玻璃幕墻材料（PPT33）

第二章玻玻璃幕幕墻材料料worse§2.1玻璃面板板§2.2鋁合金型型材§2.3建筑鋼材材（與鋼鋼結(jié)構(gòu)用用鋼一致致）§2.4不銹鋼§2.5膠本章主要要內(nèi)容§2.1玻璃面板板§2.2鋁合金型型材§2.3建筑鋼材材（與鋼鋼結(jié)構(gòu)一一致）§2.4不銹鋼§2.5膠20世紀初：：高質(zhì)量量的玻璃璃薄板。。融化的的玻璃穿穿過輥筒筒垂直下下落然后后冷化。。1960年代:浮法玻璃璃，大量量替代了了玻璃平平板和薄薄板?！?.1玻璃面板板1、玻璃板板材的制制作工藝藝標準純浮浮法玻璃璃原材料料：硅沙晶（（72%）；氧化化鈣、堿堿、鋁、、碳酸鉀鉀、氧化化鎂、氧氧化鐵、、白云石石、碎玻玻璃。熔化罐：：加熱至1500-1600度。再通通過冷空空氣冷卻卻至1100度。浮法池：：玻璃在熔熔化錫上上以帶狀狀流動，，穩(wěn)定厚厚度在6mm～7mm之間。輥筒將玻玻璃帶快快速倒下下，得到到較薄或或較厚的的玻璃板板材。退火韌化化爐：密封箱，，可逐漸漸加熱和和逐漸冷冷卻。玻玻璃在輥輥筒上傳傳輸，經(jīng)經(jīng)過特殊殊熱處理理以釋放放玻璃中中的應力力。送出出退火韌韌化爐時時，玻璃璃的溫度度被冷卻卻到100度。自動切割割和倉儲儲：玻璃被自自動切割割為具有有標準長長度6m的3210mm××6000mm的板材，，更長的的玻璃可可定制。。玻璃板板料被撿撿起并堆堆放到倉倉儲間的的一側(cè)。?！?.1玻璃面板板3、玻璃的的微觀結(jié)結(jié)構(gòu)和斷斷裂特性性具有原始始微觀結(jié)結(jié)構(gòu)和完完備表面面的玻璃璃具有極極高的理理論機械械強度。。但玻璃璃體內(nèi)及及表面缺缺陷在外外荷載作作用下會會產(chǎn)生極極高的應應力集中中，導致致脆性破破壞。所所以玻璃璃的實際際破壞強強度要遠遠遠低于于其理論論強度。。項目含量(%)二氧化硅（SiO2）69～74氧化鈣（CaO）5～12氧化鈉（Na2O）12～16氧化鎂（MgO）0～6氧化鋁（Al2O3）0～3玻璃的硬硬度為5～6Mohs單位,尖銳的硬硬物或水水中的微微小沙粒粒都有可可能在玻玻璃表面面產(chǎn)生刮刮痕。如如果一個個水膜長長時間地地附著在在玻璃表表面就會會形成浸浸析，導致玻璃璃表面的的腐蝕。。水泥礦礦物質(zhì)、、濕混凝凝土或強強堿清潔潔劑也會會導致玻玻璃的浸浸析?！?.1玻璃面板板2、玻璃的的化學成成分和抗抗腐蝕性性§2.1玻璃面板板短期荷載載下玻璃璃的強度度高于長長期荷載載下值。。玻璃強度度和裂紋紋深度及及荷載作作用時間間的關(guān)系系見下圖圖所示。?！?.1玻璃面板板4、玻璃的的表面結(jié)結(jié)構(gòu)玻璃表面面會因不不同的機機械原因因（如刮刮擦、清清洗、風風蝕等））而損傷傷。機械械和化學學處理也也會影響響玻璃的的表面結(jié)結(jié)構(gòu)和強強度。更更嚴重的的內(nèi)在損損傷是玻玻璃邊緣緣特別是是鉆孔周周邊引起起的，這這樣的損損傷很難難通過拋拋光處理理予以消消除。玻玻璃邊緣緣的強度度通常在在設(shè)計中中是起控控制作用用的?！?.1玻璃面板板5、玻璃的的強度和和應力-應變曲線線（1）玻璃的的強度大片玻璃璃強度低低于小片片玻璃，，長期荷荷載下玻玻璃強度度低于短短期荷載載下?！?.1玻璃面板板項目數(shù)值玻璃鋼材鋁合金自重(kN/m3)2578.527.0彈性模量(MPa)7000020600065800剪切模量(MPa)280008000027000泊松比0.20.260.3抗拉強度(MPa)28～84235～34590～265抗壓強度(MPa)800235～34590～265熔點(oC)6001450～1430658熱膨脹系數(shù)(K-1)9×10-612×10-624×10-6玻璃與其其他材料料的物理理力學參參數(shù)比較較§2.1玻璃面板板（2）玻璃的的物理力力學參數(shù)數(shù)以及應應力-應變曲線線玻璃與其其他材料料的應力力—應變關(guān)系系曲線比比較6、玻璃的的類型（1）退火玻玻璃按浮法玻玻璃加工工工藝生生產(chǎn)的退退火玻璃璃是目前前應用最最為廣泛泛的玻璃璃類型，，厚度在在2～19mm。在加工工過程中中可以對對退火玻玻璃著色色制造有有色玻璃璃，或去去色制造造白色玻玻璃。退退火玻璃璃的熱疲疲勞抗力力約為30℃℃（最大大40℃℃），即即：如如果在在玻璃璃的兩兩個表表面存存在這這一溫溫差，，玻璃璃將碎碎裂。。退火火玻璃璃的碎碎裂圖圖樣如如圖所所示。?！?.1玻璃面面板（2）鋼化化玻璃璃回火鋼鋼化工工藝的的主要要目的的是將將預壓壓應力力導入入玻璃璃表面面，以以提高高玻璃璃抵抗抗外部部效應應的強強度。。鋼化化玻璃璃也稱稱為預預應力力玻璃璃。熱熱回火火是最最常用用的鋼鋼化方方法。。將玻玻璃加加熱到到約650℃，然后后通過過空氣氣噴射射以淬淬火使使玻璃璃表面面比其其內(nèi)部部更快快冷卻卻。在在玻璃璃表面面冷卻卻后，，內(nèi)部部繼續(xù)續(xù)冷卻卻收縮縮使表表面產(chǎn)產(chǎn)生壓壓應力力，而而內(nèi)部部產(chǎn)生生拉應應力以以與表表面壓壓應力力相平平衡。。最終終沿玻玻璃厚厚度方方向產(chǎn)產(chǎn)生了了二次次函數(shù)數(shù)形的的應力力分布布，如如圖所所示。。退火玻玻璃的的碎裂裂后狀狀態(tài)鋼化玻玻璃中中的預預應力力分布布§2.1玻璃面面板經(jīng)過熱熱處理理的鋼鋼化玻玻璃的的機械械性能能得到到了明明顯提提高。。它對對均勻勻荷載載、熱熱應力力和大大多數(shù)數(shù)沖擊擊荷載載的效效應，，大約約是退退火玻玻璃的的4倍。鋼鋼化玻玻璃的的抗彎彎強度度比普普通平平板玻玻璃大大4～5倍。鋼鋼化玻玻璃的的厚度度最大大可加加工至至19mm。一旦旦玻璃璃中有有裂紋紋擴展展到受受拉區(qū)區(qū)，因因玻璃璃所固固有的的應變變能的的迅速速釋放放，整整面鋼鋼化玻玻璃會會立即即碎裂裂。玻玻璃的的破壞壞會形形成許許多碎碎小玻玻璃粒粒。所所以，，同玻玻璃裂裂成尖尖銳片片相比比，鋼鋼化玻玻璃造造成人人員傷傷害的的幾率率會大大大降降低。。正因因為如如此，，在我我國鋼鋼化玻玻璃也也稱安安全玻玻璃。。鋼化玻玻璃的的碎裂裂后狀狀態(tài)鋼化玻玻璃不不能被被切割割，因因此板板材的的切割割和鉆鉆孔必必須在在回火火鋼化化工藝藝前完完成。。在回回火鋼鋼化后后，玻玻璃必必須經(jīng)經(jīng)歷一一個熱熱浸試試驗。。玻璃璃被加加熱到到290℃后，在在此溫溫度下下放置置數(shù)小小時以以檢查查硫化化鎳（（NiS）的存存在，，硫化化鎳能能夠?qū)е虏２Ａг谠诒┞堵队诟吒邷叵孪碌牧蚜驯?，，即所所謂的的“自自爆””?！?.1玻璃面面板（3）半鋼鋼化玻玻璃半鋼化化玻璃璃的加加工工工藝類類似于于鋼化化玻璃璃，但但其冷冷卻過過程較較慢。。半鋼鋼化玻玻璃強強度的的增加加約為為鋼化化玻璃璃的一一半，，加工工厚度度可達達12mm。與退退火玻玻璃類類似，，半鋼鋼化玻玻璃的的破裂裂塊是是大片片的，，如圖圖所示示。半鋼化化玻璃璃的碎碎裂后后狀態(tài)態(tài)（4）夾層層玻璃璃兩片或或多片片玻璃璃可以以被一一層或或多層層聚乙乙烯醇醇縮丁丁醛樹樹脂（（PVB）內(nèi)夾夾層粘粘在一一起，，單層層PVB內(nèi)夾層層的厚厚度是是0.38mm，再經(jīng)經(jīng)電熱熱高壓壓器加加熱到到140oC，在12Pa壓力下下維持持6小時，，以消消除玻玻璃與與內(nèi)夾夾層之之間的的空氣氣。在沖擊擊荷載載下，，玻璃璃層可可能會會破碎碎，但但碎片片會牢牢固粘粘在內(nèi)內(nèi)夾層層里。。所以以，夾夾層玻玻璃是是真正正的安安全玻玻璃。。多層層組合合的玻玻璃可可以提提供對對于包包括高高速子子彈在在內(nèi)的的任何何射擊擊作用用的抵抵抗力力。夾夾層玻玻璃中中的玻玻璃碎碎片可可以留留至方方便時時再行行更換換。§2.1玻璃面面板國內(nèi)常常用夾夾層玻玻璃的的中間間層一一般為為兩層層PVB，厚度度為0.76mm；常用用玻璃璃板材材的厚厚度有有3mm、5mm、6mm、8mm等。夾夾層玻玻璃的的厚度度和面面積可可根據(jù)據(jù)用戶戶的需需要而而定。?！?.1玻璃面面板中空玻玻璃由由兩片片，有有時三三片玻玻璃，，通過過邊緣緣處的的間隔隔條和和密封封膠相相互連連接而而成。。第一一層的的密封封位于于間隔隔條和和玻璃璃面板板之間間，以以防止止潮氣氣進入入面板板之間間的空空間；；第二二層的的密封封設(shè)置置在間間隔條條之后后和玻玻璃面面板之之間，，同時時將間間隔條條和玻玻璃面面板粘粘成一一體，，如圖圖所示示?！?.1玻璃面面板（5）中空空玻璃璃密閉空空間內(nèi)內(nèi)的空空氣壓壓力與與制作作時的的大氣氣壓力力相等等。密密閉玻玻璃單單元制制作后后，當當大氣氣壓力力上升升超過過密閉閉空間間內(nèi)的的空氣氣壓力力時，，兩個個玻璃璃面板板將被被向內(nèi)內(nèi)擠壓壓；當當大氣氣壓力力降低低時，，面板板將向向外鼓鼓出。?！?.1玻璃面面板（6）防火火玻璃璃預應力力或半半鋼化化的硼硼硅酸酸鹽玻玻璃能能夠維維持其其完整整性大大于或或等于于2個小時時。硼硼硅酸酸鹽玻玻璃是是一種種含有有至少少5%氧化硼硼的硅硅酸鹽鹽玻璃璃,它的熱熱膨脹脹系數(shù)數(shù)約為為碳鈣鈣玻璃璃的1/3，因而而具有有較強強的抵抵抗熱熱變能能力。。鋼化化玻璃璃的多多層層層狀結(jié)結(jié)構(gòu)和和納硅硅酸鹽鹽層，，或聚聚合凝凝膠層層也會會導致致極佳佳的抗抗火性性能。。按結(jié)構(gòu)構(gòu)分類類，防防火玻玻璃可可分為為復合合防火火玻璃璃（FFB）和單單片防防火玻玻璃（（DFB）。FFB是由兩兩層或或兩層層以上上玻璃璃復合合而成成,或由一一層玻玻璃和和有機機材料料復合合而成成，并并滿足足相應應耐火火等級級要求求的特特種玻玻璃。。DFB是由單單層玻玻璃構(gòu)構(gòu)成，，并滿滿足相相應耐耐火等等級要要求的的特種種玻璃璃。按其耐耐火性性能，，防火火玻璃璃可分分為A、B、C三類：：A類防火火玻璃璃：同同時滿滿足耐耐火完完整性性、耐耐火隔隔熱性性要求求的防防火玻玻璃；；B類防火火玻璃璃：同同時滿滿足耐耐火完完整性性、熱熱輻射射強度度要求求的防防火玻玻璃；；C類防火火玻璃璃：滿滿足耐耐火完完整性性要求求的防防火玻玻璃。?！?.1玻璃面面板A、B、C三類防防火玻玻璃按按耐火火等級級可分分別分分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級，其其耐火火性能能應分分別符符合下下表的的規(guī)定定。A類防火火玻璃璃的耐耐火性性能（（耐火火完整整性、、耐火火隔熱熱性））耐火等級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級耐火時間，≥1min90604530B類防火火玻璃璃的耐耐火性性能（（耐火火完整整性、、熱輻輻射強強度））耐火等級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級耐火時間，≥1min90604530§2.1玻璃面面板C類防火火玻璃璃的耐耐火性性能（（耐火火完整整性））耐火等級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級耐火時間，≥1min90604530制造防防火玻玻璃可可選用用普通通平板板玻璃璃、浮浮法玻玻璃、、鋼化化玻璃璃等材材料作作原片片，復復合防防火玻玻璃也也可選選用單單片防防火玻玻璃作作原片片。磨沙是是在玻玻璃表表面紋紋刻的的另一一種方方法。。玻璃璃表面面的打打磨通通過由由蒸汽汽、空空氣或或水噴噴射沙沙流實實現(xiàn)。。磨沙沙玻璃璃通常常用作作為需需要在在表面面采取取防滑滑措施施的路路面樓樓面等等的玻玻璃鋪鋪板。。磨沙沙工藝藝一般般會使使玻璃璃強度度降低低40%左右。。（7）磨沙沙玻璃璃上釉的的關(guān)鍵鍵是在在620～650℃的溫度度將陶陶瓷墨墨水融融化在在玻璃璃表面面。玻玻璃的的輕微微軟化化產(chǎn)生生了一一個融融化結(jié)結(jié)合層層，冷冷卻后后可形形成非非常堅堅硬的的釉面面。陶陶釉玻玻璃產(chǎn)產(chǎn)品是是鋼化化玻璃璃。然然而，，上釉釉工藝藝大約約使玻玻璃的的強度度降低低40%左右。。（8）陶釉釉玻璃璃§2.1玻璃面面板（9）彎曲曲玻璃璃①熱彎玻玻璃熱彎玻玻璃的的彎曲曲是建建立在在將玻玻璃的的加熱熱控制制在玻玻璃軟軟化的的溫度度點上上的，，即玻玻璃從從固體體轉(zhuǎn)化化為““軟化化”狀狀態(tài)的的溫度度點640oC左右。。通過過放置置或壓壓制““面團團”狀狀態(tài)的的玻璃璃可以以形成成不同同形狀狀的彎彎曲玻玻璃，，彎曲曲后的的玻璃璃可以以正常常冷卻卻或通通過其其他工工藝產(chǎn)產(chǎn)生預預應力力。建建筑和和結(jié)構(gòu)構(gòu)上采采用的的許多多玻璃璃可以以被彎彎曲，，最大大可彎彎曲的的玻璃璃厚度度可達達10mm，最小小彎曲曲半徑徑可至至150mm（與玻玻璃厚厚度有有關(guān)））。夾夾層玻玻璃的的彎曲曲需要要特殊殊工藝藝。②冷彎玻璃冷彎玻璃是是指在環(huán)境境溫度下通通過固定架架和外力作作用被彎曲曲并最終固固定在結(jié)構(gòu)構(gòu)物上的單單片或夾層層鋼化玻璃璃。由于鋼鋼化過程使使玻璃存在在預應力，，完全有可可能在鋼化化玻璃的冷冷彎曲過程程結(jié)束后在在玻璃表面面不產(chǎn)生拉拉應力。玻玻璃片越薄薄，可達到到的彎曲半半徑越小。。由于冷彎彎改變了玻玻璃的初始始應力分布布，使玻璃璃的承載能能力明顯減減小?？朔@一問題題的方法是是采用多于于一片的夾夾層玻璃來來承受§2.1玻璃面板單片玻璃的的荷載。夾夾層玻璃中中內(nèi)夾層PVB的特殊性能能使得其既既能牢固連連接兩個單單片玻璃來來承受外部部荷載作用用，其柔度度又足以容容許連接其其上的各單單片玻璃被被冷彎曲。?！?.1玻璃面板§2.1玻璃面板§2.2鋁合金型材材§2.3建筑鋼材（（與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)一致）§2.4不銹鋼§2.5膠§2.2鋁合金材料料1、鋁合金材材料的基礎(chǔ)礎(chǔ)狀態(tài)定義義鋁合金是玻玻璃幕墻的的主要材料料，尤其是是在明框玻玻璃幕墻、、隱框玻璃璃幕墻、單單元式幕墻墻中。目前前使用的主主要是30號鍛鋁（6061）和31號鍛鋁（6063、6063A）經(jīng)高溫擠擠壓成型、、快速冷卻卻并人工時時效（T5）[或經(jīng)固溶熱熱處理（T6）]狀態(tài)的型材材，經(jīng)陽極極氧化或涂涂漆、粉末末噴涂、氟氟碳化噴涂涂表面處理理。代號名稱說明與應用F自由加工狀態(tài)適用于在成型過程中，對于加工硬化和熱處理條件無特殊要求的產(chǎn)品，該狀態(tài)產(chǎn)品的力學性能不作規(guī)定O退火狀態(tài)適用于經(jīng)完全退火獲得最低強度的加工產(chǎn)品H加工硬化狀態(tài)適用于通過加工硬化提高強度的產(chǎn)品，產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過（也可不經(jīng)過）使強度有所降低的附加熱處理T熱處理狀態(tài)（不同于F、O、H狀態(tài)）適用于熱處理后，經(jīng)過（或不經(jīng)過）加工硬化達到穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品2、鋁合金材材料的物理理性能下表列出了了室溫條件件下鋁材的的主要物理理性能與鋼鋼材和不銹銹鋼的比較較。材料物理性能鋁鋼不銹鋼平均密度（kg/m3）270078507900熔點（0C）6581450-15301450線膨脹系數(shù)（0C-1）24e-612e-617.3e-6彈性模量（Nmm-2）65800206000206000由上表可以以看出：①鋁的密度近近似地為鋼鋼密度的1/3（在不同的的合金中，，其密度在在2600～2800kg/m3之間變化））。②鋁的彈性模模量也近似似地為鋼的的1/3（在不同的的合金中，，其彈性模模量在68500～74500N/mm2之間變化）），因而，，變形和穩(wěn)穩(wěn)定問題顯顯得更為重重要。③鋁的熱脹系系數(shù)是鋼的的2倍，對溫度度變化更敏敏感，因而而當它不受受約束時，，會有較大的變形。?！?.2鋁合金材料料3、鋁合金材材料的力學學性能鋁合金的主主要力學性性能可以由由拉力試驗驗得出。拉拉伸過程的的應力—應變曲線沒沒有明顯的的屈服點，，大致可以以劃分成：：①線彈性部分分直至比例例極限應力力σp（σp為拉伸過程程中應力與與應變保持持正比例關(guān)關(guān)系的最大大應力，一一般為與0.01%殘余應變相相對應的應應力）；②非線性部分分；③應變硬化部部分三個區(qū)區(qū)域。通常常把與0.2%殘余應變相相對應的應應力σ0.2假設(shè)為超出出材料彈性性階段的應應力。在結(jié)結(jié)構(gòu)計算中中，與鋼材材的屈服應應力具有同同樣的意義義。鋁合金型材材6063的曲曲線§2.2鋁合金材料料§2.1玻璃面板§2.2鋁合金型材材§2.3建筑鋼材（（與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)一致）§2.4不銹鋼§2.5膠§2.4不銹鋼材料料不銹鋼是在在鋼中加入入了一定比比例的鉻、、鎳等。由由于鉻的化化學性質(zhì)比比較活潑，，鉻首先與與環(huán)境中的的氧化合，，生成一層層與鋼基體體牢固結(jié)合合的緊密的的氧化膜層層，使內(nèi)部部的鋼不致致生銹。我國不銹鋼鋼國家標準準如《不銹鋼棒》（GB/T1220）、《不銹鋼冷軋軋鋼板》（GB/T3280）等都列出出了各種牌牌號不銹鋼鋼的化學成成分和力學學性能（包包括屈服強強度、抗拉拉強度、伸伸長率和收收縮率等））。從所列列的力學性性能指標，，可以看出出不銹鋼具具有較高的強度度和較好的的塑性變形形能力，可可以用于點點支式玻璃璃中的拉桿桿、拉索、、支承結(jié)構(gòu)構(gòu)和連接件件。由于我國尚尚未制訂不不銹鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范，關(guān)于受受力構(gòu)件中中不銹鋼材材料強度設(shè)設(shè)計值的研研究很少，，在一定程程度上影響響了