第5章 玻璃装饰材料,玻璃：采光和围护多功能、多用途、多品种(控制光线、调节热量、节约能源、控制噪音、降低建筑物自重、改善建筑环境、提高建筑艺术等)。 普通平板玻璃 毛玻璃 普通建筑玻璃 彩色玻璃 玻璃 装饰玻璃 花纹玻璃 安全玻璃 镭射玻璃 特种玻璃 其它,5.1 概述,一.玻璃的基本知识 (一).玻璃的概念、组成及原料 1.概念玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石、长石等为主要原料，经15501600高温熔融、成型并经快速冷却而成的各向同性的无定形固体均质材料。 2.组成及作用 SiO2(约为72%)，网络形成体； Na2O(约为15%)，网络改变体；,CaO(约为10%)，网络改变体； Al2O3(少量)，网络中间体； MgO(少量)，网络改变体。 主要原料石英砂、纯碱、石灰石、长石； 3.原料 辅助原料助熔剂、着色剂、乳浊剂等。,(二). 玻璃的基本性质,1.密度 普通玻璃=2.452.60g/cm3,其密实度D1, 孔隙率P0(可认为玻璃是绝对密实材料)。 2.光学性质 紫外线=200400nm,占3%； 太阳光 可见光=400760nm,占48%； 红外线=760106nm,占49%。(热量),(1).光吸收比(即吸收率A)玻璃吸收的光通量与入射光通量的百分比(主要与组成、颜色、厚度及光的波长有关)； (2).光反射比(即反射率R)玻璃反射的光通量与入射光通量的百分比(主要与玻璃的表面投射角、玻璃折射率及入射光频率等有关)； (3).光透射比(即透光率T)透过玻璃的光通量与入射光通量的百分比(主要与组成、颜色、厚度及光的波长有关)。 A+R+T=100% (4).遮蔽系数（Se) 遮光性玻璃对太阳光的阻挡或遮蔽作用，它反映了玻璃对太阳光（能）的隔绝能力（即隔热能力），其值一般用遮蔽系数来表示： Se=g/s 式中 g玻璃试样的太阳能总透射比，； s3mm厚的普通透明平板玻璃的太阳能总透射 比，其理论值取88.9%。,3. 力学性质,普通玻璃的抗压强度6001200MPa，抗拉及抗弯强度4080MPa(主要与组成、表面处理、缺陷及其形状有关)； 莫氏硬度47。,4.热工性质,(1).导热性与温度(T ) 、组成、颜色有关； 常温下的导热系数一般为0.750.92W/(mk) (约为铜的1/400)。 (2).热膨胀性与组成及其纯度有关。 (3).热稳定性主要受热膨胀系数影响。 耐急冷的稳定性 耐急热的稳定性? 急冷收缩压应力； 急热膨胀拉应力 抗压强度 抗拉强度 (4).耐热性 较差(高温下会软化，例如硅酸盐类玻璃的软化温度为530550)。,5.化学性质,化学稳定性较高，但长期遭受侵蚀性介质(例如水、酸、碱、大气等)作用，也能导致变质和破坏。例如：硅酸盐类玻璃的耐酸(HF除外)性优于耐碱性。 玻璃发霉? 玻璃受水汽作用（离子交换（释碱NaOH)； 破坏网络（溶蚀 SiO2溶于碱液，破坏Si-O骨架）；碳酸盐生成（玻璃中的碱性氧化物与CO2结合）表面产生白斑或油脂状薄膜玻璃表面光泽消失或表面晦暗，降低玻璃的透光性玻璃发霉。 解决方法：酸处理玻璃表面并加热到400450，不仅可溶去白斑和薄膜，还能得到致密的表面薄膜（即硅酸薄膜）提高玻璃的透光性和化学稳定性。,(三).玻璃的分类,钠玻璃 钾玻璃 1.按化学组成分 铝镁玻璃 铅玻璃 硼硅玻璃 石英玻璃 普通建筑玻璃 2.按建筑功能分 安全玻璃 特种玻璃,(四).玻璃的生产,普通平板玻璃的制造方法有浮法(1959年英国皮尔金顿公司开始工业化生产，质量高、产量大、规格多，目前半数以上的平板玻璃厂采用此法)、压延法、浇注法、水平拉引法(即平拉法)和垂直引上法等。 原料加工配料熔制成型退火,(五).玻璃的加工,1.冷加工 (1).研磨抛光 (2).喷砂 (3).切割 (4).钻孔 (5).导边 2.热加工 烧口、火焰切割或钻孔和火焰抛光等。 3.表面处理 化学蚀刻、表面着色、表面镀膜等。,5.2 普通建筑玻璃,一.普通平板玻璃（亦称白片、原片或净片玻璃） 我国平板玻璃产量占世界第一位，但玻璃在使用中的科技含量不高，产品附加值较少(我国平板玻璃原片80%直接使用，深加工只有16-20%，而发达国家使用深加工产品达60-80%)。 形状：一般为矩形，长宽比2.5。 厚度： 引拉法：2、 3、 4、 5、 6mm五类； 浮法：3、 4、 5、 6、 8、 10、 12mm七类。 尺寸范围表5.1 标准箱、实际箱和重量箱(其它厚度要考虑折算系数)。,1.力学性能表5.2 2.光学及热学性能表5.3 3.隔声性能表5.4 4.耐风压性能表5.5 5.外观质量标准表5.6,二.装饰平板玻璃,1.毛玻璃 毛玻璃是指用机械喷砂、手工研磨(磨砂)或HF腐蚀的方法，将普通平板玻璃的表面处理成一定粗糙面的玻璃。 粗糙面漫反射透光不透视 安装时毛玻璃的毛面应朝向室内，还是室外？ 室内,2. 彩色玻璃,(1).透明彩色玻璃 原料中掺入着色物质(金属氧化物)。 (2).半透明彩色玻璃 在前者基础上作喷砂处理而成。 (3).不透明彩色玻璃彩釉玻璃 将无机(矿物原料需高温烧结，故耐久性、耐温性更好)或有机(只需烘干，工艺简单、成本低)釉料通过滚筒或丝网印刷的方法印在玻璃表面而成。,彩色玻璃,彩色大理石花纹玻璃,3. 花纹玻璃,(1).压花玻璃(亦称滚花玻璃) 将熔融的玻璃液在冷却过程中通过带花纹图案的辊轴(分为单辊和双辊法)压延而成。 透光不透视(花型图案(例如菱形和方形花纹)和表面沾水程度会影响其透视情况)。 压花面应向室内还是室外? 室内 (2).雕(刻)花玻璃 用机械加工或化学腐蚀的工艺在普通平板玻璃表面加工成各种花纹图案。 图案丰富、立体感较强、装饰效果好。,(3).印花玻璃 (4).冰花玻璃 制作工艺： 在磨砂玻璃毛面均匀涂上一层骨胶水溶液干燥龟裂(骨胶脱水)剥落(由于骨胶与玻璃表面粘结力可将部分薄层玻璃带下) 冰花图案(骨胶水溶液浓度越大，冰花图案越大)。 花纹自然、质感柔和、立体感强、透光不透视、装饰效果好。,雕(刻)花玻璃,丝印玻璃,蚀刻玻璃,冰花玻璃,4.镭射玻璃,镭射(Laser)玻璃是以平板玻璃为基材，采用高稳定性的结构材料，经过特殊工艺处理，从而在玻璃表面构成全息光栅或其它图形的几何光栅，当任何光源照射时，可形成物理衍射分光而出现丰富色彩，且色彩和图案可因入射光角度和人的视角不同而呈现不同的效果。 装饰效果极佳，可用于墙面(特别是大面积幕墙) 、窗户、顶棚和地面(其性能接近高档花岗岩)等部位的装饰，耐老化(使用寿命可达50年)。,镭射玻璃,5.其它装饰玻璃,空心玻璃砖,艺术玻璃,艺术玻璃,玻璃拼花,玻璃百叶窗,玻璃百叶窗,玻璃幕墙,5.3 安全玻璃,普通平板玻璃：质脆、易碎(脆性材料，且冷却过程中内部产生不均匀的内应力所致)，破碎后具有尖锐棱角伤人。 减小玻璃脆性,提高其使用强度的方法： (1).退火消除玻璃的内应力； (2).消除平板玻璃的表面缺陷； (3).通过物理或化学钢化在玻璃中形成可缓解外力作用的均匀预应力； (4).夹丝或夹层处理。 普通玻璃安全玻璃(强度高，抗冲击性好，碎片不会飞溅伤人甚至防火)。,一.钢化玻璃,1.钢化玻璃的特性 (1).机械强度高抗折强度比普通玻璃大45倍，抗冲击强度也很高； (2).弹性好； (3).热稳定性好； (4).安全性好； (5).具有形体完整性。 钢化玻璃若局部破损应力崩溃安全(碎裂成小块)； 使用不便(不能切割，磨削)。,2.钢化玻璃的种类,物理钢化玻璃 平面钢化玻璃 按钢化方法 按形状 化学钢化玻璃 曲面钢化玻璃 全钢化玻璃 类 按钢化程度 半钢化玻璃 按碎片状态 类 区域钢化玻璃 类 普通钢化玻璃 按使用性能 吸热钢化玻璃 夹层钢化玻璃,3.钢化玻璃的生产工艺,普通平板玻璃裁切磨边钻孔清洗钢化钢化玻璃 (1).物理钢化法(淬火钢化法) 普通平板玻璃加热(650,形变消除玻璃的内应力)喷吹冷空气(垂直玻璃板面)玻璃表层压预应力,内部拉预应力。 当钢化后的玻璃受弯曲外力作用时，玻璃板表面将处于较大的压应力和较小的拉应力状态，所以不会破坏(抗压强度抗拉强度)。 局部破损应力重分布碎裂 除了风冷钢化，还有弯形钢化(例如汽车风挡玻璃，用模型靠自重和冲压进行热弯，到所需曲面后急冷)和区域钢化(靠调节冷却效果以降低局部的钢化程度)。,(2).化学钢化法,通过改变玻璃表面的组成来提高玻璃的强度。 离子交换法(分为低温型和高温型) 表面脱碱法 涂覆法 离子交换法： 低温型 普通平板玻璃浸入熔融碱液(400)离子交换(Li+Na+、K+, Na+K+)玻璃表层压预应力,内部拉预应力(离子半径：Li+650),(3).两种钢化方法的区别,.表面压应力层厚度:物理法化学法 .适用玻璃厚度:物理法化学法 .表面平整度:物理法化学法 .碎片形状:物理法(圆角),化学法(尖角) .应力松弛:物理法(不易),化学法(容易),4.钢化玻璃的规格尺寸订制 5.钢化玻璃的性能指标 技术性能表5.7 外观质量表5.8 6.钢化玻璃的应用 平面钢化玻璃建筑物的门窗、隔墙和幕墙； 弯形钢化玻璃汽车车窗玻璃； 区域钢化玻璃汽车风挡玻璃； 半钢化玻璃暖房、温室及隔墙的玻璃窗。 钢化玻璃不宜用于有防火要求的门窗、隔断等处。 注意事项: 切割、划伤或冲击破碎； 严禁溅上火花(受风压或振动时伤痕扩展破碎)； 自爆(原因及措施见书P84)。,曲面钢化玻璃,平面钢化玻璃,钢化玻璃洁具,二.夹丝玻璃,夹丝玻璃(亦称防碎玻璃、钢丝玻璃或防火玻璃（玻璃裂而不散，可以隔绝火势） 将预热的金属网或金属丝(一般为钢丝，直径0.44mm左右)压入已加热软化的红热玻璃之中而成。 金属网(丝)骨架强度？ 由于金属网破坏了玻璃的均一性，故玻璃强度例如抗折强度：普通平板玻璃85MPa，夹丝玻璃只有67MPa。,1.规格与种类,常用厚度：6、7、10mm。 产品尺寸600mm400mm,2000mm1200mm 种类: 夹丝磨光玻璃 夹丝压花玻璃 普通夹丝玻璃 按玻璃基板 彩色夹丝玻璃 压花夹丝玻璃,2.尺寸允许偏差表5.9 3.外观质量表5.10 4.应用 建筑物的天窗、防火门窗、地下采光窗、阳台等。 注意事项: .耐急冷急热性差(金属与玻璃的热膨胀系数和导热系数差异很大)不能用于两面温差较大和局部冷热交替比较频繁的部位。 .安装夹丝玻璃的窗框尺寸必须适宜，勿使玻璃受挤压。（木窗框应防止其日久变形及时更换；钢窗框应防止由于窗框温度变化急剧而传递给玻璃玻璃与窗框不宜直接接触，可用塑料或橡胶等填充物缓冲）。.切割夹丝玻璃时，需要反复上下弯曲多次才能掰断（小心防止两块玻璃互相挤压造成微小裂纹或缺口）。切割锈蚀防水处理,三.夹层玻璃,1.夹层玻璃的生产 (1).原料的选择 1).玻璃原片的选择 表面平整；光学性质好；厚度适当。 2).夹层材料的选择 无色透明；吸湿性小(防止起泡或脱胶)； 弹性大(提高其抗穿透性和吸振性)； 粘结力好；光稳定性好；耐候性好。,(2).生产工艺,1).直接合片法 此法一般以PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片(厚度为0.20.8mm)为夹层材料。 PVB胶片裁切玻璃(已加工)洗涤、干