1、第五章、建筑光学材料v该章的基本要求与基本知识点该章的基本要求与基本知识点 掌握建筑玻璃的制造、分类、基本特性及基本性质，掌握平板玻璃、饰面玻璃、安全玻璃、功能玻璃、玻璃砖、有机玻璃等基本概念，掌握玻璃的基本特性及加工装饰、建筑玻璃的品种及其特性与光学装饰用途、玻璃光学装饰效果及设计手法等理论与原理。v教学重点与难点教学重点与难点 建筑玻璃的基本特性及加工装饰、建筑玻璃的品种及其特性与光学装饰用途、玻璃光学装饰效果及设计手法等理论与原理。v玻璃是古老的材料品种,也是现代建筑中一种重要的装饰材料。v玻璃的历史约有五千年之久，早期主要用作珠宝装饰和容器。v18世纪后期开始的产业革命：纯碱技术的发明
2、、玻璃熔炉和玻璃成型机械的研制成功v进入20世纪以后，玻璃成型机械飞速进步，玻璃广泛地运用到汽车业、建筑业等支柱产业，这些产业也促进了玻璃工业的革新和进步。v20世纪初，平板法和垂直引上法相继出现，汽车大王亨利福特发明了压延法。v1959年英国的皮尔金顿兄弟发明了浮法生产工艺。 巴黎市中心的塞纳河北岸，矗立着当今世界上最大的美术博物馆罗浮宫。入口设计成边长35米，高21.6米的玻璃金字塔。v玻璃近几年来在装饰用量上有很大比例的增长。v装饰玻璃的功能概念有了根本改变 仅仅局限于空间的围护和采光 节能、安全、高强、环保等新的功能v 玻璃是采用石英砂、纯碱、长石和石灰石等为主要原料并加入辅助性材料，
3、在15501600oC高温下烧至熔融，再经急冷而得到的是一种无定形硅酸盐固体物质。主要化学成分为SiO2、Na2O、CaO、MgO等。第一节 玻璃的基本知识一、玻璃制造工艺 玻璃的生产工艺主要有引上法、平拉法和浮法三种。（一）引上法平板玻璃 依成型的不同可分为有槽、无槽和对辊引上法。 有槽引上法将玻璃液在熔窑的末端从槽子砖的缝隙中被垂直向上拉引，它的优点是成形容易且厚度均匀，缺点是波筋严重并存在开口气泡。 无槽引上法是在玻璃液面下埋入耐火材料引砖，可以控制玻璃液流。该工艺的优点是作业期较长，缺点是板厚不均。 对辊引上法是用一对可旋转的耐火材料辊代替槽子砖，玻璃液体从辊子缝隙中拉引出来，此工艺法
4、引上周期长，对玻璃的厚薄不均有所改善。有槽引上法工艺示意图1-槽子砖；2-槽口；3-冷却器；4-玻璃溶液无槽引上法工艺示意图1-挡砖；2-拉边辊；3-定边碗；4-浮砖对辊引上法示意图 （二）平拉法 用玻璃带从引上槽拉引玻璃液自由表面，借助转向辊使玻璃水平方向进入退火窑。平拉法的转向辊的光洁度是影响玻璃表面质量的关键。平拉法工艺示意图 熔窑中的熔融玻璃液连续流入盛有熔锡的浮炉，在重力和表面张力的作用下，玻璃液体在锡液面上铺开摊平，形成上下表面平整，相互平行的玻璃带，向锡槽末端拉引，经抛光、拉薄、硬化、冷却后被引上过渡辊后，玻璃带经退火窑退火，切割成成品。 （三）浮法v浮法玻璃的成型是在锡槽中进行
5、的。玻璃液由熔窑经流槽进入锡槽后，其成型过程包括自由展薄、抛光、拉引等。 玻璃液与锡液互不浸润、互无化学反应。锡液的密度大于玻璃液，因而玻璃液浮于锡液表面。浮法玻璃工艺示意图v熔窑的配合料经熔化、澄清、冷却成为11001150左右的玻璃液，通过熔窑与锡槽相连接的流槽，流入熔融的锡液面上，在自身重力、表面张力以及拉引力的作用下，玻璃液摊开成为玻璃带，在锡槽中完成抛光与拉薄，在锡槽末端的玻璃带已冷却到 600左右，把即将硬化的玻璃带引出锡槽，通过过渡辊台进入退火窑，退火时温度回升至850。 浮法工艺生产的玻璃不变形，表面光洁平整，厚薄均匀。 浮法工艺可生产0.5525mm厚的平板玻璃，宽度2.44
6、.6m。 浮法玻璃是中高档装饰玻璃中最好的用材，也是玻璃深加工所使用的原片。浮法玻璃的物理性能浮法玻璃的透光性（四）压延法v利用水冷金属压延辊将玻璃液展延成玻璃带。单辊、对辊v压花玻璃v夹丝玻璃v波形玻璃v槽形玻璃v熔融法制的玻璃马赛克v熔融法制的微晶玻璃花岗岩板材 二、 玻璃的分类v钠玻璃 主要由SiO2、NaO2、CaO组成，又称钠钙玻璃或普通玻璃。钠玻璃的软化点较低，易于熔制，由于玻璃中所含杂质较多呈绿色。其力学、热、光学性能和化学稳定性均较差，一般多用于制造普通玻璃和日常玻璃制品。v 钾玻璃 钾玻璃是以K2O代替玻璃中部分Na2O并提高SiO2的含量。它硬而有光泽，又称硬玻璃，其性能较
7、钠玻璃好。多用以制造化学仪器和用具，以及高级器皿。 玻璃的化学成分中的氧化物对玻璃的性能起一定作用，根据玻璃化学成分可分为：v铝镁玻璃 铝镁玻璃是降低钠玻璃中碱金属和碱土金属氧化物的含量，引入MgO并以Al2O3代替部分SiO2而制成的。它的软化点低，析晶倾向弱，力学、光学性能和化学稳定性都较高。常用作高档装饰饰面材料。v 铅玻璃 铅玻璃是由PbO、K2O和少量的SiO2组成，又称铅钾玻璃或重玻璃。它光泽透明，质软而易加工。对光的反射和折射性能强，化学稳定性高，可制造特种玻璃、高级器皿和装饰工艺品。v 硼钠玻璃 硼钠玻璃由B2O3、 KO2及少量MgO所组成。它有较好的光泽和透明度，较强的力学
8、性能，耐热、绝缘性和化学稳定性。用以制造高级化学仪器和绝缘材料。v 石英玻璃 石英玻璃主要含有SiO2 ，具有极强的力学性能、热性能、优良的光学性能和化学稳定性并能透过紫外线。可制造特殊用途的仪器和设备。v建筑玻璃按生产方法和功能特性可分为：（1 1）平板玻璃）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 （2 2）建筑艺术玻璃）建筑艺术玻璃 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 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 4）玻璃质绝热、隔声材料）玻璃质绝热、隔声材料 主要有泡沫玻璃、玻
9、璃棉毡、玻璃纤维等。 第二节、玻璃的基本特性与深加工一、玻璃的基本性质v 密度与表观密度 玻璃的密度与其化学组成有关。石英玻璃2.2g/cm3、铅玻璃6.5g/cm3、钠钙硅玻璃2.5-2.6g/cm3。表观密度较大且随温度升高而减小，约为24502550 kg/m3。v力学性能 决定于化学组成和制品形状、表面性能和加工方法。凡含有未熔夹杂物、结石、节瘤、气泡或细微裂纹的制品，都会造成应力集中，造成其机械强度急剧降低。 玻璃的抗压强度极限随化学组成而不同，6001600 MPa。玻璃承受荷载后，表面可能发生极细微的裂纹，并随着荷载的次数增多及使用期加长而增多增大，最后导致破碎。因此，玻璃制品长
10、期使用后，可用氢氟酸处理其表面，消除细微裂纹，恢复其强度。 抗拉强度是决定玻璃品质的主要指标，通常为抗压强度的1/141/15，约40120MPa。 抗弯强度决定于其抗拉强度，并随着荷载时间的延长和制品宽度的增大而减小。 玻璃的弹性模量受温度影响很大。在常温下玻璃具有弹性，弹性模量非常接近其断裂强度，因此脆而易碎；随着温度升高弹性模量下降，易出现塑性变形。在用于容易变形的结构上时，须选用弹性模量小的玻璃。普通玻璃的弹性模量为6000075000MPa，为钢的13，与铝相近。 玻璃的硬度随化学成分和冷加工方法而不同，一般其莫氏硬度在47之间。v 热性能 玻璃的比热容随温度变动，在15100C范围
11、内，为0.331.05kJ(kg K)。在低于玻璃软化温度和高于流动温度的范围内，玻璃的比热几乎不变。但在软化温度与流动温度的范围内，则玻璃比热随温度上升而急剧地变化。Li2O可提高比热容，铅、钡的氧化物可降低比热容。 玻璃的导热性很小。玻璃的热膨胀系数在5.810-715010-7/ C范围内变化，微晶玻璃已能获得零膨胀或负膨胀。热稳定性与体积有关。玻璃制品越厚，体积越大，热稳定性就越差。热稳定性与导热系数的平方根成正比，与热膨胀系数成反比。须用热处理方法来提高玻璃制品的热稳定性。v光学性能 玻璃的反射光能与投射光能之比称反射系数。反射系数的大小决定反射面的光滑程度，折射率及投射光线的入射角
12、的大小。 玻璃的吸收光能与投射光能之比为吸收系数，透射光能与投射光能之比称为透射系数。 反射系数、吸收系数、透射系数之和为l00。普通3mm厚的窗玻璃在太阳光垂直投射下，反射系数为7，吸收系数为8，透射系数为85。v 化学稳定性 玻璃具有较高的化学稳定性，能抵抗大多数酸的侵蚀(氢氟酸除外)，但长期遭受侵蚀性介质的腐蚀，也能导致变质和破坏。 玻璃长期受水气的作用能水解生成碱和硅酸，这种现象称为玻璃的风化：OnHSiOOHNOHnOSONaia2222221 玻璃中碱性氧化物在潮湿空气中或微生物的长期作用下，能与CO2结成碳酸盐，随水分的蒸发，碳酸盐类集聚于玻璃表面形成白色斑点或斑块，破坏了玻璃的
13、透光性，这种现象称为玻璃发霉。可用酸处理硅酸盐类玻璃表面，并加热到400500oC，不仅可溶出斑点和薄膜，还能得到致密的表面薄膜，提高它的化学稳定性。硅酸盐玻璃一般不耐碱。OH-破坏硅氧骨架，使SiO2溶解在溶液中，使玻璃表面脱落。v玻璃应用木箱或集装箱(架)包装，箱（架）应便于装卸、运输。 v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样。v运输时应防止箱（架）倾倒滑动。 v玻璃必须贮存在不结露或有防雨设施的地方。二、标志、包装、运输、贮存 普通平板玻璃的计量单位为标准箱，少量的可用平方米计量。以2mm厚的平
14、板玻璃每10m2为一个标准箱玻璃，一个标准箱玻璃的重量刚好为50kg，称为一个重量箱。其他厚度的玻璃按其体积并参考其生产效率折算成标准箱。 三、 玻璃的深加工 玻璃经加工后可改变玻璃的外观，改善其表面性质，使玻璃具有各种装饰效果。玻璃的加工有冷加工、热加工和表面加工三大类。 1冷加工 玻璃的冷加工是指在常温状态下，用机械的方法改变玻璃的外形和表面状态的操作过程。冷加工的常见方法有研磨、抛光、喷砂、切割和钻孔。 研磨抛光 玻璃的研磨是指采用比玻璃硬度大的研磨材料，如金刚石、刚玉、石英砂等，将玻璃表面粗糙不平或成型时余留部分的玻璃磨掉，使其满足所需的形状或尺寸，获得平整的表面。玻璃在研磨时首先用粗
15、磨料进行粗磨，然后用细磨料进行细磨，最后用抛光材料，如氧化铁、氧化铬等进行抛光，从而使玻璃的表面光滑透明。 喷砂 利用高压空气通过喷嘴时形成的高速气流，挟带石英砂或金刚砂等喷吹到玻璃表面，玻璃表面在高速小颗粒的冲击作用下，形成毛面。喷砂可用来制作毛玻璃或在玻璃表面制作图案。 切 割 玻璃的切割是利用玻璃的脆性和残余应力，在切割点处加一道刻痕造成应力集中后，使之易于折断。对于厚度在8mm以下的玻璃可用玻璃刀具进行裁切。厚度较大的玻璃可用电热丝在所需切割的部位进行加热，再用水或冷空气在受热处急冷，使之产生很大的局部应力，从而形成裂口进行切割。厚度更大的玻璃用金刚石锯片和碳化硅锯片进行切割。 钻孔
16、玻璃表面钻孔的方法有研磨钻孔、钻床钻孔、冲击钻孔和超声波钻孔等。在装饰施工时，以研磨钻孔和钻床钻孔方法使用较多。研磨钻孔是用钢或黄铜棒压在玻璃上转动，通过碳化硅等磨料和水的研磨作用，使玻璃形成所需要的孔，孔径范围为3100mm。钻床钻孔的操作方法与研磨钻孔相似，它是用碳化硅或硬质合金钻头，钻孔速度较慢，可用水、松节油等进行冷却。 玻璃的热加工是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及玻璃的表面张力、导热系数等来进行的。玻璃的热加工方法有烧口、火焰切割或钻孔以及火抛光。 烧口是用集中的高温火焰将其局部加热，依靠玻璃表面张力的作用使玻璃在软化时变得圆滑。 火焰切割与钻孔是用高速的火焰对制品进行局部集中加热
17、，使受热处的玻璃达到熔化流动状态，此时用高速气流将制品切开。 火抛光是利用高温火焰将玻璃表面的波纹、细微裂纹等缺陷进行局部加热，并使该处熔融平滑，玻璃表面的这些细微缺陷即可消除。 2热加工 3. 表面处理 玻璃的表面处理有化学蚀刻、表面着色和表面镀膜等。 (1) 化学蚀刻 玻璃的化学蚀刻是利用氢氟酸能腐蚀玻璃这一特性来进行处理的。经氢氟酸处理的玻璃能形成一定的粗糙面和腐蚀深度。在装饰工程中，可用氢氟酸腐蚀玻璃，使玻璃的表面形成一定的图案和文字。 (2) 表面着色 玻璃表面着色是在高温下用着色离子的金属、熔盐、盐类的糊膏涂覆在玻璃表面上，使着色离子与玻璃中的离子进行交换，扩散到玻璃表层中使玻璃表
18、面着色。 (3)表面镀膜 玻璃的表面镀膜是利用各种工艺使玻璃的表面覆盖一层性能特殊的金属薄膜。玻璃的镀膜工艺有化学法和物理法。化学法包括热喷镀法、浸镀法和化学还原法。物理法有真空气相沉积法和真空磁控阴极溅射法。目前用得较多的是真空磁控阴极溅射法。 第三节 常用建筑装饰玻璃 建筑装饰玻璃板材除了玻璃本身的性能外还具有从属性和审美性，由过去的单一功能向多功能、安全性、节能性、环保性发展，装饰玻璃板材成为现代装饰领域一种不可缺少的重要材料之一。 一. 平板玻璃 普通平板玻璃是未加工的一次产品，也称单光玻璃、净片玻璃。该类玻璃一般用于门窗玻璃，起透光、挡风和保温的作用。 建筑装饰工程中所用的平板玻璃的
19、厚度通常为2、3、5、6mm，宽度300900mm，4001600mm，4001800mm；长度4001200mm，4001600mm，6002000mm，6002200mm。v按用途可分为制镜级、汽车级、建筑级。v按质量等级可分为优等品、一等品、合格品。v浮法玻璃按厚度分为以下几种规格：3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm和19mm。 浮法玻璃的分类及规格浮法玻璃的分类及规格 尺寸允许偏差（尺寸允许偏差（mm） 厚度 尺寸允许偏差 尺寸小于3000 尺寸30005000 2,3,42 _5,63 8,10+2, -33，412,153 4 195 5 浮法玻璃
20、的性能要求浮法玻璃的性能要求厚度允许偏差（厚度允许偏差（mm） 厚度允许偏差 2, 3, 4, 5, 60.2 8, 100.3 120.4 150.6 191.0 浮法玻璃的性能要求浮法玻璃的性能要求建筑级浮法玻璃外观质量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 L0.5mmL1.5mm长度 L1.5mmL3.0mm 长度 L3.0mmL5.0mm长度 LL5.0mm5.0S个 0.44S个 0.22S个 0个夹杂物 长度及个数允许范围长度L0.5mmL1.0mm长度L1.0mmL2.0mm 长度L2.0mmL3.0mm长度LL3.0mm2.2S个0.44S个0.
21、22S个0个浮法玻璃的性能要求浮法玻璃的性能要求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的性能要求浮法玻璃的性能要求浮法玻璃可见光透射比浮法玻璃可见光透射比 厚度（mm）可见光透射比（%）2893884875866848821081127815761972浮法玻璃的性能要求
22、浮法玻璃的性能要求v平板玻璃的用途有两个方面：v35mm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。v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。 二、磨光破璃 磨光玻璃是用普通平板玻璃经过研磨抛光后的玻璃。又称镜面玻璃或白片玻璃。磨光玻璃分单面磨光和双面磨光两种，双面磨光玻璃还要求两面平行。经过机械研磨和抛光加工的磨光玻璃表面平整光滑有光泽，物像透过玻璃不变形，透光率大于84。 磨光玻璃常应用于高级门窗、橱窗、制镜。其规格厚度一般为56mm。 磨光玻璃加工费时又不经济，浮法玻璃出现后而逐渐被取代。 三、磨砂玻璃 磨砂玻璃是将平板玻璃的表面
23、经机械喷砂或手工研磨、氢氟酸溶蚀等方法处理成均匀毛面而成。又称毛玻璃、暗玻璃。 由于玻璃表面粗糙，使光线产生漫射，只有透光性而不能透视，并能使室内光线柔和而不刺目。主要应用于隐秘和不受干扰的房间，如浴室、办公室的门窗。 磨砂玻璃安装时注意糙面向室内。 磨砂玻璃还可用作教学用黑板。 磨砂玻璃常用研磨材料有硅砂、金刚砂、石榴石粉等。 花纹玻璃是将玻璃按设计要求加以印刻、雕刻等工艺处理，使玻璃表面产生各式图案、花纹及肌理。花纹玻璃按加工方法的不同可分为压花玻璃、喷花玻璃、刻花玻璃及冰花玻璃。 1压花玻璃 压花玻璃系用压延法生产玻璃时，在玻璃硬化前，经过刻有花纹的滚筒，玻璃单面或双面压有不同深浅的各种
24、花纹图案。四、花纹玻璃压花玻璃 由于压花玻璃花纹凹凸不平使光线漫射而失去透视性，减低透光度，因此从玻璃一面看另一面的物体时，物像就模糊不清。其兼有功能性和装饰性。广泛应用于办公室、会议室，厨房、卫生间以及公共场所分隔室等的门窗和隔断等。 压花玻璃的厚度一般为3、4、5mm，最大加工尺寸为20001200mm。 喷花玻璃是在平板玻璃表面贴以花纹图案，抹以护面层，经喷砂处理而成。又称胶花玻璃。 喷花玻璃透光不透视，兼有使用功能和装饰效果。主要应用于玻璃屏风、桌面、家具、门窗、隔断等。 喷花玻璃的厚度为35mm，最大加工尺寸为2200 1400mm。2喷花玻璃 刻花玻璃由平板玻璃涂漆、雕刻、围蜡与酸
25、蚀、研磨而成。刻花玻璃富有立体层次的图案，具有很好的装饰性。适用于门窗、家具、屏风、灯具、隔断玻璃和墙面装饰。 刻花玻璃的厚度312mm，规格尺寸及图案均可按设计要求加工。 3刻花玻璃 刻 花 玻 璃 4冰花玻璃 冰花玻璃是一种表而具有冰花图案的平板玻璃。其加工工艺是在磨砂玻璃的毛面上均匀涂布一层薄骨胶溶液，经自然或人工干燥后，胶液因脱水收缩面龟裂，并从玻璃表面剥落，剥落时由于骨胶与玻璃表面粘结力的关系，可将部分薄层玻璃带下，从而在玻璃表面上形成许多不规则的冰花状图案。胶液浓度越高、冰花图案越大，反之则小。冰花玻璃具有立体感强、花纹自然柔和、透光不透视、视感好等特点。它可用无色或有色平板玻璃制
26、造。适用于宾馆、饭店、酒吧、居室的门窗、隔断、屏风、家具、吊顶等装饰。 冰花玻璃的厚度为35mm，尺寸按设计要求加工。冰冰 花花 玻玻 璃璃 五、有色玻璃 有色玻璃又称彩色玻璃。分为透明和不透明两种。 透明有色玻璃是原料中加入一定的金属氧化物使玻璃带色。 不透明有色玻璃是在一定形状的平板玻璃的一面喷以色釉，烘烤而成，具有耐磨、抗冲刷、易清洗等特点。并可拼成各种花纹图案，产生独特的装饰效果。 有色玻璃经钢化处理可制成有色安全玻璃。经退火处理的不适明有色玻璃可以进行裁割，但经钢化处理的不能进行裁割等再加工。 不透明有色玻璃亦称饰面玻璃，其彩色饰面或涂层可以用有机高分子涂料制得。这种饰面层为两层结构
27、，底层由透明着色涂料组成，为了在表面造成漫反射，可使用很细的碎贝壳或铝箔粉，面层为不透明的着色涂料。 有色玻璃色泽多为深色，有蓝色、紫色、茶色、黄色、绿色、白色、红色、灰色、黑色等颜色。厚度56mm、长度1501000mm、宽度150800mm。型号有普通型、异型、特异型，特殊规格可按设计要求定制。可用于制作玻璃家具、屏风、天花吊顶及门厅装饰和外墙装饰，适用于酒店、餐厅、夜总会和居室装饰。彩 绘 玻 璃老式玻璃窗花六、安全玻璃 在建筑玻璃应用技术规程中要求：在建筑装饰工程中有三种场合必须使用安全玻璃，即在可能发生人体撞击的场合；在有可能发生高空坠落伤人的场合和在水下使用的玻璃。 安全玻璃的主要
28、特点是力学性能大，抗冲击的能力好。被冲击时，碎片不会飞出伤人，兼具有防火的作用。v为减小玻璃的脆性、提高使用强度，通常可采用的方法有:用退火法消除玻璃的内应力；消除平板玻璃的表面缺陷；通过物理钢化(淬火)和化学钢化而在玻璃中形成可缓解外力作用的均匀预应力；采用夹丝或夹层处理。 钢化玻璃 钢化玻璃是普通平板玻璃的二次加工产品，通过一定的处理，使强度、抗冲击性、抗弯及耐热冷急变的性能大幅度提高。钢化玻璃有平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃两种。 钢化玻璃按生产工艺有加热冷却钢化法、化学钢化法两种。 (1) 加热冷却钢化法(淬火钢化)是普通平板玻璃在加热炉中加热到接近软化点的温度(650oC左右)。使之通过
29、本身的形变来消除内部应力，然后离开加热炉，用多头喷嘴向两端喷冷空气，使之均匀迅速地冷却，当冷却至室温后，便形成了高强度的钢化玻璃。 热冷钢化法玻璃的强度特点 玻璃板内部处于一种拉应力状态，而玻璃板表面则处于均匀的压应力状态，当玻璃受外力作用时，表面薄弱环节处于较小的拉应力和较大压应力，因其抗压强度高，所以不会造成破坏；内部处于较大的拉应力作用，但因其无缺陷，也不易破坏。所以，钢化后的平板玻璃强度大大提高。一旦受损，则破坏成无数没有尖锐棱角的玻璃小块，不会伤人，所以是一种安全的钢化玻璃。 钢化玻璃应力状态 （a）普通玻璃受弯作用截面应力分布；（b）钢化玻璃截面预应内力分布；（c）钢化玻璃受弯作用
30、截面应力分布 (2) 化学钢化玻璃是应用离子交换法进行玻璃钢化，将硅酸盐玻璃浸入熔融状态的锂盐中，使钠或钾离子在表面发生离子交换，使表面层形成锂离子的交换层，交换层的厚度一般约为0.1mm。离子交换完成后，玻璃便开始冷却，由于锂离子膨胀系数小，钠钾等离子膨胀系数大，在冷却过程中外层收缩较小而内层收缩较大，冷却到常温后，玻璃便处于内层受拉应力而外层受压应力状态，这种情况类似热冷钢化法玻璃。 化学钢化玻璃虽然强度较高，但破碎后仍然形成尖锐碎片，因此不宜做安全玻璃用。 机械强度高 同等厚度的钢化玻璃比普通玻璃抗折强度高45倍，抗冲击强度也高出许多。 弹性好 钢化玻璃的弹性比普通玻璃的大得多，一块12
31、003506 (mm)的钢化玻璃受力后，可达到100mm的弯曲挠度，并且外力撤除后仍能恢复原状，而普通平板玻璃只有几毫米的挠度。 钢化玻璃的性能特点： 热稳定性高 钢化玻璃在受到急冷急热温差骤然变化时，不易发生炸裂，原因是钢化玻璃表层的压应力抵消了一部分因急冷急热产生的拉应力。钢化玻璃最大安全工作温度为288，能承受204的温差变化。 安全性 通过物理方法处理后的钢化玻璃等于内部产生了均匀的内应力，一旦局部破损就会破碎成无数小块，这些小碎块没有尖锐的棱角，不易伤人，所以物理钢化玻璃是一种安全玻璃。钢化玻璃的技术性能钢化玻璃的技术性能 项目性能指标 抗冲击强度 厚度(mm)56钢球质量(g)自由
32、落下高度(m)500101.3500101.9 冲击结果不碎不碎安全性 碎片形状蜂窝状蜂窝状碎片面积(mm2)300200 项目性能指标 安全性碎片最大长度(m)8050 抗弯强度(MPa) 125耐急温变性将钢化玻璃置于40冷冻箱内，保持2h取出后以熔化的金属铅浇铸其上，玻璃表面不碎不裂；将钢化玻璃置于200炉内，取出投入30水中，不碎不裂 夹丝玻璃 夹丝玻璃是将普通平板玻璃加热到红热软化状态，再将预热处理的铁丝网或铁丝压入玻璃中间而制成，是一种具有特殊功能的平板玻璃。玻璃表面可以是压花的或者磨光的，颜色可以是无色透明的或彩色的。 由于玻璃体内有金属丝或网，该平板玻璃的整体性有很大提高。破坏
33、时避免整体崩碎因而具有一定的防火作用和安全效果。这种玻璃的缺点是透视性不好，因其内部有铁丝网存在、对视觉效果有一定干扰。其次是在玻璃边缘裸露的金属丝易被锈蚀，金属丝锈蚀体积膨胀而压迫玻璃，导致玻璃产生锈裂。为此，夹丝玻璃尽量采用悬挂式安装法。 夹层玻璃 夹层玻璃是在两片或多片玻璃之间夹有透明有机胶合层构成的复合玻璃制品。 夹层玻璃可用普通平板玻璃、磨光玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃作原片，夹层材料常用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氨酯（PU）、聚酯(PES)、丙烯酸酯类聚合物、聚醋酸乙烯酯及其共聚物、橡胶改性酚醛等。夹层玻璃示意图1、3-玻璃原片；2-透明有机胶合层 夹层玻璃有平面夹层玻璃和曲面夹层玻
34、璃两类产品。前者为普通型，后者为异型。原片厚度一般为26mm，夹层层数为28层，最大规格尺寸为1200800mm。 夹层玻璃中间的有机夹层膜，当玻璃温度超过70oC时会产生气泡，高温环境不能选用夹层玻璃。夹层玻璃边缘要做好产品的防护，玻璃边缘暴露在外或者使用有机清洁剂，都会导致玻璃产品的剥落和薄膜层的破坏。按性能分类（GB 9962-1999）v类夹层玻璃（L） 对霰弹袋冲击试验不作要求的夹层玻璃。v-1类夹层玻璃（L-1） 霰弹袋冲击高度1200mm，符合有关规定的夹层玻璃。v-2类夹层玻璃（L-2） 霰弹袋冲击高度750mm，符合有关规定的夹层玻璃。v类夹层玻璃（L） 总厚度不超过16mm
35、，且符合有关规定的夹层玻璃。 夹层玻璃的物理性能（GB 9962-1999）v 耐热性 按汽车安全玻璃耐辐照、高温、潮湿、燃烧汽车安全玻璃耐辐照、高温、潮湿、燃烧和耐模拟气候试验方法和耐模拟气候试验方法(GB 5137.3-1996)(GB 5137.3-1996) 允许有裂缝，但应无气泡或脱胶现象。v 耐湿性 玻璃受潮气作用时，（按GB 5137.3-1996GB 5137.3-1996）能保持其透明及强度不变。 v机械强度 落球冲击剥离试验落球冲击剥离试验试验后中间层不得断裂或不得因碎片的剥落而暴露。淬火钢球质量为1040g10g，直径为63.5mm；质量为2260 g20g，直径为82.
36、5mm。霰弹袋霰弹袋试验试验v 弯曲度 平面夹层玻璃的弯曲度不得超过0.3%，使用夹丝玻璃或钢化玻璃制作的夹层玻璃由供需双方商定。七、特种玻璃 特种玻璃主要是指保温绝热玻璃，它不但具有特殊的保温绝热功能，同时还具有良好的装饰效果，除用于建筑物的门窗外，常用作幕墙玻璃。v 中空玻璃 由两层或两层以上平板玻璃构成，四周用高强度、高气密性复合黏合剂将玻璃与铝合金框或橡皮条、玻璃条粘结、密封；中间充入干燥空气或惰性气体。 制造中空玻璃的原片除玻璃普通片外，还可以用钢化、压花、夹丝、吸热和热反射等玻璃，以相应地提高强度、装饰性和保温、绝热等功能。中空玻璃示意图1-干燥空气；2-玻璃；3-密封胶；4-干燥
37、剂；5-隔离条丁基密封胶铝隔条分子筛双组分聚硫密封胶玻璃v(1)光学性能光学性能 v中空玻璃的可见光透视范围10%80%，光反射率25%80%，总透过率25%50%。v(2)热工性能热工性能 v中空玻璃比单层玻璃具有更好的隔热性能。v由双层热反射玻璃或低辐射玻璃制成的高性能中空玻璃，隔热保温性能更好 中空玻璃的性能特点中空玻璃的性能特点 普通中空玻璃与带低辐射膜中的中空玻璃热能效果显示图 v(3)防结露功能防结露功能v结露原因 v建筑物外维护结构结露的原因一般是在室内一定的湿度环境下，物体表面温度降到某一数值时，湿空气使其表面结露、直至结霜 (表面温度在0以下)。 v防结露原理v使用中空玻璃可
38、大大提高防结露能力。 v(4)隔声性能隔声性能v中空玻璃具有较好的隔声性能，一般可使噪声下降3040dB，即能将街道汽车噪声降低到学校教室的安静程度。v(5)装饰性能装饰性能v中空玻璃的装饰性主要取决于所采用的原片，不同的原片玻璃使制得的中空玻璃具有不同的装饰效果。 v 吸热玻璃 是一种可以控制阳光，既能吸收大量红外线辐射能，又能保持良好透光率的平板玻璃。 吸热玻璃是在普通钠、钙硅酸盐玻璃中加入有着色作用的金属氧化物制成的。金属氧化物既能使玻璃带色，又可使玻璃具有较高的吸热性能。吸热玻璃也可以通过在玻璃表面喷涂有色金属氧化物薄膜制成。 吸热玻璃按颜色分为灰色、茶色、蓝色、绿色、古铜色、粉红色、
39、金色、棕色等；按成分分为硅酸盐吸热玻璃、磷酸盐吸热玻璃、光致变色吸热玻璃与镀膜玻璃等。 性能 (1) 吸收太阳的辐射热 吸热玻璃根据玻璃的颜色和厚度不同，对太阳辐射热的吸收程度也不同。可以根据不同地区日照条件选择不同颜色、不同厚度的吸热玻璃，从而降低夏季空调费用。 v(2) 吸收太阳的可见光 具有吸收太阳光谱可见光能的特点，从而使吸热玻璃具有良好的防眩作用，特别是在炎热的夏季，能更有效地改善室内的光线，使人感到舒适凉爽。v(3) 吸收太阳的紫外线 能够吸收太阳光谱中的紫外线光能，从而减少了紫外线对人体和室内物品的损害，如家俱、日用品、书籍等物品的退色、变质的影响。6mm浮法玻璃和6mm吸热玻璃
40、的分光透过率 吸收太阳辐射热比较图 用途 吸热玻璃广泛用于建筑工程门窗或外墙，也可以用作车船挡风玻璃，起采光、隔热、防眩等作用。吸热玻璃还可以按不同用途进行加工，制成磨光、夹层、镜面及中空玻璃。在外部围护结构中用于配制彩色玻璃窗，在室内装饰中用于镶嵌玻璃隔断，装饰家俱，以增加美感。无色磷酸盐吸热玻璃能大量吸收红外线辐射热，可用于电影拷贝、电影放映、幻灯放映、彩色印刷等。 热反射玻璃是指既具有较高的热反射能力，又能保持平板玻璃良好透光性能的一类玻璃，又称为镀膜玻璃或镜面玻璃。热反射玻璃是通过热解、蒸汽、化学镀膜等方法在玻璃表面喷涂金、银、铜、铝、铬、镍、铁等金属氧化物，或粘贴有机薄膜或非金属氧化
41、物薄膜，还可以用离子交换法置换出玻璃表面层原有的离子而制成。 热反射玻璃从颜色上分为灰色、茶色、金色、浅蓝色、棕色、褐色等多种；按性能分有热反射、减反射、表面导电、防无线电、中空、夹层等。v 热反射玻璃 性能 (1) 对太阳辐射热有较高的反射能力 普通平板玻璃的辐射热反射率为78，热反射玻璃则可高达30左右。 热反射玻璃对太阳辐射热的透过率小，在日晒时室内光线柔和，还能产生冷房效应。（2）镀金属膜的热反射玻璃具有单向透像的特性 （3）对可见光的透过率较小v微晶玻璃是通过基础玻璃在加热过程中进行控制晶化而制得的一种含有大量微晶体的多晶固体材料。v微晶玻璃的结构、性能及生产方法同玻璃和陶瓷都有所不
42、同，其性能集中了两者的特点，成为一类独特的材料，所以在美国被称为微晶陶瓷，在日本被称为结晶化玻璃。 微晶玻璃微晶玻璃v原料原料 一般都使用矿物原料和化工原料。使用的矿物原料有硅砂、石灰石、白云石、长石、毒重石。使用的化工原料有锌白、纯碱、钾碱、锑粉、硼砂、硼酸以及各种着色剂。 微晶玻璃的生产工艺微晶玻璃的生产工艺v包括整体析晶法（熔融法）、烧结法、溶胶凝胶法等，目前国内已工业化应用的方法为前两者。v整体析晶法1）利用加入晶核剂（氧化物、氟化物）或紫外辐照等方法使玻璃内形成晶核2）再经热处理使晶核长大，其他生产工艺与普通玻璃相同。工艺过程：熔制和成型，结晶化前加工，结晶化热处理，微晶玻璃的加工v
43、玻璃熔融玻璃熔融 红色与黄色的微晶玻璃因使用硒粉其挥发量可达90%，所以常使用密封性好的坩埚炉熔化。其他色彩的微晶玻璃都使用池窑熔化。 建筑微晶玻璃的熔化温度为14501500。v成型成型 可采用吹制、压制、拉制、压延、离心浇注、重力浇注等各种成型方法，但生产板状微晶玻璃，目前以压延法和烧结法为主。 v烧结法1）先将玻璃原料熔融再淬火成玻璃粒料2）将玻璃粒料装入模具，然后先经一定热处理核化，再升温晶化获得产品。v工艺过程：原料熔融，淬火成玻璃粒料，筛分、烘干，装入模具，核化，晶化，抛光等加工。v具有与天然大理石类似的花纹等优点，可用于替代天然大理石材。v结晶化前的加工结晶化前的加工v对微晶玻璃
44、的热加工和冷加工，尽可能都在结晶化之前完成。v晶化热处理晶化热处理v玻璃经晶化热处理后，才能形成含有大量微小晶相的微晶玻璃。 v微晶玻璃装饰板主要作为高级建筑装饰新材料替代天然石材。与天然石材相比有以下特点：v自然柔和的质地和色泽 v强度大、耐磨性好、质量轻v吸水性小、污染性小 v颜色丰富、加工容易 v优良的耐候性和耐久性 v原料来源广泛 微晶玻璃性能特点微晶玻璃性能特点v微晶玻璃装饰板类似于天然石材，用作内外墙装饰材料，厅堂的地面和微晶玻璃幕墙等建筑装饰。低膨胀微晶玻璃也用作餐具、炊具等。 v目前主要规格有500mm500mm、600mm600mm、600mm900mm、900mm1800m
45、m、1000mm2000mm和1500mm3000mm。 微晶玻璃的应用及规格微晶玻璃的应用及规格 一种小规格的彩色饰面玻璃，一般尺寸为2020、3030、4040，厚4-6mm，一面光滑，另一面带有槽纹，以利于砂浆粘结。玻璃锦砖具有色彩柔和、朴实、典雅、美观大方、化学稳定性好、冷热稳定性好，不变色，易洗涤等优点，并且质轻、便于施工，适用于宾馆、医院、办公楼、住宅等建筑物内外墙装饰。v 玻璃锦砖 一般采用熔融法和烧结法生产。 熔融法是用石英砂、石灰石、长石、纯碱、着色剂、乳化剂等主要原料经高温熔化后用对辊压延法或镊板式压延法成型。退火后而制成。烧结法工艺与瓷砖的相类似，是以废玻璃为主，加上工业
46、废料或矿物废料，再加胶粘剂和水等原料经压块、干燥、表面染色、烧结、退火而成的。 也称特厚玻璃，分空心玻璃砖和实心玻璃砖两种。实心玻璃砖是采用机械压制方法制成的。空心玻璃砖是采用箱式模具压制而成的两块凹形玻璃熔接或胶结成具有一个或两个空腔的玻璃制品，空腔中充以干燥空气，经退火、最后涂饰侧面而成。 空心玻璃砖按形状分为正方形、矩形以及各种异形；按尺寸分一般有115、145、240、300(mm)等规格；按颜色分有玻璃本身，有在其侧面涂色的，也有在内侧面涂饰或做成各种花纹使入射光扩散或向一定方向折射的指向性的玻璃砖。v 玻璃砖 玻璃砖被誉为“透光墙壁”，具有强度高、隔热、隔音、耐水等特点，主要用于砌
47、筑透光的墙壁、建筑物非承重内外隔墙、淋浴隔断、门厅、通道等处，尤其适合高级建筑、体育馆用作控制透光、眩光和太阳光等场合。 安装玻璃砖时，墙、隔断和顶棚镜嵌玻璃砖的骨架，应与建筑结构连接牢固，玻璃砖应排列均匀整齐，表面平整，嵌缝的油灰或密封膏应饱满密实，安装好的玻璃砖不得移位、翘曲和松动，接缝应均匀、平整、密实。v一般用来砌筑非承重的透光墙壁，建筑物的内外隔墙、淋浴隔断、门厅、通道及建筑物的地面等处，特别适用于体育馆、图书馆等，用于控制透光、眩光和日光的场合。 空心玻璃砖的应用空心玻璃砖的应用v镭射玻璃是以玻璃为基材的新一代建筑装饰材料，其特征在于经特种工艺处理，玻璃背面出现全息或其他光栅。v镭
48、射玻璃的颜色有银白色、蓝色、灰色、紫色、黑色、红色等。镭射玻璃按其结构有单层和夹层之分。v镭射玻璃适用于酒店、宾馆，各种商业、文化、娱乐设施的装饰。镭射玻璃镭射玻璃v电热玻璃有导电网电热玻璃及导电膜电热玻璃两种。导电网电热玻璃是将两块浇注的玻璃型材，中间夹以肉眼几乎难以看到的极细的电热丝，经热压而成；导电膜电热玻璃是由喷有导电膜溶液的薄玻璃与未喷导电膜的厚玻璃经热压而成。v电热玻璃在建筑上多用于陈列窗、橱窗、卫生间、洗澡堂，严寒地区的建筑门窗、瞭望塔窗，工业建筑的特殊门窗、挡风玻璃等。 电热玻璃电热玻璃v自洁净玻璃表面涂镀了一层透明的二氧化钛(TiO2)光催化剂涂层。当这层光催化剂的薄膜层遇到太阳光或紫外线灯光照射后，附着在玻璃表面的有机污染物会很快被氧化，变成CO2和H2O自动挥发消除，从而实现自洁净功能。v自洁净玻璃已被广泛应用于医院门窗、器具的玻璃盖板，高档建筑物室内浴镜、卫生间整容镜，汽车玻璃及高层建筑物的装饰装潢和幕墙玻璃等场所。 自洁净玻璃自洁净玻璃
