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      建筑玻璃详解

      作者:admin 来源:www.zohnn.com 时间:2017-06-17

      通常意义上的玻璃是一种无机原料制成的非晶体固体。在结晶过程中,如果熔融态物质冷却过快,无法形成晶体结构,就会形成非晶体。我们因此可以称玻璃为凝固的液体,虽然按照科学的方法来看这未必是正确的。各向同性、固态、热性质是非晶体玻璃的三个特殊性质。

      玻璃的固定方法有两种:

      夹具固定和螺栓固定。夹具固定方法通常更受青睐,这是因为如果使用合适的固定件,在玻璃表面产生的应力较小。采用螺栓固定方式安装,玻璃需要打孔,必须确保玻璃在安装时不受约束,这一点非常重要。垫圈可以在较大面积上分解玻璃的受力。钻孔以及图案的间距和半径大小必须符合规定要求。

      品种有:普通平板玻璃、特种玻璃(吸热和热反射、中空玻璃等)、安全玻璃(夹丝玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃等)、其他玻璃(玻璃砖、艺术玻璃等。) 

      建筑用特种玻璃

      用于防火玻璃窗的耐热硼硅玻璃内的二氧化硅含量较高,另外还含有三氧化二硼。硅含量高的石英玻璃尤其耐热,紫外线能透过这种玻璃,因此是理想的光电元件材料。将二氧化铅加入熔融态的玻璃中,就制成了铅玻璃。铅玻璃具有较高的光学密度,可用于制作镜头以及类似的光学仪器。

      “透明”玻璃通常都呈淡绿色,这可以通过在熔融态的玻璃中减少氧化亚铁的含量而去除,从而生产出无色玻璃以及超透明玻璃。古代就有利用金属或金属氧化物给玻璃着色(表B8.2)的工艺,在玻璃熔化过程中加入金属氧化物,可以为整个玻璃着色,而不仅仅是表面着色(着色玻璃)。

      玻璃制品

      玻璃制品因生产工艺不同而不同,以下分别介绍几种不同的玻璃生产方法和特点。

      浮法玻璃

      浮法玻璃是一种高品质的透明平板玻璃。它的生产方法是使液态的玻璃浮在1100℃高温的熔融态锡液上。液态玻璃质量轻,因此浮在表面,并在整个锡槽内扩散开,然后慢慢硬化。接着被称为拉边器的装置将浮法玻璃从熔炉中传送出来,与此同时调整厚度,浮法玻璃的厚度为1.5mm至12mm不等。最大的单片浮法玻璃尺寸大约为3.20mx6.00m(表日8.3)。如今大约95%的平板玻璃都是通过浮法玻璃工艺生产的。将浮法玻璃重新加热到6400C或更高温度可轻易将其在防火材料制成的模板上弯曲成型。

      压铸玻璃

      压铸玻璃更准确来说应该叫做轧制玻璃,玻璃经过成对的冷却压辊形成的。正是这道工序给予压铸玻璃以波浪形的表面。和浮法玻璃一样,它也可以被进一步加工处理。这种玻璃适合应用于温室等建筑。

      压延工序也可以将金属丝网嵌入到玻璃中(夹丝玻璃),一旦玻璃破碎,这些丝网有助于将碎片粘连在一起。压铸玻璃还可以在单面或双面加工图案(压花玻璃)。夹丝玻璃能够满足防火玻璃窗的要求。

      槽形玻璃是压铸玻璃的一种特殊形式。在压延时,使玻璃边缘弯曲900形成玻璃槽。这种产品可以承受相当大的负荷。现有的异型玻璃标准宽度为232mm、262mm、331mm和498mm,弯边尺寸介于41mm到60mm之间。槽形玻璃使钻条仅从水平方向就可固定玻璃(图B8.4)。玻璃瓦是压铸玻璃产品,尺寸可达640mmx715mm,而且颜色多种多样,室内室外都能应用。

      压制玻璃

      空心玻璃砖是通过把两块玻璃压在一起生产出来的。这些非常耐磨的建筑构件可以用砂浆黏合在一起,并表现出良好的隔声特性。压制法位可以用于生产透明的玻璃屋面瓦。所有的压制玻璃产品在两部分压合处都有明显的痕迹。

      玻璃纤维与发泡玻璃

      玻璃纤维与玻璃纤维织物可以用来增加柔性片、合成树脂、刮板以及混凝土的强度。玻璃纤维织物适于用做墙纸并填塞裂缝。玻璃光纤常用于数据传输系统和照明系统。

      发泡玻璃与玻璃纤维保温隔热材料(玻璃棉)将根据用途在“保温隔热与密封材料‘’一节中进行讨论(见136页)。用于透明保温隔热层的毛细板或具有发泡玻璃结构,或者由PMMA制成,也可以由聚碳酸酯(PC)制成。这些板是半透明的,厚度大约为8一40mm,U值可低至0.8W/㎡K,同时还能获取太阳能(见140页“保温隔热与密封材料”)。

      玻璃陶瓷

      玻璃熔液的温度变化可使其转变成晶住(陶瓷)状态,并使玻璃制品有一个非常低的热膨胀系数。这种玻璃能够抵抗高温(高达700℃),因此可用于灶台面板和烤箱的玻璃窗等用途。

      玻璃的深加工

      玻璃的深加工包括玻璃边缘加工.热处理或使用各种方法修饰玻璃表面。

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      边缘加工

      玻璃边缘的加工共四种质量等级(符号KG)斜边缘加工(KSG):研磨边缘,生产出带有棱角的边。严格按照定制的尺寸切割研磨边缘(KMG)。亚光磨边(KGN)。玻璃边缘抛光(KPO),加工的玻璃边缘与玻璃板表面具有同样的品质。

      热处理(钢化安全玻璃、热处理玻璃)

      热处理是把玻璃加热到大约6000C,然后用冷空气对玻璃表面进行冷却,这会产生预应力:中心处为拉力,表面处为压力。这种处理方式能降低玻璃的脆性,改善裂纹形成和扩展方式,还能增加玻璃的抗拉强度。因此钢化玻璃或热处理玻璃可以用做承重部件(图B8.7)

      钢化安全玻璃经过热处理,破碎时会形成很钝的小碎片,而不是大片锋利的碎片。钢化安全玻璃具有较高的抗弯强度(表日8.4)和较好的热稳定性。

      如果将其用在高窗上或用于外墙挂板,就必须经过热浸测试(见116页"建筑外围护结构")。这项测试的温度大约是300℃.测试需要几个小时,目的是检测钢化玻璃中是否含有一些杂质,这些杂质会使钢化玻璃用于建筑结构后产生自爆。

      热处理玻璃的冷却过程相对而言比较缓慢。热处理玻璃具有比较低的内应力,破碎时比钢化安全玻璃的碎块要大。但与钢化安全玻璃相比,层压结构的热处理玻璃具有一定的残余承载力。用于飞行器和照明设备上的玻璃薄板需要通过化学方法在电解槽中进行预处理。这种方法也会使玻璃产生预应力,同时还能使其承载力比普通玻璃高6倍。

      表面处理与涂层

      玻璃的表面处理可能仅出于美观的需要,但给玻璃表面增加涂层却能改变玻璃的性能。

      上釉

      瓷釉是一种彩色玻璃粉末,在大约700℃时可以在玻璃表面上熔融,这样就可以生产出彩色的表面。根据瓷釉厚度的不同,彩色玻璃的透明度也不同,从半透明到不透明。各种类型的图案、标志等都可以根据需要生产出来。在玻璃上釉的过程中温度会升高,将导致玻璃内产生与钢化安全玻璃类似的预应力。

      熔化

      熔化法是把彩色玻璃片熔化到一块玻璃板上。用这种方法生产的玻璃只适合在室内使用。如果要用在室外,必须使用浇注树脂将这种玻璃板与钢化安全玻璃板粘在一起。

      毛面处理

      这种机械处理方法是对玻璃表面进行研磨或喷砂。处理后,玻璃不再透明,而是一种无光表面(图日8.6)。处理时可以在某些地方加以遮盖,根据需要产生不同图案。用氢氟酸在表面进行酸洗也有同样的效果,但用这种方法处理的表面不像喷砂和研磨的表面那样容易积攒灰尘。这种蚀刻可以用于制作玻璃表面间断的毛面部分。

      丝网印刷

      丝网印刷是用来装饰玻璃某些区域的。透明的、彩色的表面和各种各样的装饰都可以用这种方法制造出来。

      自清洁玻璃

      自清洁玻璃可以最大程度地节约能源和降低清洁玻璃成本,这种玻璃已经使用了多年。玻璃表面的聚合物涂层避免了水滴的形成,也阻挡了水滴蒸发后灰尘和粉尘的附着(亲水效应)。涂层的其他作用都有相同的机理,即僧水原理,憎水原理是基于微观的粗糙结构来防止水膜的形成(莲花效应)。在入射太阳辐射作用下,光催化涂层能分解有机残留物。在这个过程中,发生化学反应形成有催化作用的基团,因而破坏了生物结构。

      光效涂层

      抗反射涂层能减少玻璃表面的反射。有两种方法可以达到该效果。一种是将几层薄涂层涂到玻璃上,涂层通过干涉来抵消反射辐射。这种涂层只允许特定波长的光线通过。另一种方法是在合成材料的表面压印一种微结构,以此来降低玻璃的折射率。与第一种方法相比,这种微观的表面在入射角很小时作用尤其突出,并且不影响通过玻璃入射的太阳能总量。二向色涂层能分解玻璃表面的入射光,由于干涉效应,玻璃板闪烁出各种色彩。

       


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