浅谈玻璃幕墙中玻璃破损的几点原因
玻璃幕墙建筑,包括玻璃、金属、石材组成的幕墙建筑。 玻璃是铝合金玻璃幕墙的主要材料之一,直接制约着幕墙的性能,也是幕墙艺术风格的主要体现。因此,玻璃的选择是幕墙设计的重要内容。 自20世纪50年代以来,幕墙建筑在西方国家兴起。由于其丰富多样的外墙装饰效果,在世界范围内发展迅速。 中国的幕墙建筑始于改革开放后的1983年,90年代中期达到高潮。到现在为止,已经大规模高速发展了20多年。 从东部沿海城市到西部偏远城镇,几乎都能看到玻璃幕墙的建筑,尤其是城市中的高层建筑。但在玻璃幕墙20多年的使用中,玻璃幕墙的玻璃开裂问题一直难以解决%验-验-大%。从以下六个方面进行分析和论述:一、玻璃本身的材质问题是玻璃幕墙玻璃破碎的重要原因。玻璃幕墙使用的玻璃,尤其是钢化玻璃的强度有了很大的提高,但硫化镍杂质却混入了其本身的材料中。杂质是如何混合的还没有弄清楚。可能的来源是设备中使用的各种含镍合金零件和窑炉中使用的各种耐热合金。 对于燃油炉,据报道在小型炉中发现了富含镍的冷凝物。 毫无疑问,硫来自于批次和燃料中的硫含量。 当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中,这些液滴的凝固温度为797℃ 根据实验测试,炉中0.1克镍可形成多达5万个晶体。 硫化镍杂质,以小晶体状态存在,一般情况下不会对玻璃造成损伤。但由于钢化玻璃的再加热,硫化镍杂质的相态发生变化,玻璃快速冷却时硫化镍的高温α态冻结。它们可能需要几年时间才能恢复到β状态。由于低温β态硫化镍杂质会体积增大,玻璃中会产生局部应力集中,进而发生钢化玻璃自爆。 但只有相对较大的杂质才会引起自爆,只有当杂质处于拉应力的核心时,钢化玻璃才会自爆。 NiS是一种具有高温α-NiS和低温β-NiS两种晶相的晶体,相变温度为379℃。当玻璃在回火炉中加热时,NiS完全转变成α相,因为加热温度远高于相变温度。 但在随后的淬火过程中,α-NiS来不及转化为β-NiS,就被冻在了钢化玻璃中。 在室温下,α-NiS不稳定,有逐渐转变为β-NiS的趋势。 这种转变伴随着约2-4%的体积膨胀,使玻璃承受巨大的相变拉应力。如果α相晶体在拉伸状态下位于玻璃中心,膨胀产生的压力可以使整个玻璃破裂,破裂的时间无法确定。可能是新生产的玻璃或者之前生产的玻璃已经安装在玻璃幕墙上了。玻璃幕墙上的玻璃一旦自爆,相当危险。然而,近年来,许多玻璃制造商正在努力寻找防止“玻璃癌”危害的方法。比如近几年发明的热浸法,就是将硫化镍晶体尽可能转化为β相,使含有杂质的玻璃在熔窑中破碎,大大减少了玻璃幕墙上的玻璃破碎和危害。 第二,玻璃幕墙的施工质量也与玻璃破碎的原因有关。玻璃幕墙是否按照设计图纸和规范要求施工,是玻璃幕墙成败的关键。《玻璃幕墙规范》JGJ102-2003规定了玻璃边缘槽口的尺寸,其目的是保证玻璃在温度%测试-测试-大%度变化等因素的影响下能自由膨胀和收缩。一旦有阻碍玻璃自由膨胀收缩的因素,哪怕是直径很小的固体颗粒。玻璃缺口的两边和底部不能用坚硬的材料填充。这些材料的体积变化会挤压玻璃,使其破碎。在风荷载等平面外力的作用下,玻璃会发生翘曲,如果嵌缝材料阻碍了玻璃的翘曲变化,玻璃就会破碎。在玻璃幕墙的夹层中,通常的做法是用单层玻璃背衬铝塑板、Etat板或宝德板等。在构造设计上,背衬板与单层玻璃的距离过小,两者之间的空气层没有留通气孔。在阳光直射下,中间空气体层温度急剧上升,玻璃过热,气体膨胀,使玻璃爆裂。 因此,必须使用弹性材料进行嵌缝,并严格按照规范和其他要求进行设计和施工,以确保玻璃在各种因素下的安全性。 3.当玻璃幕墙所附着的主体结构在风荷载作用下的层间变化,也能使玻璃破碎的土建主体结构在各种荷载作用下发生变化时,就必须迫使玻璃幕墙的框架与之保持同步位移。如果玻璃幕墙的玻璃边缘与铝合金框架之间没有足够的间隙来适应这种位移,玻璃就会被压碎。因此,玻璃幕墙规范JGJ102-2003规定,明框玻璃幕墙边缘与框槽底部的间隙应满足下式要求:2 C1[1+(L1/L2)*(C2-1.5)/(C1-1.5)]≥[△ μ],其中[△μ]应按主体结构弹性层间位移限值的三倍确定。 4.玻璃幕墙中的玻璃在温度变化的影响下,热胀冷缩也会开裂。玻璃的线膨胀系数为1×10-5,一块边长为1500mm的玻璃,当温度上升80℃时会伸长1 .2mm。如果玻璃在安装过程中与马赛克凹槽底部紧密接触,一旦拉伸就会产生挤压应力,挤压应力非常大。σ = α e δ T .当δ T = 80℃时,σT = 1×10-5×0.72×105×80 = 57.6N/mm2,大于浮法玻璃强度标准值。因此,在设计玻璃幕墙接缝时,玻璃边缘与镶嵌槽底板之间应留有配合间隙,以防止玻璃产生挤压应力。 动词 (verb的缩写)玻璃幕墙中玻璃的微小裂纹也会导致玻璃破碎。根据不同的建筑需求,玻璃幕墙被分成不同的隔间,因此玻璃的切割尺寸是不同的。然而,玻璃切割不同于用刀和剪刀切割的一般概念。玻璃的切割是用特殊的刀划一个微小的伤口,然后切掉。原理是刀在玻璃上留下一个缺口。此时玻璃上有三条裂纹,其中两条沿表面左右分开,另一条是垂直向下延伸的垂直裂纹。在垂直裂纹末端产生拉应力,在曲折弯曲力的作用下,垂直裂纹向下延伸切断玻璃。当玻璃被切断时,沿着玻璃的外围隐藏着许多微小的裂纹。在各种效应和热应力的影响下,这些裂纹会扩展成裂纹,裂纹的进一步发展会导致玻璃的破裂。因此,为了消除玻璃切割加工后留下的细小裂纹,在玻璃切割后,需要使用磨边机进行加工(磨边或精磨),以消除玻璃周围隐藏的细小裂纹。 6.玻璃幕墙中玻璃受热不均匀也会造成玻璃热裂。玻璃幕墙是建筑的外衣。暴露在阳光直射下的部分吸收红外线和可见光,并将其转化为热量。当温度升高时,这部分玻璃受热膨胀(变长),而马赛克凹槽或阴影中的那部分玻璃由于不能被阳光照射而不能同步膨胀(变长)。内部热应力形成,热量多的区域对热量少的区域产生拉应力。 当玻璃边缘有微小裂纹时,更容易引起热裂。虽然规范没有规定如何计算,但在设计和施工过程中,我们必须采取必要的构造措施来防止玻璃幕墙中玻璃的热开裂。 结论:造成玻璃幕墙玻璃破碎的因素很多。除了确保玻璃材料的高质量产品外,还应严格按照法规的要求实施施工设计。此外,还应采取一些必要的结构措施,尽量减少玻璃幕墙中的玻璃破损,使玻璃幕墙成为城市中建筑的一件美丽外衣。
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