第二章玻璃幕墻材料worse§2.1玻璃面板§2.2鋁合金型材

§2.3建筑鋼材（與鋼結(jié)構(gòu)用鋼一致）

§2.4不銹鋼

§2.5膠本章主要內(nèi)容§2.1玻璃面板

§2.2鋁合金型材

§2.3建筑鋼材（與鋼結(jié)構(gòu)一致）

§2.4不銹鋼§2.5膠20世紀(jì)初：高質(zhì)量的玻璃薄板。融化的玻璃穿過(guò)輥筒垂直下落然后冷化。1960年代:浮法玻璃，大量替代了玻璃平板和薄板?！?.1玻璃面板1、玻璃板材的制作工藝標(biāo)準(zhǔn)純浮法玻璃原材料：硅沙晶（72%）；氧化鈣、堿、鋁、碳酸鉀、氧化鎂、氧化鐵、白云石、碎玻璃。

熔化罐：

加熱至1500-1600度。再通過(guò)冷空氣冷卻至1100度。

浮法池：玻璃在熔化錫上以帶狀流動(dòng)，穩(wěn)定厚度在6mm～7mm之間。輥筒將玻璃帶快速倒下，得到較薄或較厚的玻璃板材。

退火韌化爐：

密封箱，可逐漸加熱和逐漸冷卻。玻璃在輥筒上傳輸，經(jīng)過(guò)特殊熱處理以釋放玻璃中的應(yīng)力。送出退火韌化爐時(shí)，玻璃的溫度被冷卻到100度。

自動(dòng)切割和倉(cāng)儲(chǔ)：

玻璃被自動(dòng)切割為具有標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度6m的3210mm×6000mm的板材，更長(zhǎng)的玻璃可定制。玻璃板料被撿起并堆放到倉(cāng)儲(chǔ)間的一側(cè)?！?.1玻璃面板3、玻璃的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和斷裂特性具有原始微觀(guān)結(jié)構(gòu)和完備表面的玻璃具有極高的理論機(jī)械強(qiáng)度。但玻璃體內(nèi)及表面缺陷在外荷載作用下會(huì)產(chǎn)生極高的應(yīng)力集中，導(dǎo)致脆性破壞。所以玻璃的實(shí)際破壞強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其理論強(qiáng)度。項(xiàng)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玻璃的硬度為5～6Mohs單位,尖銳的硬物或水中的微小沙粒都有可能在玻璃表面產(chǎn)生刮痕。如果一個(gè)水膜長(zhǎng)時(shí)間地附著在玻璃表面就會(huì)形成浸析，導(dǎo)致玻璃表面的腐蝕。水泥礦物質(zhì)、濕混凝土或強(qiáng)堿清潔劑也會(huì)導(dǎo)致玻璃的浸析?！?.1玻璃面板2、玻璃的化學(xué)成分和抗腐蝕性§2.1玻璃面板短期荷載下玻璃的強(qiáng)度高于長(zhǎng)期荷載下值。玻璃強(qiáng)度和裂紋深度及荷載作用時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)下圖所示。§2.1玻璃面板4、玻璃的表面結(jié)構(gòu)玻璃表面會(huì)因不同的機(jī)械原因（如刮擦、清洗、風(fēng)蝕等）而損傷。機(jī)械和化學(xué)處理也會(huì)影響玻璃的表面結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。更嚴(yán)重的內(nèi)在損傷是玻璃邊緣特別是鉆孔周邊引起的，這樣的損傷很難通過(guò)拋光處理予以消除。玻璃邊緣的強(qiáng)度通常在設(shè)計(jì)中是起控制作用的?！?.1玻璃面板5、玻璃的強(qiáng)度和應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)（1）玻璃的強(qiáng)度大片玻璃強(qiáng)度低于小片玻璃，長(zhǎng)期荷載下玻璃強(qiáng)度低于短期荷載下?！?.1玻璃面板項(xiàng)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(qiáng)度(MPa)28～84235～34590～265抗壓強(qiáng)度(MPa)800235～34590～265熔點(diǎn)(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(xué)參參數(shù)比較較§2.1玻璃面板板（2）玻璃的的物理力力學(xué)參數(shù)數(shù)以及應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)線(xiàn)玻璃與其其他材料料的應(yīng)力力—應(yīng)變關(guān)系系曲線(xiàn)比比較6、玻璃的的類(lèi)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(yīng)用最最為廣泛泛的玻璃璃類(lèi)型，，厚度在在2～19mm。在加工工過(guò)程中中可以對(duì)對(duì)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40℃），即：：如果在在玻璃的的兩個(gè)表表面存在在這一溫溫差，玻玻璃將碎碎裂。退退火玻璃璃的碎裂裂圖樣如如圖所示示?！?.1玻璃面板板（2）鋼化玻玻璃回火鋼化化工藝的的主要目目的是將將預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力導(dǎo)入入玻璃表表面，以以提高玻玻璃抵抗抗外部效效應(yīng)的強(qiáng)強(qiáng)度。鋼鋼化玻璃璃也稱(chēng)為為預(yù)應(yīng)力力玻璃。。熱回火火是最常常用的鋼鋼化方法法。將玻玻璃加熱熱到約650℃℃，然后通通過(guò)空氣氣噴射以以淬火使使玻璃表表面比其其內(nèi)部更更快冷卻卻。在玻玻璃表面面冷卻后后，內(nèi)部部繼續(xù)冷冷卻收縮縮使表面面產(chǎn)生壓壓應(yīng)力，，而內(nèi)部部產(chǎn)生拉拉應(yīng)力以以與表面面壓應(yīng)力力相平衡衡。最終終沿玻璃璃厚度方方向產(chǎn)生生了二次次函數(shù)形形的應(yīng)力力分布，，如圖所所示。退火玻璃璃的碎裂裂后狀態(tài)態(tài)鋼化玻璃璃中的預(yù)預(yù)應(yīng)力分分布§2.1玻璃面板板經(jīng)過(guò)熱處處理的鋼鋼化玻璃璃的機(jī)械械性能得得到了明明顯提高高。它對(duì)對(duì)均勻荷荷載、熱熱應(yīng)力和和大多數(shù)數(shù)沖擊荷荷載的效效應(yīng)，大大約是退退火玻璃璃的4倍。鋼化化玻璃的的抗彎強(qiáng)強(qiáng)度比普普通平板板玻璃大大4～5倍。鋼化化玻璃的的厚度最最大可加加工至19mm。一旦玻玻璃中有有裂紋擴(kuò)擴(kuò)展到受受拉區(qū)，，因玻璃璃所固有有的應(yīng)變變能的迅迅速釋放放，整面面鋼化玻玻璃會(huì)立立即碎裂裂。玻璃璃的破壞壞會(huì)形成成許多碎碎小玻璃璃粒。所所以，同同玻璃裂裂成尖銳銳片相比比，鋼化化玻璃造造成人員員傷害的的幾率會(huì)會(huì)大大降降低。正正因?yàn)槿缛绱?，在在我?guó)鋼鋼化玻璃璃也稱(chēng)安安全玻璃璃。鋼化玻璃璃的碎裂裂后狀態(tài)態(tài)鋼化玻璃璃不能被被切割，，因此板板材的切切割和鉆鉆孔必須須在回火火鋼化工工藝前完完成。在在回火鋼鋼化后，，玻璃必必須經(jīng)歷歷一個(gè)熱熱浸試驗(yàn)驗(yàn)。玻璃璃被加熱熱到290℃后，在此溫度度下放置數(shù)小小時(shí)以檢查硫硫化鎳（NiS）的存在，硫硫化鎳能夠?qū)?dǎo)致玻璃在暴暴露于高溫下下的裂爆，即即所謂的“自自爆”?！?.1玻璃面板（3）半鋼化玻璃璃半鋼化玻璃的的加工工藝類(lèi)類(lèi)似于鋼化玻玻璃，但其冷冷卻過(guò)程較慢慢。半鋼化玻玻璃強(qiáng)度的增增加約為鋼化化玻璃的一半半，加工厚度度可達(dá)12mm。與退火玻璃璃類(lèi)似，半鋼鋼化玻璃的破破裂塊是大片片的，如圖所所示。半鋼化玻璃的的碎裂后狀態(tài)態(tài)（4）夾層玻璃兩片或多片玻玻璃可以被一一層或多層聚聚乙烯醇縮丁丁醛樹(shù)脂（PVB）內(nèi)夾層粘在在一起，單層層PVB內(nèi)夾層的厚度度是0.38mm，再經(jīng)電熱高高壓器加熱到到140oC，在12Pa壓力下維持6小時(shí)，以消除除玻璃與內(nèi)夾夾層之間的空空氣。在沖擊荷載下下，玻璃層可可能會(huì)破碎，，但碎片會(huì)牢牢固粘在內(nèi)夾夾層里。所以以，夾層玻璃璃是真正的安安全玻璃。多多層組合的玻玻璃可以提供供對(duì)于包括高高速子彈在內(nèi)內(nèi)的任何射擊擊作用的抵抗抗力。夾層玻玻璃中的玻璃璃碎片可以留留至方便時(shí)再再行更換?！?.1玻璃面板國(guó)內(nèi)常用夾層層玻璃的中間間層一般為兩兩層PVB，厚度為0.76mm；常用玻璃板板材的厚度有有3mm、5mm、6mm、8mm等。夾層玻璃璃的厚度和面面積可根據(jù)用用戶(hù)的需要而而定?！?.1玻璃面板中空玻璃由兩兩片，有時(shí)三三片玻璃，通通過(guò)邊緣處的的間隔條和密密封膠相互連連接而成。第第一層的密封封位于間隔條條和玻璃面板板之間，以防防止潮氣進(jìn)入入面板之間的的空間；第二二層的密封設(shè)設(shè)置在間隔條條之后和玻璃璃面板之間，，同時(shí)將間隔隔條和玻璃面面板粘成一體體，如圖所示示。§2.1玻璃面板（5）中空玻璃密閉空間內(nèi)的的空氣壓力與與制作時(shí)的大大氣壓力相等等。密閉玻璃璃單元制作后后，當(dāng)大氣壓壓力上升超過(guò)過(guò)密閉空間內(nèi)內(nèi)的空氣壓力力時(shí)，兩個(gè)玻玻璃面板將被被向內(nèi)擠壓；；當(dāng)大氣壓力力降低時(shí)，面面板將向外鼓鼓出?！?.1玻璃面板（6）防火玻璃預(yù)應(yīng)力或半鋼鋼化的硼硅酸酸鹽玻璃能夠夠維持其完整整性大于或等等于2個(gè)小時(shí)。硼硅硅酸鹽玻璃是是一種含有至至少5%氧化硼的硅酸酸鹽玻璃,它的熱膨脹系系數(shù)約為碳鈣鈣玻璃的1/3，因而具有較較強(qiáng)的抵抗熱熱變能力。鋼鋼化玻璃的多多層層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)和納硅酸鹽鹽層，或聚合合凝膠層也會(huì)會(huì)導(dǎo)致極佳的的抗火性能。。按結(jié)構(gòu)分類(lèi)，，防火玻璃可可分為復(fù)合防防火玻璃（FFB）和單片防火火玻璃（DFB）。FFB是由兩層或兩兩層以上玻璃璃復(fù)合而成,或由一層玻璃璃和有機(jī)材料料復(fù)合而成，，并滿(mǎn)足相應(yīng)應(yīng)耐火等級(jí)要要求的特種玻玻璃。DFB是由單層玻璃璃構(gòu)成，并滿(mǎn)滿(mǎn)足相應(yīng)耐火火等級(jí)要求的的特種玻璃。。按其耐火性能能，防火玻璃璃可分為A、B、C三類(lèi)：A類(lèi)防火玻璃：：同時(shí)滿(mǎn)足耐耐火完整性、、耐火隔熱性性要求的防火火玻璃；B類(lèi)防火玻璃：：同時(shí)滿(mǎn)足耐耐火完整性、、熱輻射強(qiáng)度度要求的防火火玻璃；C類(lèi)防火玻璃：：滿(mǎn)足耐火完完整性要求的的防火玻璃。。§2.1玻璃面板A、B、C三類(lèi)防火玻璃璃按耐火等級(jí)級(jí)可分別分為為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)，其耐火性性能應(yīng)分別符符合下表的規(guī)規(guī)定。A類(lèi)防火玻璃的的耐火性能（（耐火完整性性、耐火隔熱熱性）耐火等級(jí)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)耐火時(shí)間，≥1min90604530B類(lèi)防火玻璃的的耐火性能（（耐火完整性性、熱輻射強(qiáng)強(qiáng)度）耐火等級(jí)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)耐火時(shí)間，≥1min90604530§2.1玻璃面板C類(lèi)防火玻璃的的耐火性能（（耐火完整性性）耐火等級(jí)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)耐火時(shí)間，≥1min90604530制造防火玻璃璃可選用普通通平板玻璃、、浮法玻璃、、鋼化玻璃等等材料作原片片，復(fù)合防火火玻璃也可選選用單片防火火玻璃作原片片。磨沙是在玻璃璃表面紋刻的的另一種方法法。玻璃表面面的打磨通過(guò)過(guò)由蒸汽、空空氣或水噴射射沙流實(shí)現(xiàn)。。磨沙玻璃通通常用作為需需要在表面采采取防滑措施施的路面樓面面等的玻璃鋪鋪板。磨沙工工藝一般會(huì)使使玻璃強(qiáng)度降降低40%左右。（7）磨沙玻璃上釉的關(guān)鍵是是在620～650℃的溫度將陶瓷瓷墨水融化在在玻璃表面。。玻璃的輕微微軟化產(chǎn)生了了一個(gè)融化結(jié)結(jié)合層，冷卻卻后可形成非非常堅(jiān)硬的釉釉面。陶釉玻玻璃產(chǎn)品是鋼鋼化玻璃。然然而，上釉工工藝大約使玻玻璃的強(qiáng)度降降低40%左右。（8）陶釉玻璃§2.1玻璃面板（9）彎曲玻璃①熱彎玻璃熱彎玻璃的彎彎曲是建立在在將玻璃的加加熱控制在玻玻璃軟化的溫溫度點(diǎn)上的，，即玻璃從固固體轉(zhuǎn)化為““軟化”狀態(tài)態(tài)的溫度點(diǎn)640oC左右。通過(guò)放放置或壓制““面團(tuán)”狀態(tài)態(tài)的玻璃可以以形成不同形形狀的彎曲玻玻璃，彎曲后后的玻璃可以以正常冷卻或或通過(guò)其他工工藝產(chǎn)生預(yù)應(yīng)應(yīng)力。建筑和和結(jié)構(gòu)上采用用的許多玻璃璃可以被彎曲曲，最大可彎彎曲的玻璃厚厚度可達(dá)10mm，最小彎曲半半徑可至150mm（與玻璃厚度度有關(guān)）。夾夾層玻璃的彎彎曲需要特殊殊工藝。②冷彎玻璃冷彎玻璃是指指在環(huán)境溫度度下通過(guò)固定定架和外力作作用被彎曲并并最終固定在在結(jié)構(gòu)物上的的單片或夾層層鋼化玻璃。。由于鋼化過(guò)過(guò)程使玻璃存存在預(yù)應(yīng)力，，完全有可能能在鋼化玻璃璃的冷彎曲過(guò)過(guò)程結(jié)束后在在玻璃表面不不產(chǎn)生拉應(yīng)力力。玻璃片越越薄，可達(dá)到到的彎曲半徑徑越小。由于于冷彎改變了了玻璃的初始始應(yīng)力分布，，使玻璃的承承載能力明顯顯減小。克服服這一問(wèn)題的的方法是采用用多于一片的的夾層玻璃來(lái)來(lái)承受§2.1玻璃面板單片玻璃的荷荷載。夾層玻玻璃中內(nèi)夾層層PVB的特殊性能使使得其既能牢牢固連接兩個(gè)個(gè)單片玻璃來(lái)來(lái)承受外部荷荷載作用，其其柔度又足以以容許連接其其上的各單片片玻璃被冷彎彎曲。§2.1玻璃面板§2.1玻璃面板§2.2鋁合金型材§2.3建筑鋼材（與與鋼結(jié)構(gòu)一致致）§2.4不銹鋼§2.5膠§2.2鋁合金材料1、鋁合金材料料的基礎(chǔ)狀態(tài)態(tài)定義鋁合金是玻璃璃幕墻的主要要材料，尤其其是在明框玻玻璃幕墻、隱隱框玻璃幕墻墻、單元式幕幕墻中。目前前使用的主要要是30號(hào)鍛鋁（6061）和31號(hào)鍛鋁（6063、6063A）經(jīng)高溫?cái)D壓壓成型、快速速冷卻并人工工時(shí)效（T5）[或經(jīng)固溶熱處處理（T6）]狀態(tài)的型材，，經(jīng)陽(yáng)極氧化化或涂漆、粉粉末噴涂、氟氟碳化噴涂表表面處理。代號(hào)名稱(chēng)說(shuō)明與應(yīng)用F自由加工狀態(tài)適用于在成型過(guò)程中，對(duì)于加工硬化和熱處理?xiàng)l件無(wú)特殊要求的產(chǎn)品，該狀態(tài)產(chǎn)品的力學(xué)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(qiáng)度的加工產(chǎn)品H加工硬化狀態(tài)適用于通過(guò)加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品，產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過(guò)（也可不經(jīng)過(guò)）使強(qiáng)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(guò)（或不經(jīng)過(guò)）加工硬化達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品2、鋁合金材料料的物理性能能下表列出了室室溫條件下鋁鋁材的主要物物理性能與鋼鋼材和不銹鋼鋼的比較。材料物理性能鋁鋼不銹鋼平均密度（kg/m3）270078507900熔點(diǎn)（0C）6581450-15301450線(xiàn)膨脹系數(shù)（0C-1）24e-612e-617.3e-6彈性模量（Nmm-2）65800206000206000由上表可以看看出：①鋁的密度近似似地為鋼密度度的1/3（在不同的合合金中，其密密度在2600～2800kg/m3之間變化）。。②鋁的彈性模量量也近似地為為鋼的1/3（在不同的合合金中，其彈彈性模量在68500～74500N/mm2之間變化），，因而，變形形和穩(wěn)定問(wèn)題題顯得更為重重要。③鋁的熱脹系數(shù)數(shù)是鋼的2倍，對(duì)溫度變變化更敏感，，因而當(dāng)它不不受約束時(shí)，，會(huì)有較大的變形?！?.2鋁合金材料3、鋁合金材料料的力學(xué)性能能鋁合金的主要要力學(xué)性能可可以由拉力試試驗(yàn)得出。拉拉伸過(guò)程的應(yīng)應(yīng)力—應(yīng)變曲線(xiàn)沒(méi)有有明顯的屈服服點(diǎn)，大致可可以劃分成：：①線(xiàn)彈性部分直直至比例極限限應(yīng)力σp（σp為拉伸過(guò)程中中應(yīng)力與應(yīng)變變保持正比例例關(guān)系的最大大應(yīng)力，一般般為與0.01%殘余應(yīng)變相對(duì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力））；②非線(xiàn)性部分；；③應(yīng)變硬化部分分三個(gè)區(qū)域。。通常把與0.2%殘余應(yīng)變相對(duì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力σ0.2假設(shè)為超出材材料彈性階段段的應(yīng)力。在在結(jié)構(gòu)計(jì)算中中，與鋼材的的屈服應(yīng)力具具有同樣的意意義。鋁合金型材6063的曲曲線(xiàn)§2.2鋁合金材料§2.1玻璃面板§2.2鋁合金型材§2.3建筑鋼材（與與鋼結(jié)構(gòu)一致致）§2.4不銹鋼§2.5膠§2.4不銹鋼材料不銹鋼是在鋼鋼中加入了一一定比例的鉻鉻、鎳等。由由于鉻的化學(xué)學(xué)性質(zhì)比較活活潑，鉻首先先與環(huán)境中的的氧化合，生生成一層與鋼鋼基體牢固結(jié)結(jié)合的緊密的的氧化膜層，，使內(nèi)部的鋼鋼不致生銹。。我國(guó)不銹鋼國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如《不銹鋼棒》（GB/T1220）、《不銹鋼冷軋鋼鋼板》（GB/T3280）等都列出了了各種牌號(hào)不不銹鋼的化學(xué)學(xué)成分和力學(xué)學(xué)性能（包括括屈服強(qiáng)度、、抗拉強(qiáng)度、、伸長(zhǎng)率和收收縮率等）。。從所列的力力學(xué)性能指標(biāo)標(biāo)，可以看出出不銹鋼具有有較高的強(qiáng)度和和較好的塑性性變形能力，，可以用于點(diǎn)點(diǎn)支式玻璃中中的拉桿、拉拉索、支承結(jié)結(jié)構(gòu)和連接件件。由于我國(guó)尚未未制訂不銹鋼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范，關(guān)于受受力構(gòu)件中不不銹鋼材料強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的的研究很少，，在一定程度度上影響了不不銹鋼的使用用?！恫Ａ粔こ坛碳夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定不銹鋼材料的的抗拉、抗壓壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值應(yīng)按其屈服強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除除以系數(shù)1.15采用，其抗剪剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值可按其抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值的0.58倍采用?！?.1玻璃面板§2.2鋁合金型材§2.3建筑鋼材（與與鋼結(jié)構(gòu)一致致）§2.4不銹鋼§2.5膠§2.5膠玻璃幕墻