第二章玻璃幕墙材料《建筑玻璃幕墙结构》worse§2.1玻璃面板§2.2铝合金型材§2.3建筑钢材（与钢结构用钢一致）§2.4不锈钢§2.5胶本章主要内容§2.1玻璃面板§2.2铝合金型材§2.3建筑钢材（与钢结构一致）§2.4不锈钢§2.5胶《建筑玻璃幕墙结构》20世纪初：高质量的玻璃薄板。融化的玻璃穿过辊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。§2.1玻璃面板1、玻璃板材的制作工艺标准纯浮法玻璃原材料：硅沙晶（72%）；氧化钙、碱、铝、碳酸钾、氧化镁、氧化铁、白云石、碎玻璃。熔化罐：加热至1500-1600度。再通过冷空气冷却至1100度。浮法池：玻璃在熔化锡上以带状流动，稳定厚度在6mm～7mm之间。辊筒将玻璃带快速倒下，得到较薄或较厚的玻璃板材。《建筑玻璃幕墙结构》退火韧化炉：密封箱，可逐渐加热和逐渐冷却。玻璃在辊筒上传输，经过特殊热处理以释放玻璃中的应力。送出退火韧化炉时，玻璃的温度被冷却到100度。自动切割和仓储：玻璃被自动切割为具有标准长度6m的3210mm×6000mm的板材，更长的玻璃可定制。玻璃板料被捡起并堆放到仓储间的一侧。§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》3、玻璃的微观结构和断裂特性具有原始微观结构和完备表面的玻璃具有极高的理论机械强度。但玻璃体内及表面缺陷在外荷载作用下会产生极高的应力集中，导致脆性破坏。所以玻璃的实际破坏强度要远远低于其理论强度。项目含量(%)二氧化硅（SiO2）69～74氧化钙（CaO）5～12氧化钠（Na2O）12～16氧化镁（MgO）0～6氧化铝（Al2O3）0～3玻璃的硬度为5～6Mohs单位,尖锐的硬物或水中的微小沙粒都有可能在玻璃表面产生刮痕。如果一个水膜长时间地附着在玻璃表面就会形成浸析，导致玻璃表面的腐蚀。水泥矿物质、湿混凝土或强碱清洁剂也会导致玻璃的浸析。§2.1玻璃面板2、玻璃的化学成分和抗腐蚀性《建筑玻璃幕墙结构》§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》短期荷载下玻璃的强度高于长期荷载下值。玻璃强度和裂纹深度及荷载作用时间的关系见下图所示。§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》4、玻璃的表面结构玻璃表面会因不同的机械原因（如刮擦、清洗、风蚀等）而损伤。机械和化学处理也会影响玻璃的表面结构和强度。更严重的内在损伤是玻璃边缘特别是钻孔周边引起的，这样的损伤很难通过抛光处理予以消除。玻璃边缘的强度通常在设计中是起控制作用的。§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》5、玻璃的强度和应力-应变曲线（1）玻璃的强度大片玻璃强度低于小片玻璃，长期荷载下玻璃强度低于短期荷载下。§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》项目数值玻璃钢材铝合金自重(kN/m3)2578.527.0弹性模量(MPa)7000020600065800剪切模量(MPa)280008000027000泊松比0.20.260.3抗拉强度(MPa)28～84235～34590～265抗压强度(MPa)800235～34590～265熔点(oC)6001450～1430658热膨胀系数(K-1)9×10-612×10-624×10-6玻璃与其他材料的物理力学参数比较§2.1玻璃面板（2）玻璃的物理力学参数以及应力-应变曲线《建筑玻璃幕墙结构》玻璃与其他材料的应力—应变关系曲线比较6、玻璃的类型（1）退火玻璃按浮法玻璃加工工艺生产的退火玻璃是目前应用最为广泛的玻璃类型，厚度在2～19mm。在加工过程中可以对退火玻璃着色制造有色玻璃，或去色制造白色玻璃。退火玻璃的热疲劳抗力约为30℃（最大40℃），即：如果在玻璃的两个表面存在这一温差，玻璃将碎裂。退火玻璃的碎裂图样如图所示。§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》（2）钢化玻璃回火钢化工艺的主要目的是将预压应力导入玻璃表面，以提高玻璃抵抗外部效应的强度。钢化玻璃也称为预应力玻璃。热回火是最常用的钢化方法。将玻璃加热到约650℃，然后通过空气喷射以淬火使玻璃表面比其内部更快冷却。在玻璃表面冷却后，内部继续冷却收缩使表面产生压应力，而内部产生拉应力以与表面压应力相平衡。最终沿玻璃厚度方向产生了二次函数形的应力分布，如图所示。退火玻璃的碎裂后状态钢化玻璃中的预应力分布§2.1玻璃面板《建筑玻璃幕墙结构》经过热处理的钢化玻璃的机械性能得到了明显提高。它对均匀荷载、热应力和大多数冲击荷载的效应，大约是退火玻璃的4倍...
