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1、第三章 玻璃装饰材料 本章提要 本章主要介绍了玻璃的基本知识，包括玻璃的组成和性质；平板玻璃的原料和生产，产品检验和应用；建筑装饰节能玻璃、安全玻璃、玻璃马赛克和其他装饰玻璃的性能及应用。 随着现代化建筑的发展需要，玻璃制品由过去单纯采光和装饰功能，逐步向控制光线、调节能源、控制噪声、降低建筑物自重、改善环境、提高建筑艺术等功能发展。在建筑工程和室内装饰工程中，玻璃已逐步发展成为一种重要的装饰材料。建筑玻璃正向多品种、多功能方面发展，兼具有装饰性与功能性的玻璃新品种不断问世，从而为现代化建筑的设计和装饰提供了更大的选择性。玻璃在建筑中以其特有的透光、耐侵蚀、施工方便和装饰美观等优点而日益受到欢
2、迎，玻璃固有的脆性和破坏后碎片尖锐的弱点也正在得到改善。 第1节 概 述 在建筑业的带动下，我国建筑玻璃材料近年来得到了超长的发展，其中仅平板玻璃产量即已超过l000万吨，占全球产量的30，位居世界第一。建筑玻璃的品种日益增多，其功能日渐优异，已经完全不是过去概念中的透光围护材料。现在，除最基本的采光功能外，还具有节能、安全、装饰、隔声等功能，甚至在一些建筑场合用作结构材料。 1、 玻璃的化学组成 玻璃是由石英砂、纯碱、长石及石灰石等在15501600。C高温下熔融后经控制或压制而成。如在玻璃中加入某些金属氧化物、化合物或经过特殊工艺处理后又可制得具有各种不同特性的特种玻璃及制品。 玻璃的组成
3、很复杂，其主要化学成分分为二氧化硅(含量72左右)、氧化钠(含量15左右)、氧化钙(含量8左右)，另外还含有少量的氧化铝、氧化镁等，它们对玻璃的性质起着十分重要的作用。见表3-1。 表3-1玻璃中主要氧化物对玻璃性质的影响二、玻璃的基本性质(1) 玻璃的密度玻璃内几乎无孔隙，属于致密材料。其密度与化学成分有关，含有重金属离子时密度较大，含大量氧化铅的玻璃密度可达6500k9m3。普通玻璃的密度为25002600 k9m3。 (2) 玻璃的光学性质玻璃具有优良的光学性质，广泛用于建筑物的采光、装饰及光学仪器和日用器皿。如玻璃的透光率。 当光线入射玻璃时，表现有反射、吸收和透射三种性质。光线透射玻
4、璃的性质称透射，以透光率表示。光线被玻璃阻挡，按一定角度反射出来称为反射，以反射率表示。光线通过玻璃后，一部分光能量被损失，称为吸收，以吸收率表示。玻璃的反射率、吸收率和透射率之和等于入射光的强度，为l00。 (3) 玻璃的热工性质 玻璃的热工性质主要是指其比热容和热导率。玻璃是热的不良导体，它的热导率随温度升高而降低，它还与玻璃的化学组成有关，普通玻璃热导率为075092W(mK)。 (4) 力学性质玻璃的抗压强度与其化学成分、制品形状、表面性质和制造工艺有关。二氧化硅(Si02)含量高的玻璃有较高的抗压强度，而氧化钙(CaO)及氧化钾(Kz O)等氧化物是降低抗压强度的因素。玻璃的抗压强度
5、高，一般为6001200MPa，而抗拉强度很小，为4080MPa，故玻璃在冲击力作用下易破碎，是典型的脆性材料。玻璃在常温下具有弹性的性质，普通玻璃的弹性模量为(675)104MPa，为钢的l3，而与铝相接近。一般玻璃的莫氏硬度为67。 (5) 化学性质玻璃具有较高的化学稳定性，在通常下对水、酸、碱以及化学试剂或气体等具有较强的抵抗能力，能抵抗氢氟酸以外的各种酸类的侵蚀。但如果玻璃组成中含有较多易蚀物质，在长期受到侵蚀介质的腐蚀下，化学稳定将变差，导致玻璃损坏。 三、玻璃的分类 玻璃的种类很多，按照化学成分可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等。其中以硅酸盐玻璃应用最广，它是钠
6、钙硅酸盐玻璃，为常用的建筑玻璃。若以K20代替Na20，并提高Si02含量，则成为制造化学仪器用的钾硅酸盐玻璃。 (1)按玻璃的用途分类 可分为建筑玻璃、化学玻璃、光学玻璃、电子玻璃、工艺玻璃、玻璃纤维及泡沫玻璃等。 (2) 按玻璃的化学组成成分分类 钠玻璃：又名钠钙玻璃或普通玻璃。它的软化点较低，易于熔制，由于所含杂质较多，制品多有绿色，其力学性能、热学性能、光学性能和化学稳定性均差，多用于制造普通建筑玻璃和日常玻璃制品。 钾玻璃：又名硬玻璃，硬而有光泽。多用于制造化学仪器和用具以及高级玻璃制品。 铝镁玻璃：它是减少钠玻璃中碱金属和碱土金属氧化物的含量，引入M90并以A1203代替SiOz而
7、制成的。它的软化点低，析晶倾向弱，力学性能、光学性能和化学稳定性都比钠玻璃高。常用于制造高级建筑玻璃。 铅玻璃：又名铅钾玻璃、重玻璃、晶质玻璃，系由Pb02、K20和少量的SlOe组成，光泽透明，质软而易加工，对光的折射率和反射性能强，化学稳定高。用以制造光学仪器、高级器皿和装饰品等。 硼硅玻璃(耐热玻璃)：它有较好的光泽和透度，较强的力学性能、耐热性、绝缘性和化 学稳定性。用于制造高级化学仪器和绝缘材料。 石英玻璃：由纯SiOz制成，可以制造耐热高温仪器及杀菌灯特殊用途的仪器和设备。 (3)按制造方法分类在材料业界通常按照建筑玻璃的制造方法来分类。将建筑玻璃分为平板玻璃、深加工玻璃、熔铸成型
8、玻璃三类。 平板玻璃泛指采用引上、浮法、平拉、压延等工艺生产的平板玻璃，包括普通平板玻璃、本体着色玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃等。 深加工玻璃品种最多，将普通平板玻璃经加工制成具有某些特种性能的玻璃，称为深加工玻璃制品，其主要品种有安全玻璃、节能玻璃、玻璃墙地砖、屋面材料与装饰玻璃等。熔铸成型的建筑玻璃主要有玻璃砖、槽形玻璃、玻璃马赛克、微晶玻璃面砖等品种。(4) 按照功能划分 建筑玻璃有多种分类方法，建筑应用比较常用的是按功能进行分类，如表3-2所示。第2节 平板玻璃 普通平板玻璃是平板玻璃中生产量最大、使用最多的一种，也是指未经加工的平板玻璃制品，也称单片玻璃或净片玻璃，简称玻璃。主要用于一般
9、建筑的门窗，起透光、挡风雨、保温和隔声作用，同时也是深加工为具有特殊功能玻璃的基础材料。 一、平板玻璃生产工艺 普通平板玻璃的成型均用机械拉制，通常采用的垂直引上法和浮法。垂直引上法是我国生产玻璃的传统方法，它是将红热的玻璃液通过槽砖向上拉制成玻璃板带，再经急冷而成。其主要缺点是产品易产生波纹和波筋。 浮法玻璃是平板玻璃产品的主要品种，浮法玻璃的产量已经占到平板玻璃总产量的70以上，以平整度好、透光率高等优点成为建筑市场的主导产品。近年来用的浮法生产工艺，其最大的优点是玻璃表面平整，可代替磨光玻璃使用。浮法生产的过程是在浮抛锡槽中完成的。锡槽也叫浮抛窑，有一定的深度，其高温区可达1200。U以
10、上，浮法工艺产量高，质量好，品种多、规格大、劳动生产率高，是目前世界上生产平板玻璃最先进的方法。世界上浮法生产的平板玻璃已占平板玻璃总产量的l3以上。 二、平板玻璃的分类、规格与等级 国家标准普通平板玻璃(GB 4871-85)和浮法玻璃(GB ll614-89)规定，玻璃按其厚度分为以下几种规格。 引拉法玻璃：按厚度分为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm五种。 浮法玻璃：按其厚度分为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、lOmm、12mm, 15mm和19mm十种。 按标准规定，引拉法生产的玻璃其长宽比不得大于25，其中2ram、3mm后玻璃尺寸不得小于400mm300mm，4
11、mm、5mm、6mm厚玻璃不得小于600mm400mm。浮法玻璃尺寸一般不得小于l000mm1200mm，但也不得大于2500mm3000mm。 1 普通平板玻璃的技术要求 普通平板玻璃的厚度允许偏差、透光率、玻璃缺陷(如玻璃中的气泡、夹杂物、划上、线道、雾斑等)都有明确的要求，浮法玻璃分为优等品、一级品和合格品三个等级。普通平板玻璃的厚度允许偏差见表3-3所示，普通平板玻璃的等级见表3-4。 表33普通平板玻璃厚度允许偏差 表3-4普通平板玻璃的等级 注：l集甲气抱是指lOOmm亘径向移内超过6个。2砂粒的延续部分，90。角能看出者当线道论。 按照国家标准，普通平板玻璃根据其外观质量进行分等
12、定级，有引拉法生产的平板玻璃分为特选品、一等品和二等品三个等级。浮法玻璃分为优等品、一级品和合格品三等。同时规定，玻璃的弯曲度不得超过03。 普通平板玻璃应用木箱或集装箱(架)包装。每箱装同一厚度、尺寸、等级的玻璃。每一木箱包装数量：2mm厚玻璃为l530m2；3mm厚玻璃为l525m2；5mm、6mm厚玻璃为1520mm。 普通平板玻璃的厚度规格不同，且长宽尺寸不一，为了统计、计价和计算运输量的方便，以厚度为2mm的平板玻璃，lOm2定为一标准箱，一标准箱的质量为50k9时称为一质量箱。对于其他厚度规格的平板玻璃，均需进行标准箱换算。 2 玻璃的标志、包装、运输、储存 玻璃应用木箱或集装箱(
13、架)包装，箱(架)应便于装卸、运输。每箱(架)的包装数量应与箱(架)的强度相适应。一箱(架)应装同一厚度、尺寸、级别的玻璃，玻璃之间应采用防护措施。包装箱(架)应附有合格证，标明生产厂家或商标、玻璃级别、尺寸、厚度、数量、生产日期、本标准号和轻搬正放、易碎、防雨怕湿的标志或字样。 运输时应防止箱(架)倾倒滑动。在运输和装卸时需有防雨措施。 玻璃应按品种、规格、等级分别储存于通风、干燥的仓库内。不应露天堆放，以免受潮发霉，也不能与潮湿物料或石灰、水泥、酸、碱、盐、酒精、油脂等挥发性物品放在一起。玻璃淋雨后应立即擦干，否则受日光直接暴晒易引起破碎。 玻璃堆放时应将箱盖向上立放，不能斜放或平放，不得
14、受重压和碰撞。堆放不宜过高，小尺寸和薄玻璃(23mm厚的)可堆24层，大尺寸和厚玻璃只能堆l2层，堆垛下需要垫木，使箱底高于地面1030cm以便通风。堆垛间要留通道，以便查点和搬运。堆垛木箱需要木条连接钉牢，以防倾倒。 玻璃在储存中应定期检查，如发现发霉、破损等情况，应及时处理。 如发现玻璃已发霉，可用盐酸、酒精或煤油涂抹有霉部位，停放约10h后用于布擦拭，即可恢复明亮。发霉严重的地方如用丙酮擦拭效果更好。发霉的玻璃有时会粘在一起，置于温水中即可分开，再擦拭存放。 3平板玻璃的应用 平板玻璃的用途有两个方面：35mm的平板玻璃一般直接用于门窗的采光，812mm的平板玻璃可用于隔断、玻璃构件。另
15、外的一个重要用途是作为钢化、夹层、镀膜、中空等深加工玻璃的原片。 第3节 安全玻璃 随着高层建筑的发展和建筑玻璃的大型化，建筑玻璃造成人身伤害和安全事故概率增大，在使用建筑玻璃的任何场合都有可能发生直接灾害或间接灾害。这些都归于玻璃是一种脆性材料，当外力超过一定值即破碎成具有尖锐棱角的碎片，破坏时几乎没有塑性变形。另外，由于玻璃在成形冷却过程中内部产生了不均匀的内应力，也加剧了玻璃的脆性。为提高建筑玻璃的安全性，为减小玻璃的脆性，提高其强度，通常采用的方法有：用退火法消除内应力；用物理钢化(淬火)回火、化学钢化法使玻璃中形成可缓解外力作用的均匀的预应力；消除玻璃表面缺陷；采用夹层和夹丝等方法。使用上述方法改性后的玻璃称为安全玻璃。本节介绍常见的安全玻璃有钢化玻璃、夹丝玻璃和夹层玻璃等。 1、 钢化玻璃 钢化玻璃是采用普通平板玻璃、磨光玻璃或吸热玻璃等进行淬火加工而成的。钢化玻璃是对普通平板玻璃进行热处理后，在玻璃表面形成压应力层，具有高机械强度和热冲击性能的玻璃制品。通常钢化玻璃特指物理钢化中的风钢化玻璃。 1风钢化玻璃生产过程 普通平板玻璃经过切裁、磨边、清洗、干燥、检验后，送到加热电炉中加热到600以上，此温度要超过玻璃的软化点
