玻璃自爆原因的探讨 2_玻璃自爆的原因

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玻璃自爆原因的探讨

摘要：本文介绍浮法玻璃、镀膜玻璃、有框或隐框玻璃幕墙的玻璃以及中空玻璃自爆原因的探讨。

一、玻璃幕墙作为建筑外墙受到风荷载(风压)和温度的影响

玻璃用于外墙的要求起码要考虑承受两种应力：一种是承受风荷载能力，一种是承受热应力能力。应对上述应力进行认真验算，选用适当的玻璃才能减少自爆。

玻璃本体质量，对自爆也极为重要。如平板玻璃和浮法玻璃相比较，平板玻璃的厚薄均匀度、平整度，玻璃表面的质量均比浮法玻璃质量差。因此平板玻璃承受风荷载能力及热应力能力也弱。

如对玻璃进行半钢化、钢化，其抗风压及热应力能力有较明显的提高。半钢化玻璃或钢化玻璃，其表面最终形成压应力，因此玻璃抗压强度比抗张强度高得多，所以能经受弯曲、冲击和温度变化。

如引用风荷载因子对不同类型玻璃抗风荷载能力的修正，以6毫米单片浮法玻璃为1，则6毫米半钢化玻璃为2.0，钢化玻璃为4.0。镀膜玻璃是利用物理方法、化学方法在玻璃表面镀上一层或数层金属合金或化学膜，目前国内外生产不同工艺有：

1、真空磁控溅射法(又称真空溅射镀膜)；

2、在线喷涂法(在浮法玻璃生产过程中喷涂金属或其它化合物和玻璃融为一体，又称在线镀膜玻璃，可以热弯)；

3、真空蒸发、4、凝胶法(又称化学镀膜)。上述四种镀膜玻璃因工艺不同，镀膜玻璃的性能和品质也存在很大差异。前两种镀膜玻璃质量优于后两种玻璃，可用于隐框玻璃幕墙。

热反射镀膜玻璃(简称镀膜玻璃)，主要特点是允许足够的太阳光射入室内，又能反射定量的太阳热能，能透过0.3～2.5微米的可见光，3～12微米远红外线被反射，维持室内凉爽，该玻璃的透光率为8～40％之间，可制成金、银、蓝、褐、绿等各种颜色。

低辐射玻璃的特点是在不影响可见光的透光性的情况下，能透过80％太阳光辐射能，对室内有保温作用，同时这种玻璃可以挡大量紫外光，减少阳光中紫外线对室内家俱的影响。现国内没有生产。

二、玻璃是脆性材料，玻璃的自爆现象受多方面影响。

除玻璃本体质量外，玻璃的几何形状，如矩形、三角形和圆形。玻璃安装状况如：四周紧固或松驰，玻璃底部是否安放支撑物，玻璃与四周铝合金框用什么硬度材质密封或用玻璃胶密封，以及后续工艺、受热状况等均对玻璃的自爆有密切影响。

热应力自爆一般来自玻璃本体部位不均匀所致。玻璃上墙后，在阳光直接照射下，玻璃吸收阳光的红外光和部分可见光，这些光在玻璃体内转化为热能，使玻璃本体温度升高并形成玻璃四周的热膨胀。如玻璃镶嵌在铝合金框内部，玻璃被镶部份不能受到暴露在框外暴露同样照射，因此导致暴露整体受热不均，内部热应力形成，玻璃中区的热膨胀对玻璃边缘产生张应力，此张应力大于玻璃的抗张强度，就会造成玻璃的破裂(自爆)。

热应力破裂一般可从以下特点来辨别：

1、玻璃破裂边缘裂口整齐，裂口数量少，破裂线为曲折单线或复线。

2、玻璃破裂线与玻璃边缘一般成直角，否则可能是弯曲应力破裂，或者是玻璃边缘缺陷所致。

3、在玻璃中区的破裂线多为弧线形。

三、铝合金有框幕墙玻璃自爆的原因：

1、玻璃本身质量不良

2、在采用人工裁切玻璃时，裁切的玻璃边缘一定要求平直光滑，不准许有崩边、牙边、崩角等缺陷。要保证玻璃周边没有伤残状态下使用，否则在玻璃边缘有缺陷处极易产生自爆点。

3、安装时为了减少硬对硬的接触，玻璃下端不能直接落在铝合金框上，否则玻璃受热膨胀极易自爆。应在玻璃下面有弹性的固定垫块，放臵位臵一般在玻璃边部1／4处，最少放两个垫块，垫块数量依玻璃宽度而定。玻璃周边与铝框应留有4～7毫米左右缝隙，并周边间隙均匀。玻璃周边与铝框应用弹性好的玻璃密封胶密封，这比玻璃边缘内外两侧与铝框缝隙用硬胶条镶嵌为佳。现实中不少大面积玻璃因玻璃四周边缘用硬胶条镶嵌太紧，玻璃因热应力而自爆。

4、镶嵌玻璃的铝框，不能保证几何精度，铝框扭拧不平，弯曲变形，玻璃弯曲受力，极易造成热应力自爆。

5、玻璃厚度选择非常重要，不仅要考虑风荷载，也要考虑热应力。如玻璃面积大，厚度小，则该块玻璃抗弯曲、抗热应力均小，极易自爆。对玻璃幕墙玻璃厚度选择，一定要进行计算，低层、高层同一面积的玻璃受力就差别很大。尤其是镀膜玻璃的热膨胀系数远大于一般玻璃的热膨胀系数，热应力更为明显。玻璃厚度 长宽比 玻璃最大面积 6mm 1:3以下 2.5m2以下 8mm 1:3以下 4m2以下

四、隐框幕墙玻璃的自爆

隐框幕墙玻璃的周边无铝框镶嵌，因此不存在镶嵌玻璃边内和边外温差的差异，也不会产生上述原因造成的温差热应力自爆的可能。但半隐框玻璃幕墙仍有一个对应边嵌在铝框内，仍应考虑嵌铝框内外玻璃的热应力，以防自爆。

隐框玻璃幕墙的自爆原因，有以下几个可能：

1、镀膜玻璃的边缘质量。大面积隐框幕墙的镀膜玻璃最好采用裁剪机来切割玻璃，若手工切割玻璃要严格检查边缘质量或打磨边缘。

2、镀膜玻璃对太阳辐射能的吸收率热应力均远大于一般透明玻璃，因此对玻璃的原片质量要求甚严。镀膜玻璃的原片只能用浮法玻璃，不能用一般平板玻璃。因此在购臵镀膜玻璃时，不仅要看设备是否先进，也要看软件是否过硬，技术是否熟练，原片质量是否新鲜。

3、镀膜玻璃尺寸大小的影响：单片玻璃设计面积很大，为了保证抗风压的需要，厚度就必然增加，这就导致了玻璃本身对太阳辐射能的吸收量增大，造成玻璃张应力增加，容易形成热应力自爆。如果玻璃是明显的长条状，长短比愈大，愈容易形成弯曲应力，同时加大热应力自爆的机率，所以镀膜玻璃的面积和长度比均不易过大，否则自爆率增加。

4、气候条件的影响，如因结构胶粘贴宽度厚度过大，影响镀膜玻璃自由伸缩，易使镀膜玻璃自爆。

5、幕墙方向性影响：玻璃朝南或向阳，热应力也就很大。如天气突变或日落降温较快，则该玻璃以热应力破裂为主。反之幕墙玻璃朝北，设计者应以考虑抗风压强为主，热应力破裂为辅。朝南方向的玻璃建议用钢化或半钢化玻璃。

6、集中在幕墙上方结构物遮阳的影响：在镀膜玻璃上留有阴影，形成明显的温度差,极容易造成玻璃横向整齐的自爆。

7、室内遮阳部分的影响：室内深色窗帘或百叶窗对太阳辐射能的吸收也相当高，并且具备较高的再辐射率。幕墙玻璃不仅受室外太阳辐射能直接辐射，同时以往受到室内遮阳装臵吸热后的再辐射也易造成热应力自爆。

8、其它的影响：玻璃表面粘贴或悬挂的装臵图案或广告，可导致镀膜玻璃吸热量局部急剧增加；幕墙上的空调通风口可导致镀膜玻璃不同部位明显的温度，给镀膜玻璃的自爆增加机率。

五、中空破璃的自爆

中空玻璃间隔密封胶第一道胶为丁基胶，丁基胶密封性能很好，但强度很低，只起密封作用，不承受力；第二道密封胶一般为聚硫胶，聚硫胶强度高，在受力时能保持中间玻璃间隔不变，但该胶怕太阳紫外线照射。

用于有框玻璃幕墙时，聚硫胶被铝合金型材槽镶嵌在内，太阳照射不到聚硫胶。但用于隐框玻璃幕墙，太阳就可能直接照射到聚硫胶，因此在隐框或半隐框玻璃幕墙中空玻璃的第二道密封胶，必须用中空玻璃结构胶。中空玻璃结构胶也不同于一般结构胶，其变位能力一般为5％左右，这样能保证中空玻璃的两片玻璃间距不变，而一般结构胶变位能力为土25～50％。

中空玻璃的自爆与中空玻璃选材、制作、安装均有明显的关系：

1、中空玻璃的选材：

A玻璃质量：做中空玻璃的透明玻璃一定要用浮法玻璃，不能用廉价的平板玻璃。

B 对中空玻璃的两片玻璃的选择，中空玻璃的两片玻璃是用一片透明玻璃和一片镀膜玻璃，或用带颜色的透明玻璃。至于选用什么颜色的镀膜玻璃和选用不同厚度的两片玻璃，均对中空玻璃的自爆有明显的影响。如果玻璃吸收率过大，会造成中空夹层高温，这对中空玻璃的自爆影响极大。中空玻璃夹层四周密封，温度下降较慢，形成玻璃的内外温差较大，如因风雨等原因温度急聚下降，极易造成中空玻璃的自爆。

2、中空玻璃的制作：

A 玻璃一定要用玻璃裁剪机剪裁，决不允许有微小崩角、崩边和齿边。如边缘不够平滑，最好在玻璃裁切边四周打磨。

B原片剪切尺寸一定要准确。梯型中空玻璃，内外原片尺寸也要准确，否则中空玻璃上墙后受弯应力、热应力影响，受力不均，将会造成自爆。制作中空玻璃原片长度、宽度尺寸公差如下： 表一：中空玻璃长度和宽度允许误差： 玻璃长度mm 玻璃最大面积 ＜1000 土2.0 1000～2000 土2.5 2000～3000 土3.0 C中空玻璃四边厚度应一致。中空玻璃的厚度公差为： 表二：中空玻璃的厚度公差(两片玻璃璃加中空间隔的厚度)玻璃厚度mm 中空玻璃厚度mm 允许误差mm ≤6 ＜18 土1.0 ≤6 18～25 土1.5 ＞6 ＞25 土2.0 D 中空玻璃制作要平整，否则铝合金玻璃幕墙的玻璃受弯应力，热应力不匀而自爆，有框铝合金玻璃幕墙最为明显，其次为半隐框玻璃幕墙，全隐框玻璃幕墙。中空玻璃的对角线误差应符合下表要求： 表三：中空破璃两对角线允许误差： 对角线长度mm 误差mm ＜1000 4 1000～2500 63、中空玻璃的安装：

中空玻璃在幕墙上的安装质量好坏直接影响玻璃的自爆，在有框幕墙和隐框幕墙对中空玻璃安装均有不同的要求。简述如下： A 中空玻璃在有框幕墙的安装：铝合金框架要制作平整，不允许有扭拧变形，中空玻璃下方要加弹性胶垫，在镶嵌槽左右和上方留有空隙，玻璃两侧镶嵌边加胶条或注入密封胶，如用镀膜玻璃必须用中性胶(酸性胶破坏镀膜)，使中空玻璃在受热应力影响下，玻璃可以均匀自由伸缩，减少自爆机率。

B 隐框中空玻璃幕墙制作和安装：每个铝合金单元构件几何形状一定要规范、平整，不允许扭拧，对角线误差小，否则玻璃粘贴后，会因弯曲应力，热应力而产生玻璃的自爆。结构胶粘贴在铝框上的厚度、宽度一定要经过计算，宽度厚度要合适。如结构胶粘贴过宽过厚，将影响中空玻璃热应力的自由伸缩，产生内应力引起玻璃的自爆。

中空玻璃上墙后自爆要从制作中空玻璃和安装上双方面找原因。总起来讲：白色浮法透明玻璃的自爆率低于带色透明玻璃的自爆率，所有带色透明玻璃的自爆率低于镀膜玻璃的自爆率，隐框幕墙的镀膜玻璃的自爆率低于有框玻璃幕墙的自爆率，单片玻璃上墙后的自爆率低于中空玻璃上墙后的自爆率。