鋼化玻璃 (Tempered glass/Reinforced glass) 屬於安玻(bō)璃。鋼化玻璃是種(zhǒng)預應力玻璃,為提高玻璃(lí)的強度,通常使用化學或物理的方法,在(zài)玻璃表麵形成壓應力(lì),玻璃承受外力時先抵消表層應力,從而提高了承載能力,增強玻璃自(zì)身抗風壓(yā)性、寒暑性(xìng)、衝擊性等。
鋼化(huà)玻璃強度、抗彎和耐衝擊性能較之普通玻璃提高(gāo)數倍。鋼化玻璃破壞呈無銳(ruì)角(鈍角)的小碎片,對人體的傷害低。鋼化(huà)玻璃的(de)耐冷熱衝擊性質較之普通玻璃有(yǒu)3~5倍的提高,般可(kě)承受250℃以上的(de)溫差變化(huà),對防止熱炸裂有明顯的果。鋼化玻璃強度雖然(rán)比普通玻璃強,但是鋼化玻璃(lí)有自爆(自己破裂(liè))的可能性,而普通玻璃不(bú)存在自爆(bào)的可能性。單片鋼化玻璃構築的門玻璃、窗玻璃並不安。尖銳的硬質金屬,可輕易將其破壞。應用中還不(bú)如傳統的木門安。鋼(gāng)化玻璃預應力過程,表麵會出現明暗交替的應力斑(bān)紋(風斑),這是淬火中表麵收縮不(bú)均(jun1)勻,厚薄發生變化,出現輕微凹凸不平的現象。導致物理鋼化玻璃鏡麵成像差,鏡玻璃仍使用退火玻璃製作。玻璃物理鋼化,般都出現整體變形,如(rú)弓形、鍋形和馬鞍(ān)形等,變(biàn)形程度與設(shè)備結構、工(gōng)藝參數設置有密切關(guān)係。在定程度上,影響了裝飾外觀果。雜亂扭曲成像是鋼化玻璃通病。
玻(bō)璃的安性,通常按破壞後碎片大小區別。談到(dào)鋼化玻璃或安(ān)玻璃,自然聯想到(dào)碎片大小。許多(duō)文章普遍將鋼(gāng)化玻璃和夾層鋼化玻璃破裂歸納為以下兩種原因:
是外力破壞,比如搬運時候的磕碰,或(huò)者(zhě)人為的敲擊、試樣單點撞擊、落球衝擊、霰彈袋衝擊性能等。
二是未受外力破壞,自然破裂。也稱鋼化(huà)玻璃自爆。這裏不去贅述原因。人們觀察到鋼化玻璃自爆,有(yǒu)發生在幕牆上(shàng)的,也有(yǒu)堆垛在工(gōng)廠架子上(shàng)的。滿足應力(lì)要求的鋼化玻璃(lí),受上述外力破壞(huài),碎片為常見的小顆粒狀。引起各方的關注和重視的是,玻璃幕牆大量應用而產生的“玻璃雨”事故。很少展現同玻璃,受多點外力作用(yòng)破壞的(de)形(xíng)式。也忽(hū)略玻璃內(nèi)部應力釋放後,整片玻璃脫落的危害性。
當玻璃被加熱到(dào)650℃,經淬冷過程,內外冷卻速率不等,玻璃表麵收縮形成壓應(yīng)力,內部的拉應力與外部壓應力保持平衡。猶如無數相互立的小顆粒受外力作用,擠壓約束在(zài)起,約束力由表及裏逐漸減弱。如果其中個(某點)被(bèi)抽去(破壞),平衡力不再(zài)保持,旋即發生位移(yí)破壞。玻璃增強是預應力過程。事先施加個力,抵抗消弭應用中的載荷。猶如彈簧壓縮蓄能等(děng)。假定多(duō)應力同時作用(yòng)在不同區域,表麵預壓應力被分散,應力值向(xiàng)半鋼化玻璃趨近,破裂玻璃不再是小顆粒,靠近破(pò)壞點(diǎn)區域的玻璃碎片,有時呈刀狀分布。
存(cún)在問題和解決方案
目前,建築行業(yè)對於(yú)建築玻璃的安應用認(rèn)識不足。製定(dìng)標準沒有充足的應用理論基礎支撐,套用的做法占據思路主導地位。僅看到鋼化玻璃破損(sǔn)小顆粒,忽略破碎後飛散墜落或鋼化夾層玻璃整體墜落(luò)的危害性(xìng)。也沒有意識(shí)到出現暴力事件、爆炸等突發災難性事件時,玻璃的破壞形式。幕牆門窗玻璃設計中受造價左右,單片鋼化玻璃的(de)造價比夾層玻璃低,鋼化玻(bō)璃屬安玻璃,造成鋼化玻璃應用更為普遍。盡管JGJ102-2003《玻璃幕牆工程(chéng)技術(shù)規範》標(biāo)準4.0.4條中規定(dìng):人員流動密度大(dà)、青少年或幼(yòu)兒活動的公共場所以及使用中容易受到撞擊(jī)的部(bù)位,其玻璃幕牆應采用安玻璃。但對於人(rén)流密集、建築密集(jí)區域的高層建築使用玻璃幕(mù)牆時,夾層玻璃是的技術選擇(zé)方(fāng)案(àn),認識(shí)不足。關(guān)於鋼化玻璃平整度差、易自爆,旦破壞即整(zhěng)體粉碎(suì)等現象,行(háng)業逐步有了共識,但還停留在(zài)補救措施上(shàng),使得玻璃造價、製造(zào)能耗不斷攀升。
鋼化玻璃生(shēng)產,別是(shì)高層建築夾層鋼化玻璃生產,為了(le)防止自爆,必須經熱浸處(chù)理。玻璃經過三次加熱,浪費大量電能。經曆多道工序,質量(liàng)成本也無(wú)形上升。使用中有時並(bìng)沒有起到應有的安作用。造成目前尷(gān)尬局麵,不能歸罪於2003年出台的《建(jiàn)築安玻璃管理規定》。因為鋼化玻璃的安性被(bèi)誇大了(le)。采用鋼化玻璃(lí)的建築能順(shùn)利通過(guò)安驗收。日後使(shǐ)用如何,沒有標準製約。半鋼化玻璃破壞時,沿裂紋源呈放射狀徑向開裂(liè),般(bān)無切向裂紋擴展,所以破壞後般情況下(xià)仍能保持整體不塌落。半鋼化玻(bō)璃的表麵壓應力在24MPa到52MPa之間,是退火玻璃強度的兩倍,由半鋼化玻(bō)璃構建的夾層或夾層中空安玻璃,光畸變小,在建築中更適用於幕(mù)牆和外(wài)窗。幕牆玻璃抗颶風能力,與自身強度、厚度有關。根據(jù)力學公式得知(zhī),實心矩形的慣性矩及抗彎截麵係數,與高度(厚度)3次方成正(zhèng)比。JGJ 102-2013玻(bō)璃(lí)幕牆工(gōng)程技(jì)術規範,玻璃剛度D與玻璃厚度3次方成正比。增加玻(bō)璃的厚(hòu)度,顯(xiǎn)著提高玻璃板麵(miàn)強度(dù),減少表麵撓度。增加玻璃厚度(dù),可明(míng)顯提升玻璃(lí)降噪(zào)性能。
結語
鋼化玻璃在幕牆、窗應用中維護成本(běn)很高,不(bú)論是何種結構,旦破壞,徹底報廢。而其它形式的玻璃,耐用性、對(duì)缺陷的接受能力明(míng)顯強於鋼化玻璃。人們不可能為裝飾石材、裝飾(shì)板表麵上的點損傷,更換它。但鋼化(huà)玻璃就不同,旦破壞,功(gōng)能性顯(xiǎn)示殆盡。有些家認為:鋼化玻璃高空墜(zhuì)落會(huì)造成“玻璃雨”,浮法玻璃或者半鋼化玻璃高(gāo)空墜落會造成“玻璃刀”。其實,受多點(diǎn)同時撞擊的(de)鋼化玻璃、鋼化夾層玻璃,破裂也呈“玻璃刀(dāo)”。在10餘米(mǐ)超長玻璃,或3米以上的超寬幕牆玻璃(lí)中,強度(dù)高,抗彎能力優良(liáng)的鋼化玻璃,應用前景仍然十分廣(guǎng)闊,相對其他玻璃(lí),安性(xìng)更佳可靠。十多年前的認識規(guī)定,已經不再適合中情。技術進步,推動標準修訂,重新(xīn)評估安玻璃應用結構,細化(huà)標準(zhǔn)內容,合理使用鋼化玻璃,有助降低玻璃破損墜落率下降,提(tí)高幕牆玻璃安性。減少鋼化玻璃使用,相應減少了工廠電力裝機負荷,同時(shí)緩解地區用(yòng)電緊張,對綠色環保,降低產品單位能耗,十分必要(yào)。采用高強度夾層(céng)膜,目視區非鋼化玻璃使用,同時提升玻(bō)璃建築外觀成像質量,增加建築美感,未(wèi)必不可取,而且安(ān)防盜。隨著我際地位的提升,人身安,合理利用能源,逐步向歐美發達先進理念靠近。采用合理、安、節能、經濟的建築圍護材料,提升建築的舒適性,安性。從戰略眼光看,合理利(lì)用現有資源,也是節能降耗的(de)途徑。