功能都是通过建筑功能玻璃实现的。
此外,建筑玻璃材料自身绿色度较高,废弃后重复利用或资源化再生的程度很高。
可以预见,建筑节能和建筑生态化的要求将与时俱进,越来越高,建筑功能玻璃在饰面和墙体建筑结构中所占的比率也会越来越大。
随着材料科学技术的发展,新的功能材料将不断涌现和得到广泛应用。
功能玻璃材料与玻璃建筑结构在实现建筑安全、舒适、装饰、健康,自洁等绿色生态功能方面的发展前景不可估量。
第2章平板玻璃
平板玻璃(flatglass)也称白片玻璃或净片玻璃,是指未经其他加工的平板状玻璃制品。
按生产方法不同,可分为普通平板玻璃和浮法玻璃。
平板玻璃是建筑玻璃生产量最大、使用最多的一种。
平板玻璃有着广泛的运用,根据不同的厚度有着不同的用途:
(1)3~4mm玻璃主要用于画框表面;
(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以上玻璃,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。
本章将对平板玻璃的两个品种普通平板玻璃和浮法玻璃的相关内容进行介绍。
2.1普通平板玻璃
2.1.1定义
普通平板玻璃是用石英砂粉、硅砂、钾化石、芒硝等原料,按一定比例配制,经高温熔融,通过垂直引上法或平拉法、压延法生产出来的透明无色的平板玻璃。
2.1.2生产工艺
2.1.2.1垂直引上法生产工艺
垂直引上法生产工艺是将玻璃液垂直向上拉引制造平板玻璃的工艺过程。
其工艺流程见图2-1。
图2-1垂直法工艺流程图
2.1.2.2平拉法生产工艺
平拉法是通过水平控制手段生产平板玻璃的方法。
平拉法工艺的原料制备和熔化与垂直引上法基本相同,只是成形和退火工艺不一样。
该方法从浅引上室玻璃液的自由表面垂直拉引,两端设置一对称为拉边辊的刻槽水冷辊,用快速冷却装置冷却以保持板的幅宽,在上方约60cm处用火焰对玻璃进行再次加热,借助转向辊使之弯曲转为水平方向并送入退火炉进行退火。
2.1.3技术要求
以下内容根据《普通平板玻璃》(GB4871-1995)规定:
2.1.3.1规格
按等级分为优等品、一等品、合格品三类。
玻璃的形状应为矩形,尺寸一般不小于600mm×
400mm。
2.1.3.2厚度及厚度偏差
厚度偏差应符合下表2-1。
表2-1普通平板玻璃厚度允许偏差
厚度(mm)
允许偏差(mm)
2
±
0.20
3
4
5
0.25
2.1.3.3尺寸偏差
长1500mm以内(含1500mm)不得超过±
3mm,长超过1500mm不得超过±
4mm。
2.1.3.4边部凸出或残缺
边部凸出或残缺部分不得超过3mm,一片玻璃只许有一个缺角,沿原角等分线测量不得超5mm。
2.1.3.5可见光透射率
普通平板玻璃的表面不允许有擦不掉的白雾状或棕黄色的附着物,可见光透过率不得低于表2-2的规定。
表2-2普通平板玻璃可见光总透过率
可见光总透过率(%)
88
87
86
84
2.1.3.6外观质量
普通平板玻璃外观质量应满足表2-3的要求。
表2-3普通平板玻璃外观质量
缺陷种类
说明
优等品
一等品
合格品
波筋(包括波纹辊子花)
不产生变形的最大入射角
60°
45°
50mm边部,30°
30°
100mm边部,0°
气泡
长度1mm以下的
集中的不许有
不限
长度大于1mm的每平方米允许个数
≤6mm,6
≤8mm,8
>8~10mm,2
≤10mm,12
>10~20mm,2
>20~25mm,1
划伤
宽≤0.1mm,每平方米允许条数
长50mm,3
长≤100mm,5
宽>0.1mm,每平方米允许条数
不许有
宽≤0.4mm,
长<100mm,1
宽≤0.8mm,
长<100mm,3
砂粒
非破坏性的,直径0.5~2mm,每平方米允许个数
8
疙瘩
非破坏性的疙瘩波及范围直径不大于3mm,每平方米允许个数
1
线道
正面可以看到的每片玻璃允许条数
30mm边部
宽≤0.5mm,1
宽≤0.5mm,2
麻点
表面呈现的集中麻点
每平方米不超过3处
稀疏的麻点,每平方米允许个数
10
15
30
注:
集中气泡,麻点是指100mm直径圆面积内超过6个。
2.1.3.7弯曲度
弯曲度不得超过0.3%。
2.1.4检验方法
2.1.4.1尺寸测量
尺寸用精度为0.5mm金属尺测量。
2.1.4.2厚度测量
厚度用精确度为0.01mm的千分尺在玻璃板四边各取一点测量,厚度差均不得超过表2-1的规定。
2.1.4.3外观质量测定
(1)波筋的测定
①设备:
光源:
24V,150~240W的卤钨灯;
屏幕:
白色、不反光;
支架:
能使试样垂直放置,并可平行屏幕移动。
②检验步骤:
玻璃按拉引方向垂直放置,与光线成60°
角,距光源6m。
白色屏幕与玻璃平行,相距0.7m,观察屏幕呈现的明暗条纹,参照波筋样板确定等级。
(2)气泡、划伤、砂粒、疙瘩、麻点及线道检验
黑色框架:
装有数支40W日光灯管,灯管间距300mm。
将玻璃按拉引方向垂直放置,与日光灯管平行并相距600mm,观察者距玻璃600mm,视线垂直玻璃观察,缺陷尺寸用0.5mm的金属尺或放大10~20倍的读数显微镜测定。
2.1.4.4弯曲度的测定
将玻璃垂直放置,不施加外力,沿板边水平放一足够长的直尺。
玻璃弓形弯曲时,测量对应弦长的弧高;
波形时,测量对应波峰到波峰(或波谷到波谷),距离间的波谷的深度(或波峰高度),按公式2-1计算弯曲度:
(2-1)
式中:
C——弯曲度,%。
H——弦高或波谷深度(或波峰高度),mm。
L——弦长或波峰到波峰的距离(或波谷到波谷的距离),mm。
2.1.4.5尺寸偏斜及缺角的测定
将直角尺放在玻璃上,使角顶点、一边分别与玻璃顶点、一边对齐,测量直角尺另一边1m处与玻璃板边的距离。
缺角深度是沿角平分线从原角顶向内测量。
2.1.4.6可见光透过率测定
可见光总透过率使用光学透过率测量仪测定。
2.1.5抽样及判定
(1)抽样方法
按表2-4规定进行随机抽样。
表2-4普通平板玻璃抽样表(片)
批量
抽样数
允许不合格片数
91~150
20
151~280
32
281~500
50
501~1200
80
7
1201~3200
125
(2)判定规则
①一片玻璃合格判定:
玻璃各项技术要求均达到本标准技术要求时,该片玻璃视为合格。
②一批玻璃合格判定:
任何一项指标中,不合格片数少于或等于表2-4规定时,该批玻璃视为合格。
2.1.6性能
普通平板玻璃是玻璃中生产量最大、使用最多的一种具有一定的机械强度,但质脆、紫外线通过率低的玻璃。
普通平板玻璃的透光度很高,可通过日光的80%以上。
耐酸能力强,但不耐碱。
它是玻璃进行深加工的基础材料。
普通平板玻璃具有透光、隔热、隔声、耐磨、耐气候变化的性能,因而广泛应用于镶嵌建筑物的门窗、墙面、室内装饰等。
2.1.7应用
主要用于普通建筑,如民用建筑的门窗玻璃。
经喷砂、雕磨、腐蚀等方法后,可做成屏风、黑板、隔断墙等。
也可做某些深加工玻璃产品的原片。
用户在选购玻璃时,可以先把两块玻璃平放在一起,使其相互吻合,揭开时,若使很大的力气,则说明玻璃很平整。
另外要仔细观察玻璃中有无气泡、结石和波筋、划痕等,质量好的玻璃距60mm远,背光线肉眼观察,不允许有大的或集中的气泡,不允许有缺角或裂纹,玻璃表面允许看出波筋、线道的最大角度不应超过45度;
划痕沙粒应以少为佳。
玻璃在潮湿的地方长期存放,表面会形成一层白翳,使玻璃的透明度会大大降低,挑选时要加以注意。
2.2浮法玻璃
2.2.1定义
浮法玻璃(floatglass)用海沙、石英砂岩粉、纯碱、白云石等原料配制,经熔窑高温熔融,玻璃液从池窑连续流至并浮在金属液面上,摊成厚度均匀平整、经火焰抛光的玻璃带,冷却硬化后脱离金属液,再经退火切割而成的透明无色平板玻璃。
2.2.2生产工艺
浮法是一种不需经过磨光,却能得到与磨光玻璃同样的平整度、两面光滑的平板玻璃制造技术,被誉为是平板玻璃工业的一次革命。
1952年英国A.Pilkington发明了浮法。
浮法生产示意图见2-2图。
浮法生产的成形过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的。
熔融玻璃液从池窖中连续流入并漂浮在比重大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下,玻璃液在锡液面上铺开、摊平,形成上下表面平整、相互平行的玻璃带,向锡槽尾部拉引,经抛光、拉薄、硬化、冷却后被引上过度辊台。
辊台的辊子转动,把玻璃带拉出锡槽进入退火窖,经退火、切裁,就得到平板玻璃产品。
浮法与其他成形方法比较,其优点是:
适合于高效率制造优质平板玻璃,如没有波筋、厚度均匀、上下表面平整、互相平行;
生产线的规模不受成形方法的限制,单位产品的能耗低;
成品利用率高;
易于科学化管理和实现全线机械化,自动化,劳动生产率高;
连续作业周期可长达几年,有利于稳定地生产;
可为在线生产一些新品种提供适合条件,如电浮法反射膜玻璃、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等。
浮法的主要缺点是基建投资和占地面积较大,由于是“单机”生产,同一时间里只能生产一种厚度的产品,偶然事故都可能造成全线停产,因此必须要求严格的科学管理,使全线的人员和设备、器件、物料都经常保持良好状态。
2.2.3技术要求
以下内容根据《浮法玻璃》(GB11614-1999)规定:
2.2.3.1尺寸允许偏差
浮法玻璃应为正方形或长方形。
其长度和宽度尺寸允许偏差应符合表2-5规定。
表2-5尺寸允许偏差
厚度mm
尺寸允许偏差mm
尺寸小于3000
尺寸3000-5000
2,3,4
-
5,6
8,10
+2,-3
+3,-4
12,15
19
2.2.3.2厚度允许偏差
浮法玻璃的厚度允许偏差应符合表2-6规定。
表2-6厚度允许偏差
允许偏差mm
2,3,4,5,6
0.2
0.3
12
0.4
0.5
1.0
2.2.3.3对角线差
浮法玻璃对角线差应不大于对角线的平均长度的0.2%。
2.2.3.4可见光透射比
浮法玻璃可见光透射比应满足表2-7
表2-7浮法玻璃可见光透过比
厚度mm
可见光透射比%
89
6
82
81
78
76
72
2.2.3.5外观质量
建筑级浮法玻璃其外观质量应符合表2-8的规定。
表2-8建筑级浮法玻璃外观质量
质量要求
长度及个数允许范围
长度,L,0.5mm≤L≤1.5mm
长度,L,1.5mm<
L≤3.0mm
长度,L,3.0mm<
L≤5.0mm
长度,L,L>
5.0mm
5.5×
S,个
1.1×
0.44×
0,个
夹杂物
长度,L,0.5mm≤L≤1.0mm
长度,L,1.0mm<
L≤2.0mm
长度,L,2.0mm<
3.0mm
点状缺陷密集度
长度大于1.5mm的气泡和长度大于1.0mm的夹杂物;
气泡与气泡、夹杂物与夹杂物或气泡与夹杂物的间距应大于300mm
肉眼不应看见
长度和宽度允许范围及条数
宽0.5mm,长60mm,3×
S,条
光学变形
入射角:
2mm40°
;
3mm45°
4mm以上50°
表面裂纹
断面缺陷
爆边、凹凸、缺角等不应超过玻璃板的厚度
S为以平方米为单位的玻璃板面积,保留小数点后两位。
气泡、夹杂物的个数及划伤条数允许范围为各系数与S相乘所得的数值,应按GB/T8170修约至整数。
2.2.3.6弯曲度
浮法玻璃弯曲度不应超过0.2%。
2.2.4检验方法
2.2.4.1尺寸测定
用最小刻度为1mm的钢卷尺,测量两条平行边的距离。
2.2.4.2厚度测定
用精度为0.01mm的外径千分尺或具有相同精度的仪器,在距玻璃板边15mm内的四边中点测量。
同一片玻璃厚薄差为四个测量值中最大值与最小值之差。
2.2.4.3外观质量测定
(1)气泡、夹杂物、线道、划伤及表面列纹测定
在不受外界光线的影响下,如图2-3所示,将试样玻璃垂直放置在距屏幕(安装有数支40W、间距为300mm的平行荧光灯,并且是黑色无光泽屏幕)600mm的位置,打开荧光灯,距试样玻璃600mm处下面进行观察。
气泡、夹杂物的长度测定用放大10倍、精度为0.1mm的读数显微镜测定。
(2)光学变形测定
如图2-4所示,试样按拉引方向垂直放置,视线透过试样观察屏幕条纹,首先让条纹明显变形,然后慢慢转动试样直到变形消失。
记录此时的入射角度。
图2-4光学变形的测定
(3)断面缺陷测定用钢直尺测定爆边、凹凸最大部位与板边之间的距离,缺角沿原角等分线向内测量。
如图2-5所示
图2-5断面缺陷的测定
2.2.4.4对角线差测定
对角线差测定用最小刻度为1mm的钢卷尺,测量玻璃板对应角顶点之间的距离。
2.2.5抽样及判定
(1)产品检验按表2-9规定的玻璃批量和抽样数随机取样。
表2-9浮法玻璃抽样表
批量范围
样本大小
合格判定数
不合格判定数
≤50
51~90
13
501~1000
11
(2)判定规则
①一片玻璃检验结果,各项指标均达到该等级的要求为合格。
②一批玻璃检验结果,若不合格片数大于或等于表2-9不合格判定数,则认为该批产品不合格。
2.2.6性能
(1)它是在锡槽里,玻璃浮在锡液的表面上出来的。
因此,这种玻璃首先是平度好,没有水波纹。
(2)用于制镜、汽车玻璃。
不走形,这是它的一大优点。
(3)浮法玻璃纯净、透明度好,厚度均匀性好。
经过锡面的光滑作用和火焰抛光作用,玻璃表面平滑整齐,平面度好,具有极好的光学性能。
(4)结构紧密、重,手感平滑,同样厚度每平方米比平板比重大,好切割,不易破损。
2.2.7应用
3mm厚的的浮法玻璃主要用于普通民房和底层建筑物。
5mm、6mm、8mm等厚度的浮法玻璃用于高层建筑物。
浮法玻璃的装饰特性是透明、明亮、纯净,室内光线明亮,视野广阔,可应用于普通建筑门、窗,是建筑天然采光的首选材料,极富应用于一切建筑,在建筑玻璃中用量最大,也是玻璃深加工行业中的重要原片。
特别是超白浮法玻璃,其透明和纯净性更是无以复加。
第3章安全玻璃
安全玻璃(safetyglass),是指经剧烈振动或撞击不破碎,即使破碎也不易伤人的玻璃。
安全玻璃具有良好的安全性,抗冲击性和抗穿透性,具有防盗、防弹、防爆功能。
建筑玻璃的安全性:
安全性是选择建筑玻璃时的首要因素。
建筑玻璃的安全性包含两层含义:
其一是建筑玻璃在正常使用条件下不破坏;
其二是如果建筑玻璃在正常使用条件下破坏或意外破坏,不对人体造成伤害或将对人体的伤害降低到最小。
建筑玻璃的安全性主要表现在它的力学性能,建筑玻璃在使用时要承受各种荷载,如玻璃幕墙、玻璃门、玻璃窗要承受风荷载、自重荷载、日温差作用荷载、年温差作用荷载、地震作用荷载等;
玻璃屋顶、玻璃雨棚和斜屋顶窗除要承受风荷载、自重荷载、日温差作用荷载、年温差作用荷载、地震作用荷载外,还要承受雨荷载、雪荷载,玻璃屋顶还要承受维修的活荷载;
玻璃楼梯和玻璃地板要承受自重荷载和活荷载;
玻璃隔断、落地玻璃窗、玻璃门、玻璃栏板要考虑人体冲击的荷载;
水下用玻璃要承受水荷载。
建筑玻璃应用不同的建筑部位要承受不同的荷载,在相应的荷载作用下有不同的强度和刚度要求。
安全玻璃多用于汽车、飞机和特种建筑物的门窗等。
常见安全玻璃种类有钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃等。
安全玻璃通常用在一些重要设施,如银行大门、贵重物品陈列柜、监狱和教养所的门窗等。
这些部位有可能遭到持各式各样凶器的群匪连续袭击。
而高强度安全玻璃能在一段时间内抵御穿透,为其他装置作出反应赢得足够的时间。
建筑上要求使用安全玻璃的位置:
《建筑安全玻璃管理规定》(2004年1月1日起施行)列举了建筑物需要以玻璃作为建筑材料的下列部位必须使用安全玻璃。
(1)7层及7层以上建筑物外开窗。
(2)面积大于1.5m2的窗玻璃或玻璃底边(玻璃在框架中装配完毕,玻璃的透光部分与玻璃安装材料覆盖的不透光部分的分界线)离最终装修面小于500mm的落地窗。
(3)幕墙(全玻幕除外)。
(4)倾斜装配窗、各类天棚(含天窗、采光顶)、吊顶。
(5)观光电梯及其外护围。
(6)室内隔断、屏风。
(7)楼梯、阳台、平台走廊的拦板和中庭内护栏板。
(8)用于承受行人行走的地面板。
(9)公共建筑物的出入口、门厅等部位(包括1、门玻璃2、安装在门上方的玻璃3、安装在门两侧的玻璃,其靠近门道开口的竖直边与门道开口的距离小于300mm)。
(10)易遭受撞击、冲击而造成人体伤害的其他部位。
本章将对安全玻璃主要的几个品种钢化玻璃、夹丝玻璃和夹层玻璃进行介绍。
3.1钢化玻璃
钢化玻璃是普通平板玻璃经过再加工处理而成的一种预应力玻璃,是一种很常见的安全玻璃。
3.1.1定义和分类
钢化玻璃(Temperedglass)又称强化玻璃,是经强化处理,在玻璃表面上形成一个压应力层,从而具有良好的机械性能和耐热震性能的玻璃的统称。
根据其刚化程度可分为:
完全钢化、区域钢化、半钢化玻璃;
根据其制品形状可分为:
平面钢化、弯曲钢化玻璃;
根据其冷却介质分为:
物理钢化、化学钢化玻璃;
根据其生产方法分为:
垂直吊挂、水平钢化和气垫钢化玻璃;
3.1.2生产工艺
玻璃的生产方法分为物理钢化法和化学钢化法。
3.1.2.1物理钢化法
物理钢化法是目前国内外广泛应用的一种方法,其中按淬冷介质的不同,又可分为风冷钢化、液冷钢化和冷却板钢化,常用的是风冷钢化法。
物理钢化玻璃又称为淬火玻璃。
它是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度(600℃)时,用高速空气等冷却介质骤冷而制成的玻璃。
在冷却过程中,钢化玻璃外部因迅速冷却而固化、而内部冷却较慢,当内部继续冷却收缩时使玻璃表面产生压应力,内部产生张应力,从而提高了玻璃的机械强度和耐热稳定性。
图3-1钢化玻璃工艺流程图
3.1.2.2化学钢化法
化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化。
其方法是将含有金属离子的硅酸盐玻璃,浸入到熔融状态的锂盐中,是玻璃表层的钠离子或钾离子发生交换,表面形成锂离子交换层。
由于锂离子的膨胀系数小于钠、钾离子,从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大,当冷却到常温后,玻璃便同样处于内层受拉,外层受压的状态。
其效果类似于物理钢化。
化学钢化玻璃产品特性:
(1)强度高,可达一般玻璃强度的9~15倍,抗破坏压力最高达600MPa。
(2)强度可随客户的要求进行调整。
(3)玻璃表面光滑不变形、无钢化斑。
(4)绝对不会有自爆问题。
(5)超薄玻璃,各类异型容易被加工处理。
(6)玻璃破碎时不是颗粒状。
(7)化学钢化后可切割、镀膜、夹胶等再加工。
3.1.3技术要求
以下内容根据《建筑用安全玻璃第2部分:
钢化玻璃》(GB15763.2-2005)规定:
3.1.3.1尺寸及外观要求
(1)尺寸及其允许偏差
①长方形平面钢化玻璃的边长的允许偏差应符合表3-1的规定。
表3-1长方形平面钢化玻璃边长
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