玻 璃 自 爆 原 因 的 探 討.

1、 玻 璃 自 爆 原 因 的 探 討 朱勝文 。由于我國近年來大面積玻璃窗及各種玻璃門窗幕墻日益增多 ，愈建愈高 ，各種玻璃在上墻后自裂( 自爆)現(xiàn)象時有發(fā)生。我們經(jīng)常接到此類咨詢電話 。高層門窗幕墻的腳手架還在拆除中，玻璃就連續(xù)發(fā)生自爆( 幕墻有個別向南的一面玻璃幾乎全部自爆 )，給施工單位帶來很大經(jīng)濟損失，并且更換困難。施工單位和玻璃制造廠家責任不易分清?，F(xiàn)將幾種玻璃自爆原因探討如下，供大家參考。 。一、玻璃門窗幕墻作為建筑外墻的應(yīng)用日益廣泛， 外墻必然受到風荷載(風壓)和溫度的影響 ，每個地區(qū)風力強度和頻度，受熱條件等因素都不一樣，因此決定了對玻璃因地區(qū)、樓層高度的不同而選擇不同規(guī)格、不

2、同型號、不同顏色的玻璃。玻璃用于外墻的要求起碼要考慮承受兩種應(yīng)力：一種是承受風荷載能力，一種是承受熱應(yīng)力能力。應(yīng)對上述應(yīng)力進行認真驗算，選用適當?shù)牟ＡР拍軠p少自爆。玻璃本體質(zhì)量，對自爆也極為重要。如平板玻璃和浮法玻璃相比較，平板玻璃的厚薄均勻度、平整度，玻璃表面的質(zhì)量均比浮法玻璃質(zhì)量差。因此平板玻璃承受風荷載能力及熱應(yīng)力能力也弱。如對玻璃進行半鋼化、鋼化，其抗風壓及熱應(yīng)力能力有較明顯的提高。半鋼化玻璃或鋼化玻璃，其表面最終形成壓應(yīng)力，因此玻璃抗壓強度比抗張強度高得多，所以能經(jīng)受彎曲、沖擊和溫度變化。如引用風荷載因子對不同類型玻璃抗風荷載能力的修正，以6毫米單片浮法玻璃為1，則6毫米半鋼化玻璃為

3、2.0，鋼化玻璃為4.0 。鍍膜玻璃是利用物理方法、 化學方法在玻璃表面鍍上一層或數(shù)層金屬合金或化學膜， 目前國內(nèi)外生產(chǎn)不同工藝有：真空磁控濺射法(又稱真空濺射鍍膜)； 在線噴涂法(在浮法玻璃生產(chǎn)過程中噴涂金屬或其它化合物和玻璃融為一體，又稱在線鍍膜玻璃，可以熱彎)；真空蒸發(fā) 、凝膠法(又稱化學鍍膜)。上述四種鍍膜玻璃因工藝不同，鍍膜玻璃的性能和品質(zhì)也存在很大差異。前兩種鍍膜玻璃質(zhì)量優(yōu)于后兩種玻璃，可用于隱框玻璃門窗幕墻。 。建筑上用陽光控制玻璃 ，又稱為熱反射鍍膜玻璃(簡稱鍍膜玻璃)， 主要特點是允許足夠的太陽光射入室內(nèi)，又能反映定量的太陽熱能 ，能透過0.32.5微米的可見光，312微米遠

4、紅外線被反射，維持室內(nèi)涼爽，該玻璃的透光率為840之間，可制成金 、銀、藍、褐、綠等各種顏色。國內(nèi)生產(chǎn)該種玻璃廠家甚多，由于不同做法，不同設(shè)備，及其它各種原因，質(zhì)量差異很大。 。國外生產(chǎn)的低輻射玻璃 ，它的特點是在不影響可見光的透光性的情況下， 能透過80太陽光輻射能，對室內(nèi)有保溫作用，同時這種玻璃可以擋大量紫外光，減少陽光中紫外線對室內(nèi)家俱的影響?，F(xiàn)國內(nèi)沒有生產(chǎn)這種低輻射玻璃。 。二、玻璃是脆性材料， 玻璃的自爆現(xiàn)象受多方面影響 。除玻璃本體質(zhì)量外，玻璃的幾何形狀，如方能、矩形、三角形和圓形。玻璃安裝狀況如：四周緊固或松馳，玻璃底部是否安放支撐物，玻璃與四周鋁合金框用什么硬度材質(zhì)密封或用玻璃

5、膠密封， 以及后續(xù)工藝、 受熱狀況等均對玻璃的自爆有密切影響。 。玻璃熱應(yīng)力自爆， 一般是來自玻璃本體部位不均勻所致 。玻璃上墻后，在陽光直接照射下，玻璃吸收陽光的紅外光和部分可見光，這些光在玻璃體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能，使玻璃本體溫度升高并形成玻璃四周的熱膨脹。如玻璃鑲嵌在鋁合金框內(nèi)部，玻璃被鑲部份不能受到暴露在框外暴露同樣照射，因此導(dǎo)致暴露整體受熱不均，內(nèi)部熱應(yīng)力形成，玻璃中區(qū)的熱膨脹對玻璃邊緣產(chǎn)生張應(yīng)力，此張應(yīng)力大于玻璃的抗張強度，就會造成玻璃的破裂(自爆)。熱應(yīng)力破裂一般可從以下特點來辨別： 。1玻璃破裂邊緣裂口整齊，裂口數(shù)量少，破裂線為曲折單線或復(fù)線。 。2玻璃破裂線與玻璃邊緣一般成直角，否則

6、可能是彎曲應(yīng)力破裂，或者是玻璃邊緣缺陷所致。 。3在玻璃中區(qū)的破裂線多為弧線形。 。三、鋁合金有框門窗幕墻玻璃自爆的原因： 。1玻璃本身質(zhì)量不良是造成玻璃自爆原因之一， 如玻璃平整度差，厚薄不均，玻璃內(nèi)有氣泡夾渣等。在受太陽照射下，熱效應(yīng)不均勻，導(dǎo)致自爆。 。2在采用人工裁切玻璃時，裁切的玻璃邊緣一定要求平直光滑 ，不準許有崩邊、牙邊、崩角等缺陷。要保證玻璃周邊沒有傷殘狀態(tài)下使用，否則在玻璃邊緣有缺陷處極易產(chǎn)生自爆點。 。3玻璃安裝時為了減少硬對硬的接觸，玻璃下端不能直接落在鋁合金框上， 否則玻璃受熱膨脹極易自爆。應(yīng)在玻璃下面有彈性的固定墊塊，放置位置一般在玻璃邊部14處，最少放兩個墊塊，墊塊

7、數(shù)量應(yīng)以玻璃寬度而定。使玻璃下方與鋁框為彈性接觸，玻璃熱脹冷縮時能自由伸縮，減少自爆。同時玻璃周邊應(yīng)當用彈性較好的材料密封。玻璃周邊與鋁框應(yīng)留有47毫米左右縫隙，不直接接觸，并周邊間隙均勻。玻璃周邊與鋁框應(yīng)用彈性好的玻璃密封膠密封，這比玻璃邊緣內(nèi)外兩側(cè)與鋁框縫隙用硬膠條鑲嵌為佳?，F(xiàn)實中不少大面積玻璃因玻璃四周邊緣用硬膠條鑲嵌太緊，玻璃因熱應(yīng)力而自爆。 。4鑲嵌玻璃的鋁框，不能保證幾何精度， 鋁框扭擰不平，彎曲變形，玻璃彎曲受力，極易造成熱應(yīng)力自爆。安裝玻璃必須嚴格執(zhí)行施工標準規(guī)范。 。5玻璃厚度的選擇是非常重要的 ，不僅要考慮風荷載， 也要考慮熱應(yīng)力 。如玻璃面積大，厚度小，則該塊玻璃抗彎曲、

8、抗熱應(yīng)力均小 ，極易自爆 。對玻璃門窗幕墻玻璃厚度選擇，一定要進行計算，低層 、高層同一面積的玻璃受力就差別很大 。尤其是鍍膜玻璃的熱膨脹系數(shù)遠大于一般玻璃的熱膨脹系數(shù)，熱應(yīng)力更為明顯。有的廠家和設(shè)計者在玻璃計算時不考慮熱應(yīng)力而造成玻璃的自爆。一般鍍膜玻璃的厚度、長寬比和最大面積的關(guān)系，一些鍍膜玻璃生產(chǎn)廠家，給一個關(guān)系比，這只作為參考。因玻璃的使用高低不同，地區(qū)不同，應(yīng)有所調(diào)整，應(yīng)以計算為準。 。四、隱框門窗幕墻玻璃的自爆 。隱框玻璃門窗幕墻是用結(jié)構(gòu)膠把鍍膜玻璃粘貼在單體鋁合金框格上 ， 再把粘好的一塊塊單體框格懸掛在鋁合金門窗幕墻的框架上。鍍膜玻璃之間間隙用門窗幕墻硅酮密封膠密封，形成一鏡面

9、狀玻璃門窗幕墻，鍍膜玻璃的周邊無鋁框鑲嵌，因此不存在鑲嵌玻璃邊內(nèi)和邊外溫差的差異，也不會產(chǎn)生上述原因造成的溫差熱應(yīng)力自爆的可能。但半隱框玻璃門窗幕墻仍有一個對應(yīng)邊嵌在鋁框內(nèi)，仍應(yīng)考慮嵌鋁框內(nèi)外玻璃的熱應(yīng)力，以防自爆。 。隱框門窗、隱框玻璃幕墻的自爆原因，有以下幾個可能： 。1鍍膜玻璃的邊緣質(zhì)量：鍍膜玻璃邊緣裁切質(zhì)量是非常重要的 ，是影響玻璃破裂的重要因素。因為鍍膜玻璃是脆性材料 ， 玻璃的邊緣允許張應(yīng)力的大小與玻璃邊緣缺陷極為密切 ， 如前面談到過的崩角，崩角和參差不齊牙邊等，玻璃邊緣缺陷會導(dǎo)致應(yīng)力集中及嚴重降低允許張應(yīng)力(可降十多倍)。在邊緣缺陷點，玻璃正常的彎曲應(yīng)力、熱應(yīng)力等均可造成玻璃的

10、自爆破裂。大面積隱框門窗、隱框幕墻的鍍膜玻璃最好采用裁剪機來切割玻璃，若手工切割玻璃要嚴格檢查玻璃切割邊緣質(zhì)量或打磨邊緣。 2鍍膜玻璃對太陽輻射能的吸收率熱應(yīng)力均遠大于一般透明玻璃 ，因此對玻璃的原片質(zhì)量要求甚嚴。如果玻璃原片的厚薄度、平整度較差，表面有疤痕均亦形成內(nèi)應(yīng)力不均而自行破裂。鍍膜玻璃的原片只能用浮法玻璃，不能用一般平板玻璃。優(yōu)良的新鮮玻璃原片是保證鍍膜玻璃質(zhì)量的重要一環(huán)。鍍膜玻璃在生產(chǎn)過程中，如設(shè)備不先進，鍍膜工藝不嚴，在鍍膜過程中易產(chǎn)生膜層厚度不均，退火不完全等缺陷，即便是微小的差別 ，均是玻璃上墻后自爆的起因 。如退火過程中局部有溫差，也會造成鍍膜玻璃中間弧形破裂等。因此在購置

11、鍍膜玻璃時，不僅要看設(shè)備是否先進，也要看軟件是否過硬，技術(shù)是否熟練，原片質(zhì)量是否新鮮。 。3鍍膜玻璃尺寸大小的影響：隱框門窗、隱框玻璃幕墻為了美觀大方， 往往把單片玻璃設(shè)計面積很大，為了保證抗風壓的需要，鍍膜玻璃的厚度就必然增加，這就導(dǎo)致了玻璃本身對太陽輻射能的吸收量增大，造成玻璃張應(yīng)力增加，容易形成熱應(yīng)力自爆。如果鍍膜玻璃是明顯的長條狀，長短比愈大，愈容易形成彎曲應(yīng)力，同時加大熱應(yīng)力自爆的機率，所以鍍膜玻璃的面積和長度比均不易過大，否則自爆率增加。 。4氣候條件的影響：冬夏季節(jié)，清晨和傍晚的氣溫變化較大地區(qū) ，要著重考慮鍍膜玻璃的吸熱情況。鍍膜玻璃是太陽輻射熱的高吸收體，在南方炎熱地區(qū)，夏季

12、高溫季節(jié)，在太陽照射下，鍍膜玻璃的表面溫度在80左右，有的更高。這樣玻璃本體內(nèi)熱應(yīng)力也極大。如因結(jié)構(gòu)膠粘貼寬度厚度過大，影響鍍膜玻璃自由伸縮，易使鍍膜玻璃自爆。 。5門窗幕墻方向性影響：門窗幕墻玻璃的方向?qū)ψ员灿忻黠@的影響 。如門窗幕墻玻璃面朝南和朝北或其它方向，所受熱應(yīng)力均有不同，門窗幕墻玻璃朝南都向陽方向，中午日照直接照在門窗幕墻玻璃上，太陽的輻射能很大，熱應(yīng)力也就很大。如天氣突變或日落降溫較快，則該玻璃以熱應(yīng)力破裂為主，設(shè)計者應(yīng)以熱應(yīng)力破壞為主，抗風壓強為輔。反之門窗幕墻玻璃朝北，設(shè)計者應(yīng)以考慮抗風壓強為主，熱應(yīng)力破裂為輔。朝南方向的鍍膜玻璃的太陽能吸收率大于75，建議用鋼化或半鋼化玻

13、璃。 。6集中在門窗幕墻上方結(jié)構(gòu)物遮陽的影響：在門窗幕墻玻璃上方， 由于室外裝置或設(shè)計結(jié)構(gòu)有遮太陽光部分，會在鍍膜玻璃上留有陰影 ，暴露在陽光下和留有陰影的玻璃形成非常明顯的溫度差,極容易造成玻璃橫向整齊的自爆。 。7室內(nèi)遮陽部分的影響： 室內(nèi)深色窗簾或百葉窗對太陽輻射能的吸收也相當高，并且具備較高的再輻射率。門窗幕墻玻璃不僅受室外太陽輻射能直接輻射，同時以往受到室內(nèi)遮陽裝置吸熱后的再輻射也易造成熱應(yīng)力自爆。 。8其它的影響：經(jīng)?？吹皆陂T窗幕墻玻璃上安裝 、粘貼各種圖案和文字廣告，及玻璃表面粘貼或懸掛的裝置圖案或廣告，可導(dǎo)致鍍膜玻璃吸熱量局部急劇增加，使整片玻璃產(chǎn)生溫差，門窗幕墻上的空調(diào)通風口

14、也可以導(dǎo)致鍍膜玻璃不同部位明顯的溫度，均加大熱應(yīng)力，給鍍膜玻璃的自爆增加機率。 。為了防止玻璃的熱應(yīng)力自爆，可對鍍膜玻璃采取強化處理 ，強化處理后， 可使玻璃承受風壓強度和熱應(yīng)力強度均有較大的提高，可以明顯減少熱應(yīng)力自爆的機率。 。五、中空破璃的自爆 。建筑物的室內(nèi)外熱交換， 窗戶和玻璃門窗幕墻是主要熱傳導(dǎo)部分 ，所以冬天的取暖和夏日的空調(diào)需用量的大小，取決于窗戶和玻璃門窗幕墻的隔熱性能好壞。中空玻璃有優(yōu)良的絕熱性能，在某些條件下，中空玻璃絕熱性有時可能優(yōu)于混凝土墻。中空玻璃也有較好的隔音性能，一般可使嗓音下降3944分貝，可降低交通噪聲3040分貝。 中空玻璃是用兩片或多片玻璃與周邊用鋁合金

15、間隔分開一定距離 ， 并用二次密封膠密封，使之形成兩玻璃間有干燥氣體空氣的玻璃。中空玻璃間隔密封膠第一道膠為丁基膠，丁基膠密封性能很好，但強度很低，只起密封作用，不承受力；第二道密封膠一般為聚硫膠，聚硫膠強度高，在受力時能保持中間玻璃間隔不變，但該膠怕太陽紫外線照射。用于有框玻璃門窗幕墻時，聚硫膠被鋁合金型材槽鑲嵌在內(nèi)，太陽照射不到聚硫膠。但用于隱框門窗、隱框玻璃幕墻，太陽就可能直接照射到聚硫膠，因此在隱框或半隱框玻璃門窗幕墻中空玻璃的第二道密封膠，必須用中空玻璃結(jié)構(gòu)膠，不怕太陽紫外線照射。中空玻璃結(jié)構(gòu)膠也不同于一般結(jié)構(gòu)膠， 其變位能力一般為5左右，這樣能保證中空玻璃的兩片玻璃間距不變，而一般

16、結(jié)構(gòu)膠變位能力為土2550。中空玻璃的自爆與中空玻璃選材、制作、安裝均有明顯的關(guān)系，這表現(xiàn)在： 。1中空玻璃的選材： 。A對玻璃質(zhì)量要求，做中空玻璃的單片玻璃質(zhì)量要好，要求玻璃平整 、厚薄均勻，玻璃不準有疤痕和雜質(zhì)。否則在制成中空玻璃后，玻璃受彎應(yīng)力熱應(yīng)力影響下，易在上述玻璃缺陷處產(chǎn)生自爆。做中空玻璃的透明玻璃一定要用浮法玻璃，不能用廉價的平板玻璃。 。 B對中空玻璃的兩片玻璃的選擇，中空玻璃的兩片玻璃是用一片透明玻璃和一片鍍膜玻璃，或用帶顏色的透明玻璃。至于選用什么顏色的鍍膜玻璃和選用不同厚度的兩片玻璃，均對中空玻璃的自爆有明顯的影響。由于各種玻璃的可見光透過率、反射率、吸收率之不同，制成的

17、中空玻璃效果也不一樣。不同類型，不同厚度兩片玻璃制成的中空玻璃，最大可見光透光率可達76，最小12，可見光反射率可達39，最小15，吸收率最大可達60，最小24。在中空玻璃的中空夾層，吸收率最大可達總照射光的78。如果吸收率過大， 會造成中空夾層高溫， 這對中空玻璃的自爆影響極大，中空玻璃向陽面，中午吸收大量的太陽熱使中空玻璃夾層溫度升高，晚間外層玻璃溫度下降明顯，而中空玻璃夾層四周密封。溫度下降較慢，形成玻璃的內(nèi)外溫差較大，易產(chǎn)生自爆。所以選用中空玻璃的兩片玻璃時，不僅要考慮顏色美觀，玻璃厚度安全，也要考慮鍍膜玻璃吸熱性能，這也和全國不同地區(qū)氣候溫差條件有關(guān)。在炎熱地區(qū)，晴天13時左右中空玻

18、璃為表面最高溫度可達80左右，甚至更高。中空玻璃夾層溫度也較高，如因風雨等原因溫度急聚下降，極易造成中空玻璃的自爆。 。 2中空玻璃的制作： 。 有的人把中空玻璃的制作看得很簡單 。在兩片玻璃中間加鋁合金嵌條，裝入干燥劑，用膠密封就算完成了。中空玻璃不送交專門中空玻璃生產(chǎn)廠家去加工，門窗幕墻制作廠家自己土法制造，這樣做的中空玻璃不僅保證不了不結(jié)露，更保證不了不自爆。 。 制作中空玻璃，設(shè)備技術(shù)要求甚嚴，需專用設(shè)備甚多，對玻璃需機器裁剪 、清洗、定位、打膠、加壓許多工藝， 如有一個工藝達不到標準要求，將會給中空玻璃的自爆造成隱患 。因此對下述各道工藝均要嚴格要求： 。 A玻璃一定要用玻璃裁剪機剪

19、裁。裁剪機裁剪的玻璃邊緣平滑，決不允許有微小崩角、崩邊和齒邊，否則就是給自爆埋下隱患。如邊緣不夠平滑，最好在玻璃裁切邊四周打磨。 。 B、制作中空玻璃的原片剪切尺寸，一定要準確，誤差要小。梯型中空玻璃，內(nèi)外原片尺寸也要準確，不能超差，否則中空玻璃上墻后受彎應(yīng)力、熱應(yīng)力影響，受力不均，將會造成自爆。 。 C對中空玻璃厚度要求：中空玻璃四邊厚度應(yīng)一致，不允許中空玻璃制成后一邊厚一邊薄，也不允許一個角薄三個角厚，那樣在上墻后易產(chǎn)生自爆。D中空玻璃制作要平整，否則鋁合金門窗幕墻的玻璃受彎應(yīng)力，熱應(yīng)力不勻而自爆，尤其有框鋁合金門窗幕墻最為明顯，其次為半隱框門窗玻璃幕墻，全隱框門窗玻璃幕墻。 。 3中空玻

20、璃的安裝： 。 中空玻璃在門窗幕墻上的安裝質(zhì)量好壞直接影響玻璃的自爆， 在有框門窗幕墻和隱框門窗幕墻對中空玻璃安裝均有不同的要求。簡述如下： 。 A中空玻璃在有框門窗幕墻的安裝：鋁合金框架要制作平整。不允許有扭擰變形，中空玻璃下方不能直接放在鋁合金型材鑲嵌槽底部，要加彈性膠墊，膠墊厚度距離要根據(jù)中空玻璃面積厚度大小而定。中空玻璃在鑲嵌槽左右和上方留有空隙，玻璃兩側(cè)鑲嵌邊加膠條或注入密封膠，如用鍍膜玻璃必須用中性膠(酸性膠破壞鍍膜)，使中空玻璃在受熱應(yīng)力影響下，玻璃可以均勻自由伸縮，減少自爆機率。 。 B隱框中空門窗玻璃幕墻制作和安裝：隱框門窗玻璃幕墻的制作，是先把中空玻璃用結(jié)構(gòu)膠粘貼在鋁合金單元框上， 制成單元構(gòu)件，再向門窗幕墻鋁合金框架上吊裝 。隱框門窗幕墻中空玻璃單元構(gòu)件的制作方法分：鋁合金單元框架用結(jié)構(gòu)膠粘貼在中空玻璃內(nèi)側(cè)玻璃內(nèi)表面，或鋁合金單元框架用結(jié)構(gòu)膠粘貼在中空玻璃外側(cè)玻璃的內(nèi)表面。 (階梯型中空玻璃的粘貼方法，這種中空玻璃外面玻璃大，內(nèi)側(cè)玻璃小一周邊，單元鋁框就粘在這一周邊上)。每個鋁合金單元構(gòu)件幾何形狀一定要規(guī)