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技術專題

10分鐘帶你全面了解鋼化U型玻璃

2019-03-29


U型玻璃,簡稱U玻,是一種近年來非常流行的新型建筑材料。雖然鋼化U型玻璃與鋼化浮法玻璃原理相似,但是由于U玻自身的結構特點,在具體工程項目中U?;嵊脅煌嘀氐?,本篇帶你全面了解。
 
什么是鋼化玻璃?
鋼化玻璃是一種安全玻璃,它是指對普通退火玻璃進行淬火熱處理后,使玻璃表面產生壓應力、玻璃內部產生張應力的一種強化玻璃。同等厚度的鋼化玻璃抗沖擊強度是普通玻璃的5倍以上。當鋼化玻璃受外力破壞時,碎片會成類似蜂窩狀的鈍角碎小顆粒,不易對人體造成嚴重的傷害。

鋼化U型玻璃應力分布


什么是鋼化U型玻璃?
鋼化U型玻璃的生產方法是:使用退火U型玻璃作為原片,根據傳統浮法鋼化玻璃“加熱+急冷”的工藝,對玻璃進行熱強化。與浮法玻璃一樣,鋼化U型玻璃可以承受更大的風載,破碎以后不易對人體造成嚴重的傷害。
U型玻璃鋼化工藝


鋼化U型玻璃的品質
只有以成分潔凈、生產穩定、尺寸精準的U玻原片作為原材料,并且在鋼化以后具備良好的強度、安全性和垂直度的U玻,才能稱為優質鋼化U玻。
鋼化U型玻璃質量

以優質的鋼化U玻作為基礎,輔以規范的安裝,便可呈現理想的U型玻璃幕墻。
阿普爾頓“西安華潤置地悅府”7米長鋼化U型玻璃幕墻細節
▲阿普爾頓“西安華潤置地悅府”7米長鋼化U型玻璃幕墻細節

理想的U玻幕墻首先應當備最基本的密封性、強度和安全性,再者是外觀平整、排列整齊、晶瑩透亮,最后還要保證經久耐用、無自爆、陽光暴曬后不變色。
U型玻璃幕墻質量


鋼化U型玻璃的質量決定了U玻幕墻最終呈現的效果。

(常州“觀棠”U型玻璃幕墻,溫潤潔白,線條清晰)
 
鋼化U型玻常見問題
如果上面的要素把握不好,就會帶來相應的鋼化U型玻問題。鋼化U玻各種問題中,四大常見問題是:整體彎曲、法蘭變形、鋼化強度不足、玻璃自爆。相比之下,鋼化浮法玻璃的其他問題,如爆邊爆角、局部彎曲等問題在鋼化U型玻璃中并不常見。
鋼化U型玻璃常見問題

 
第一:U玻整體彎曲
U型玻璃整體彎曲分前后彎曲和左右彎兩種。前后彎曲又分中部突出和中部凹陷兩種。
U型玻璃彎曲分類

前后彎曲。如下圖,兩片U玻模擬了長度為3000mm發生5/1000前后彎曲的效果。一片為中部凸起,另一片為中部凹陷。


兩種“前后彎曲”的U玻組合安裝模擬圖如下
U型玻璃質量問題,U型玻璃幕墻,u玻質量
 
  
下圖是“前后彎曲”超標的工程案例。這樣的幕墻不僅外觀不良,甚至連最基本的密封性都無法保證,容易產生滲水。滲水后,U玻的內側噴砂面會產生水漬,進一步影響安裝效果。
U型玻璃幕墻變形,U型玻璃質量問題
 
側向彎曲。下圖模擬了長度為3000mm發生5/1000側向彎曲的U型玻璃雙片對扣排列后的效果。根據完全方向和排列方式不同,分別會在玻璃中部或者兩端出現較大間隙。
U型玻璃側彎示意圖

下圖是實際項目中“側向彎曲”嚴重的鋼化U型玻璃。
U型玻璃變形,U型玻璃質量問題,U型玻璃彎曲

此種缺陷的玻璃安裝以后,U玻幕墻間隙會不均勻,同樣會影響外觀和幕墻密封性。
U型玻璃幕墻,U型玻璃側彎,質量問題
 
什么原因導致U玻彎曲?基于鋼化玻璃的原理,為了使退火玻璃產生表面和內部的應力,必須要把玻璃加熱到605-630度,再急速冷卻到120-150度。由于溫度和時間控制不好,U玻應力分布不均勻,最終導致玻璃彎曲。普通的浮法幕墻玻璃,由于是平面結構,而且鋼化工藝成熟,所以彎曲度控制都會較好。但是U玻是三維結構,應力分部較為復雜,加之玻璃長度長達5-7米,所以彎曲問題特別容易凸顯。

鋼化玻璃彎曲變形 

考察一個廠家的U玻鋼化工藝水平的最有效方法是:采購之前參觀廠家的過往“全鋼化”項目,尤其是安裝長度在5米以上的大型U玻項目。長度5米以上的項目,可以最清楚的反映U玻彎曲的問題。之所以強調“全鋼化”,后面會提到。
 
第二:U玻法蘭變形
U玻法蘭變形,是指U玻的兩側法蘭(兩邊翼緣)外掰或者內扣。模擬圖如下,從上到下分別是正常U玻(=90度)、法蘭外掰U玻(>90度)、法蘭內扣U玻(<90度)、一側外掰一側內扣(>90度,<90度)U玻。
U玻法蘭變形

法蘭變形問題是退火U玻和鋼化U玻常見的質量問題。退火U玻法蘭變形是玻璃成型時造成的,鋼化U玻的法蘭變形是鋼化工藝造成的。鋼化是,U玻達到600度軟化點后,急速冷卻到120-150度時,如果風壓控制不當,急冷風會使法蘭變形。U玻的法蘭變形量有明確的標準要求,歐洲標準EN572-7要求法蘭垂直度z不超過±1mm。我國由于歷史原因,引入U型玻璃標準時工藝落后,所以行業標準JC/T 867還停留在±2mm。法蘭垂直度是U型玻璃特有的質量要求,對于安裝質量它起到了至關重要的作用。
U型玻璃標準,u型玻璃垂直度
 
下面效果圖分別模擬上面4種U玻對扣安裝以后的情況。
 U型玻璃幕墻質量,U型玻法蘭變形

可以看出法蘭垂直時,玻璃間隙可以控制在標準的3mm,此時如果正面觀察玻璃幕墻安裝效果,線條均勻纖細。當法蘭發生變形時,玻璃安裝間隙不得不增大,U玻幕墻會出現明顯的膠縫,影響美觀度。
U型玻變形,質量問題

 
下面是某項目現場圖片,由于U玻法蘭變形,導致了安裝以后玻璃間隙過大(5mm)。在玻璃打膠以后,將會進一步影響幕墻外觀。

 
第三:U玻自爆
U型玻璃自爆與普通浮法玻璃自爆的原理相似。U型玻璃自爆分為內外因,內因是:玻璃存在缺陷(例如結石、砂粒、夾雜物、硫化鎳等);外因是:安裝以后,尺寸超標的U玻長期處于外力(如鋁框、緊固件、鄰近U玻)作用。
  
下圖是某項目的U型玻璃自爆,需要登高作業才能進行更換。(該項目還同時存有U玻彎曲、幕墻滲水、U玻變色問題)


 
“選擇優質原片”似乎成了解決鋼化玻璃自爆問題的唯一方法。若是浮法玻璃可以直接采購優質品牌,如耀皮、南玻、臺玻等。而采購優質的U型玻璃的原片,則需要技術專員到工廠考察:玻璃原材料采購把控、來料分析化驗、生產流程潔凈度、自動化程度、玻璃窯爐運行穩定性、污染物控制流程等。這是由于玻璃引入缺陷環節很多,只有嚴格管理的工廠才能全面減少玻璃自爆幾率。
 工廠審核

針對U玻受外力問題,一定要選用尺寸公差和彎曲度符合標準的U型玻璃,才能最大程度避免安U玻裝以后長期處于擠壓、拉伸的情況。
U玻安裝規范
 
第四:玻璃強度不足
如果鋼化U玻生產過程中,加熱不足600度,或者降低鋼化玻璃的冷卻風壓,可以很好解決U玻整體彎曲、法蘭變形、自爆問題。簡而言之,只要玻璃不鋼化,或者對玻璃進行半鋼化,前面提到的三種問題都很容易解決。當然,鋼化玻璃也就失去了應有的強度及安全性能。
鋼化玻璃與退火玻璃
 
下圖是鋼化強度不足的U玻。破碎以后顆粒偏大,會增加人員受到傷害的風險。
鋼化U型玻璃質量問題
 
在不損傷的玻璃的前提下,如果沒有專門的儀器設備,很難區分出非鋼化、半鋼化和全鋼化的U型玻璃。鑒別U玻是否鋼化最簡單直接的方法是:采購時多訂購1~2片,到貨以后隨機抽檢,并對玻璃進行破壞性試驗。如果U玻破碎以后呈現小顆粒(50mm*50mm的區域內碎片數量在40以上),則為全鋼化玻璃。


 
CCC標志
3C標志并不是質量標志,它只是一種最基礎的安全認證,不能認為有3C標志就質量就一定合格,但是3C標志可以作為鋼化玻璃的一種參考依據。選購鋼化U型玻璃時可查看是否有CCC標志,并根據企業信息、工廠編號或產品認證證書編號等,通過網絡查看該產品的生產企業是否通過了強制性產品認證,產品的型號規格是否在該企業已通過強制認證的能力范圍之內,認證證書狀態是否在有效期內。
鋼化U型玻璃CCC,3C標志,鋼化U玻


總結
U型玻璃與傳統浮法玻璃既有相同之處,也有各自特點。在選用時,應了解優質鋼化U型玻璃的要素,并針對性的制定標準、考察項目、審核工廠,才能甄別出U玻的優劣,全面確保U玻幕墻項目的質量。

鋼化U型玻璃問題匯總