建筑材料相关知识

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1、建筑装饰玻璃本 章 内 容1 玻璃的基本知识2 平板玻璃3 节能装饰玻璃4 其他玻璃装饰制品5 玻璃马赛克1 玻璃的基本知识玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体。它没有固定的熔点，在物理和力学性能上表现为均质的各向同性。 大多数玻璃都是由矿物原料和化工原料经高温熔融，然后急剧冷却而形成的。在形成的过程中，如加入某些辅助原料，如助熔剂、着色剂等可以改善玻璃的某些性能。1.1 玻璃的概念和组成建筑玻璃是以石英砂（SiO2）、纯碱(Na2CO3)石灰石(CaCO3)、长石等为主要原料，经15501600 高温熔融、成型、退火而制成的固体材料。其主要成分是SiO2(含量72%左右)、Na2O(含量15

2、%左右)和CaO(含量9%左右)，另外还有少量的Al2O3、MgO等。这些氧化物在玻璃中起着非常重要的作用，见表7.1。 玻璃中主要氧化物的作用 氧化物名 称 所起作用 增加降低 二氧化硅 （SiO2 ）熔融温度、化学稳定性、热 稳定性、机械强度密度、热膨胀系数 氧化钠 (Na2O)热膨胀系数化学稳定性、耐热性、熔融温度 、析晶倾向、退火温度、韧 性 氧化钙（ CaO）硬度、机械强度、化学稳定 性、析晶倾向、退火温 度耐热性 三氧化二 铝 (Al2O3 )熔融温度、机械强度、化学 稳定性析晶倾向 氧化镁（ MgO ）耐热性、化学稳定性、机械 强度、退火温度析晶倾向、韧性玻璃内几乎无孔隙，属于致

3、密材料。玻璃的密度与其化学组成关系密切，此外还与温度有一定的关系。在各种实用玻璃中，密度的差别是很大的，例如石英玻璃的密度最小，仅为2.2 g/cm3，而含大量氧化铅的重火石玻璃可达6.5g/cm3，普通玻璃的密度为2.52.6gcm3。 1.2 玻璃的基本性质1.2.1 玻璃的密度当光线入射玻璃时可发生三种现象：透射、 吸收和反射，其能力大小分别用透射比、反射比、吸收比表示。 玻璃越厚，成分中铁含量越高，透射比越低 ，采光性越差。 反射比越高，玻璃越刺眼，容易造成光污染 。光线入射角越小，玻璃表面越光洁平整，光反 射越强。 玻璃对光的吸收取决于玻璃的厚度和颜色。 1.2.2 玻璃的光学性质（

4、1）导热性玻璃的导热性很小，常温时大体上与陶瓷制 品相当，而远远低于各种金属材料。但随着温度 的升高 将增大。另外，导热性还受玻璃的颜色和 化学成分的影响。 （2）热膨胀性玻璃的热膨胀性能比较明显。热膨胀系数的 大小取决于组成玻璃的化学成分及其纯度，玻璃 的纯度越高热膨胀系数越小，不同成分的玻璃热 膨胀性差别很大。 1.2.3 玻璃的热工性质（3）热稳定性玻璃的热稳定性是指抵抗温度变化而不破坏 的能力。玻璃抗急热的破坏能力比抗急冷破坏的能力 强。玻璃的热稳定性主要受热膨胀系数影响。玻 璃热膨胀系数越小，热稳定性越高。玻璃越厚、 体积越大，热稳定性越差；带有缺陷的玻璃，特 别是带结石、条纹的玻璃

5、，热稳定性也差。 （1）抗压强度玻璃的抗压强度较高，超过一般的金属和天 然石材，一般为6001200MPa。其抗压强度值会随着化学组成的不同而变化。 （2）抗拉、抗弯强度玻璃的抗拉强度很小，一般为4080MPa，因此，玻璃在冲击力的作用下极易破碎。抗弯强 度也取决于抗拉强度，通常在4080MPa之间。 1.2.4 力学性质（3）其他力学性质常温下玻璃具有很好的弹性。常温下普通玻 璃的弹性模量为6000075000MPa，约为钢材的1/3，与铝相近。玻璃具有较高的硬度，莫氏硬度一般在47之间，接近长石的硬度。玻璃的硬度也因其工艺、结构不同而不同。 一般的建筑玻璃具有较高的化学稳定性，在通常情况下

6、，对酸、碱、盐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。但是长期遭受侵蚀性介质的腐蚀，也能导致变质和破坏，如玻璃的风化、发霉都会导致玻璃外观的破坏和透光能力的降低。 1.2.5 玻璃的化学稳定性建筑玻璃按生产方法和功能特性可分为以下 几类。（1）平板玻璃 透明窗玻璃 不透明玻璃 装饰类玻璃 安全玻璃 镜面玻璃 装饰节能型玻璃 1.3 建筑玻璃的分类（2）建筑艺术玻璃建筑艺术玻璃是指用玻璃制成的具有建筑艺 术性的屏风、花饰、扶栏、雕塑以及玻璃锦砖等 。 （3）玻璃建筑构件玻璃建筑构件主要有空心玻璃砖、波形瓦、 门、壁板等。 （4）玻璃质绝热、隔声材料玻璃质绝热、隔

7、声材料主要有泡沫玻璃、玻 璃棉毡、玻璃纤维等。 南方玻璃陨石tektite目前发现的最大的元代玻璃器网纹玻璃杯隋李静训墓出土的玻璃圆盒古埃及玻璃制品战国中晚期玻璃璧满城汉玻璃耳杯广西贵县出土的玻璃杯2 平板玻璃平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制品，也称为白片玻璃或净片玻璃。按生产方法不同，可分为普通平板玻璃和浮法玻璃。平板玻璃主要用于门窗，起采光 (可见光透射比85%90%)、围护、保温、隔声等作用，也是进一步加工成其他技术玻璃的原片。 平板玻璃的生产过程如图7.1所示。 2.1 平板玻璃的生产过程图7.1 平板玻璃的生产过程 垂直引上法是利用拉引机械从玻璃溶液表面 垂直向上引拉玻璃带，经

8、冷却变硬而成玻璃平板 的方法。根据引上设备不同，又分为有槽引上、 无槽引上和对辊引上等方法(见图7.2，图7.3)。其特点是成型容易控制，可同时生产不同宽 度和厚度的玻璃，但宽度和厚度也受到成型设备 的限制，产品质量也不是很高，易产生波筋、线 道、表面不平整等缺陷。 2.2 平板玻璃的生产方法2.2.1 垂直引上法图7.2 有槽引上法成型示意图 图7.3 无槽引上法成型示意图 水平引拉法是将玻璃带自液面引拉7001000mm处，元板通过转向辊改为水平方向引拉，再经退火冷却而成玻璃板的方法。这种方法不需要高大的厂房，可以进行大面积切割，缺点是玻璃厚薄难以控制，板面易产生麻点，因此一般只用于小型生

9、产。 2.2.2 水平引拉法浮法玻璃的生产过程是将熔融的玻璃液经过 流槽砖进入盛有熔融锡液的锡槽中，由于玻璃液 的密度较锡液小，玻璃液便浮在锡液表面上，在 其本身的重力及表面张力的作用下，能均匀地摊 平在锡液表面上，同时玻璃的上表面受到高温区 的抛光作用，从而使玻璃的两个表面均很平整。 然后经过定型、冷却后，进入退火窑退火、冷却 ，最后经切割成为原片。浮法玻璃工艺示意如图7.4所示。 2.2.3 浮法图7.4 浮法玻璃工艺示意图 浮法玻璃按用途可分为制镜级、汽车级、建 筑级。浮法玻璃按厚度分为以下几种规格：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm和19mm。

10、 2.3 平板玻璃的技术质量标准2.3.1 浮法玻璃的分类及规格(1)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7.2的规定。(2)浮法玻璃的厚度允许偏差应符合表7.3的规定。 (3)建筑级浮法玻璃的外观质量应符合表7.4 的规定。(4)浮法玻璃的弯曲度不应超过0.2%。(5)浮法玻璃的可见光透射比应不小于表7.5的规定。 2.3.2 浮法玻璃的性能要求尺寸允许偏差（mm） 厚度 尺寸允许偏差 尺寸小于3000 尺寸3000 5000 2,3,42 _ 5,63 8,10+2, -33，4 12,153 4 195 5 厚度允许偏差（mm） 厚度允许偏差 2,3,4,5,6

11、0.2 8,100.3 120.4 150.6 191.0 表7.4 建筑级浮法玻璃外观质量 缺陷种类质量要求 气泡 长度及个数允许范围长度L 0.5mmL1. 5mm长度L 1.5mmL3. 0mm 长度L 3.0mmL5. 0mm长度L L5.0mm5.0S个 0.44S个 0.22S个 0个 夹杂 物 长度及个数允许范围长度L 0.5mmL1. 0mm长度L 1.0mmL2. 0mm 长度L 2.0mmL3. 0mm长度L L3.0mm2.2S个0.44S个0.22S个0个缺陷种类质量要求点状缺陷密 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 物或气

12、泡与夹杂 物的间距应大于 300mm 线道 肉眼不应看见 划伤长度及个数允许范围及条数宽0.5mm，长60mm，3S，条 光学变形入射角：2mm，40；3mm，45；4mm以上，50 表面裂纹检验 肉眼不应看见断面缺陷爆边、凹凸、缺角等不应超过玻璃板的厚度浮法玻璃可见光透射比 厚度（mm）可见光透射比（%） 289 388 487 586 684 882 1081 1278 1576 1972（1）玻璃应用木箱或集装箱(架)包装，箱（架）应便于装卸、运输。 （2）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

13、样。（3）运输时应防止箱（架）倾倒滑动。 （4）玻璃必须贮存在不结露或有防雨设施的地方。 2.3.3 标志、包装、运输、贮存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。 2.4 平板玻璃的应用3 节能装饰玻璃吸热玻璃是一种能控制阳光中热能透过的玻 璃，它可以显著地吸收阳光中热作用较强的红外 线、近红外线，而又能保持良好的透明度。 吸热玻璃的制造一般有两种方法：一种方法 是在普通玻璃中加入一定量的着色剂；另一种方 法是在玻璃的表面喷涂具有吸热和着色能力的氧 化物薄膜

14、。3.1 吸热玻璃3.1.1 吸热玻璃的概念(1)吸收太阳的辐射热(2)吸收太阳的可见光 (3)能吸收太阳的紫外线 (4)具有一定的透明度，能清晰地观察室外景物。(5)色泽经久不变，能增加建筑物的外形美观。图7.5为吸热玻璃的分光透过率。图7.6为吸热玻璃与同厚度的浮法玻璃吸收太阳辐射热性能比较。 3.1.2 吸热玻璃的性能特点图7.5 6mm浮法玻璃和6mm吸热玻璃的分光透过率 图7.6 吸热玻璃的性能 凡是既有采光要求又有隔热要求的场所均可使用。采用不同颜色的吸热玻璃能合理利用太阳光，调节室内温度，节省空调费用，而且对建筑物的外表有很好的装饰效果。一般多用作高档建筑物的门窗或玻璃幕墙。此外

15、，它还可以按不同的用途进行加工，制成磨光、夹层、中空玻璃等。 3.1.3 吸热玻璃的用途热反射玻璃是由无色透明的平板玻璃镀覆金属膜或金属氧化物膜而制得，又称镀膜玻璃或阳光控制膜玻璃。生产这种镀膜玻璃的方法有热分解法、喷涂法、浸涂法、金属离子迁移法、真空镀膜、真空磁控溅射法、化学浸渍法等。 3.2 热反射玻璃3.2.1 热反射玻璃的概念(1)对光线的反射和遮蔽作用，亦称为阳光控制能力 不同玻璃的遮蔽系数见表7.6。 (2)单向透视性 (3)镜面效应 3.2.2 热反射玻璃的特点不同玻璃的遮蔽系数 玻璃名称厚度(mm)遮蔽系数 玻璃名称厚度(mm)遮蔽系数 普通平板玻 璃31热反射玻 璃 80.6

16、0.75透明浮法玻 璃 80.93热反射双 层玻璃 80.240.40茶色吸热 玻璃 80.77热反射玻璃也常带有颜色，常见的有灰色、青铜色、茶色、金色、浅蓝色和古铜色等。它的常用厚度为6mm，尺寸规格有1600mm2100mm、1800mm2000mm和2100mm 3600mm等。其性能见表7.7。 3.2.3 热反射玻璃的常用规格和性能要求热反射玻璃的技术性能 项目指标反射率2002500nm的光谱反射率高于 30%，最大可达60%耐擦洗性在5%的溶液中浸泡24h，表面涂层 无明显改变 耐急冷急热 性用软纤维 或动物毛刷任意刷洗，涂 层无明显改变 化学稳定性在4050温度变化范围内急冷 急热涂层无明显改变热反射玻璃可用作建筑门窗玻璃、幕墙玻璃，还可以用于制作高性能中空玻璃、夹层玻璃等复合玻璃制品。但热反