三、玻璃断裂力学及玻璃结构

1 第 三 章 玻 璃 、 断 裂 力 学 及 玻 璃 结 构 第 一 节 玻 璃 玻 璃 是 一 种 均 质 的 材 料 ， 一 种 固 化 的 液 体 ， 分 子 完 全 任 意 排 列 。由 于 它 是 各 种 化 学 键 的 组 合 ， 因 此 没 有 化 学 公 式 。 玻 璃 没 有 熔 点 ， 当它 被 加 热 时 ， 会 逐 渐 从 固 体 状 态 转 变 为 具 有 塑 性 的 黏 质 状 态 ， 最 后 成为 一 种 液 体 状 态 。 与 其 他 那 些 因 测 量 方 向 不 同 而 表 现 出 不 同 特 性 的 晶体 相 比 ， 玻 璃 表 现 了 各 向 同 性 ， 即 它 的 性 能 不 是 由 方 向 决 定 的 。 当 前用 于 建 筑 的 玻 璃 是 钠 钙 硅 酸 盐 玻 璃 。 生 产 过 程 中 ， 原 材 料 要 被 加 热 到很 高 的 温 度 ， 使 其 在 冷 却 前 变 成 黏 性 状 态 ， 再 冷 却 成 形 。 3.1.1 玻 璃 的 力 学 性 能 常 温 下 玻 璃 有 许 多 优 异的 力 学 性 能 ：高 的 抗压强度 、 好的 弹性 、高 的 硬度 ， 莫氏硬度 在5～6 之间， 用 一 般的 金属刻化 玻 璃 很 难留下痕迹，切割玻 璃 要 用 硬度 极高 的 金刚石。抗压强度 比 抗拉强度 高 数倍。常 用 玻 璃 与 常 用 建 筑 材 料 的 强度 比 较如下 ： 玻 璃 钢（Q235） 铸铁 水泥 抗压强度 （Mpa） 630～1260 —— 650 20～80 抗拉强度 （Mpa） 28～70 380～470 100～280 —— 3.1.2 玻 璃 没 有 屈服强度 。 玻 璃 的 应力 应变 拉伸曲线与 钢和塑 料 是 不 同 的 ， 钢和塑 料 的 拉伸应力 在 没 有 超过 比 例极限以前 ， 应力 与 应变 呈线性 直线关系， 超过 弹性 极限并小于 强度 极限， 应变 增加 很 快， 而 应力 几乎没 有 增加 ， 超过屈服极限以后 ， 应力 随应变 非线性 增加 ， 直至钢材 断 裂 。 玻 璃 是 典型 2 的脆性材料，其应力应变关系呈线性关系直至破坏，没有屈服极限，与其它建筑材料不同的是：玻璃在它的应力峰值区，不能产生屈服而重新分布，一旦强度超过则立即发生破坏。应力与变形曲线见下图。 图3-1 应力与变形拉伸曲线 3 .1...