第七章 建筑装饰玻璃.ppt

1、建筑装饰材料，第七章，建筑装饰玻璃，建筑装饰玻璃，玻璃是现代建筑中最重要的室内外装饰材料之一。随着现代装饰技术的发展和人们对建筑功能和美观要求的不断提高，玻璃制品正朝着多品种、多功能和环保的方向发展。随着现代建材工业技术的飞速发展，许多性能优异的新型玻璃诞生了，这为建筑设计和装饰设计选材提供了更广阔的空间。从历史发展的轨迹可以看出，玻璃的装饰性和功能性越来越紧密地联系在一起，如中空玻璃、镜面玻璃、热反射玻璃等品种，它们不仅可以调节室内的气候，节约能源，还能起到很好的装饰效果，给人一种美的感觉。这些玻璃品种因其独特的优良装饰和物理性能，在改善建筑使用功能和美化建筑环境方面发挥着越来越重要的作用。

2、建筑装饰玻璃7.1玻璃基础知识7.2平板玻璃7.3安全玻璃7.4节能玻璃7.5其他类型玻璃产品7.1玻璃基础知识7.1.1玻璃分类玻璃产品种类很多。作为一种工业产品，它随着材料科学的进步而迅速发展。玻璃有很多种分类方法。因为决定产品性能的主要因素是其化学成分，所以通常根据其化学成分进行分类。玻璃通常可以根据不同的化学成分分为以下几种类型：7.1玻璃的基本知识，(1)钠玻璃，即普通玻璃，又称钠钙玻璃，主要由硫酸钠和纯碱组成。尽管钠玻璃的紫外透过率低，力学性能、热性能、光学性能和化学稳定性差，但它的软化点低，易熔化，成本低，因此一直是应用最广泛的玻璃品种。钠玻璃由于杂质含量高，产品性能一般，没有特

3、殊的性能和功能，一般用于制作普通建筑玻璃和日用玻璃制品。7.1玻璃的基本知识，(2)钾玻璃，也称为硬质玻璃，是通过用K2O代替钠玻璃中的部分Na2O，同时增加二氧化硅的含量而制成的。钾玻璃在机械性能等许多性能上优于钠玻璃。它坚硬而有光泽，广泛用于制造化学仪器和器具，以及高档玻璃制品。(3)铝镁玻璃铝镁玻璃也是在钠玻璃的基础上制造的。它是在降低钠玻璃中碱金属和碱土金属氧化物含量的基础上，加入氧化镁并用A1203代替部分二氧化硅制成的。它具有软化点低、结晶倾向弱、机械和化学稳定性高等特点。铝镁玻璃是一种具有优异光学性能的高档建筑装饰玻璃。7.1玻璃基础知识，(4)铅玻璃铅玻璃，也称为铅钾玻璃、重玻

4、璃或结晶玻璃，由氧化铅、K20和少量二氧化硅组成。铅玻璃的主要特点是质地柔软、易加工、光泽透明、化学稳定性高。铅玻璃的特点是对光有极好的折射和反射能力，所以它经常被用来制造光学仪器和装饰品。(5)硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃也称为耐热玻璃，因为它具有优异的耐热性。它由B205、Si02和少量MgO组成，由于其独特的组成，这是昂贵的。硼硅酸盐玻璃具有较强的机械性能、良好的光泽和透明性、优异的耐热性、绝缘性和化学稳定性，用于制造先进的化学仪器和绝缘材料。7.1玻璃基础知识(6)应时玻璃应时玻璃是以纯二氧化硅为原料制成的。它具有良好的机械性能、热性能、优异的光学性能和化学稳定性，并能透射紫外线，因此可用

5、于制造耐高温仪器和其他特殊设备。7.1玻璃基础知识7.1.2玻璃的成分和结构玻璃的化学成分非常复杂，主要由石英砂、纯碱、长石、石灰石等组成。作为主要原料，在1550左右熔化、成型并快速冷却。通过特殊的过程，人们其中，比较简单的方法是添加一些特殊的辅料，如助焊剂、脱色剂、澄清剂等。以改善玻璃性能。7.1玻璃的基本知识：玻璃的物理和机械性能是均匀和各向同性的，这是由于玻璃固化过程中粘度急剧增加，以及由于分子太晚而不能按照一定的晶格有序排列而形成非晶非晶体。玻璃是一种透明材料，因为它是一种均匀的各向同性材料，具有不确定的非晶结构。玻璃的透明度是其他材料无法比拟的。玻璃的化学成分非常复杂，主要包括约7

6、2的二氧化硅、约15的Na2O、约9的CaO以及少量的Al2O3、MgO等。这些氧化物在玻璃中起着非常重要的作用，对玻璃的各种基本性能有很大的影响。7.1玻璃基础知识，玻璃中常见氧化物见表7-1，主要辅助原料及其功能见表7-2。表7-1玻璃中的主要氧化物，7.1玻璃的基本知识，表7-2主要辅助原料及其功能，7.1玻璃的基本知识，7.1.3玻璃的基本性能，包括玻璃的热物理性能、化学性能和机械性能。(1)密度普通玻璃的密度为24502550kg/m3，孔隙率P0，因此可以认为是绝对致密的材料。玻璃的密度与其化学成分有关，不同种类玻璃的密度差异很大。温度对玻璃的密度也有很大的影响，密度会随着温度的变

7、化而变化。7.1玻璃基础知识(2)光学性能玻璃具有优异的光学性能，不仅能透光，还能反射和吸收光线。然而，如果玻璃的厚度太大或多层玻璃重叠，则很难透光。玻璃广泛应用于建筑物的照明和装饰，以及光学仪器和日常用具，越来越受到建筑师和室内设计师的重视。入射到玻璃上的光具有透射、反射和吸收的特性。光可以透过玻璃的特性叫做透射。光被玻璃阻挡并以一定角度返回的特性称为反射或折射。穿过玻璃后，一部分光会丢失，这就是所谓的吸收。在充分利用玻璃的这些特殊光学特性的基础上，开发了一些具有特殊功能的新型玻璃，如吸热玻璃、热反射玻璃和光致变色玻璃。7.1玻璃基础知识，反射率是玻璃的反射光能与入射光能之比，是评价热反射玻

8、璃的重要指标。反射系数取决于反射表面的光滑度和入射光的入射角。透过玻璃的光能与入射光能之比称为透射率。透光率是玻璃的一个重要性能，洁净普通玻璃的透光率可达8590。当光穿过玻璃时，它将被减弱。衰减是光反射和吸收的综合表现。玻璃的透光率随着厚度的增加而降低。玻璃的颜色也影响透光率，深色玻璃的透光率明显低于无色和浅色玻璃。因为玻璃中的杂质会使玻璃着色，杂质的存在会明显降低照明效果和玻璃的质量。7.1玻璃基础知识，玻璃吸收的光能与入射光能之比称为吸收率，吸收率是评价吸热玻璃的一个重要指标。玻璃的光吸收能力因化学成分和颜色而异。无色玻璃可以透射各种颜色的光，但吸收红外线和紫外线，而各种颜色的玻璃可以透

9、射相同颜色的光，并吸收其他颜色的光。(3)机械性能玻璃的化学成分、产品形态、表面形状和制造工艺在很大程度上决定了其机械性能。此外，如果玻璃产品含有不溶性杂质、结石、结节等缺陷或有细小裂纹，它们会引起应力集中，从而大大降低其机械强度。7.1玻璃的基本知识，1抗压强度玻璃的抗压强度较高，这与化学成分(600-600兆帕)有很大的不同。加载时间对抗压强度影响不大，但受高温影响较大。高硅含量的玻璃具有较高的抗压强度，而钙、钠、钾等氧化物的增加是降低抗压强度的重要因素之一。加载后玻璃表面会出现细小裂纹，裂纹随着加载次数的增加而逐渐明显加深。因此，长时间使用的玻璃应该用氢氟酸处理，以确保玻璃具有适当的高强

10、度。7.1玻璃基础知识2抗拉强度抗拉强度是决定玻璃质量的主要指标。玻璃的抗拉强度很小，一般为抗压强度的1/141/15，约为40120兆帕。因此，玻璃在冲击力下非常脆弱，这是一种非常典型的脆性材料。(4)玻璃的热性能1玻璃的导热性很差，常温下其导热性仅为铜的1400。玻璃的导热系数受颜色和化学成分的影响，并随着温度的升高而增加，特别是700以上。表7-3显示了不同类型玻璃的热导率。7.1玻璃基础知识、表7-3各种玻璃的导热系数、7.1玻璃基础知识、2热膨胀玻璃的热膨胀性能明显。热膨胀系数的大小取决于玻璃的化学成分和纯度。玻璃纯度越高，热膨胀系数越小。3热稳定性玻璃的热稳定性决定了其在温度快速变

11、化时抵抗损伤的能力。由于玻璃的导热性差，当部分玻璃受热时，热量不能迅速传递到其他部分，导致玻璃受热部分膨胀，并产生内应力，容易产生裂纹。玻璃的断裂主要是由拉应力引起的。玻璃受热时膨胀，冷却时收缩。当快速加热时，被加热的部分膨胀，这在表面上引起压缩应力，而当快速冷却时，它收缩并产生拉伸应力。因为玻璃的抗压强度远远高于其抗拉强度，玻璃对快速冷却的稳定性比对快速加热的稳定性差得多。7.1玻璃的基本知识，(5)玻璃的化学稳定性玻璃具有很高的化学稳定性，这是由玻璃成分的性质决定的。但是，如果玻璃成分中含有较多的易腐蚀物质，在长期腐蚀的条件下，化学稳定性会变差，从而导致玻璃的腐蚀。在正常情况下，玻璃对酸、

12、碱、化学试剂或气体有很强的抵抗力，并能抵抗除氢氟酸以外的各种酸的腐蚀。硅酸盐玻璃在水分的作用下会风化。随着风化的加深，风化形成的硅酸吸附在玻璃表面形成一层薄膜，可以阻止风化继续进行，从而增强玻璃的化学稳定性。铝酸盐和硼酸盐玻璃具有最好的化学稳定性。7.1玻璃基础知识6.1.4玻璃的表面处理玻璃是最常用的装饰材料之一。为了提高装饰效果，经常需要对玻璃表面进行处理以达到特定的装饰效果。如何提高玻璃的装饰性是玻璃深加工的重要课题之一。玻璃的表面处理主要分为三种主要形式：化学蚀刻、化学抛光和金属镀膜。7.1玻璃的基本知识，(1)玻璃的化学蚀刻化学蚀刻是用氢氟酸溶解玻璃表面的硅和氧，并根据残余盐的溶解度

13、获得有光泽或无光泽的表面层的过程。生产中使用的蚀刻剂有两种：蚀刻液和蚀刻膏。蚀刻溶液可以由氟化氢、NH4F和水组成。蚀刻膏由氟化铵、盐酸、水和淀粉或冰晶石粉末制成。保护漆或石蜡可以涂在不需要腐蚀的产品部件上。7.1玻璃基础知识，(2)化学抛光比机械抛光更有效，更省电。化学抛光的原理和化学蚀刻一样，是用氢氟酸破坏玻璃表面原有的氧化硅膜，形成新的氧化硅膜，从而提高玻璃的光滑度和透光率。化学抛光有两种方式：一种是简单的化学腐蚀，另一种是化学腐蚀和机械研磨的结合。前者主要用于玻璃器皿，而后者被称为化学研磨法，这是普遍使用的(3)表面金属涂层在玻璃表面涂覆一层薄金属膜，这是一种常见的玻璃表面处理方法，广

14、泛用于热反射玻璃、玻璃装饰器具和玻璃装饰。7.1玻璃基础知识，在玻璃表面镀金属膜的方法，包括化学法和真空沉积法。前者可分为还原法和水解法(也称液相沉积法)，而后者可分为真空蒸发镀膜法、阴极溅射法和真空电子枪蒸发法。(4)表面着色处理所谓的玻璃表面着色处理是在高温下用金属、熔融盐和含有色离子的盐的糊状物涂覆玻璃表面，使有色离子与玻璃中的离子交换并扩散到玻璃表面，从而使表面着色。7.2平板玻璃是玻璃深加工的基础材料，一般指普通平板玻璃，又称白玻璃、原玻璃或洁净玻璃，是玻璃中产量最大、用途最广的一种。平板玻璃具有一定的机械强度，但易碎，紫外线透过率低。普通平板玻璃属于钠玻璃，主要用于组装建筑门窗，具

15、有透光(透光率8595)、防风防雨、保温隔音的功能。在现代主义风格的装饰设计中，它经常被用作简单的装饰材料和视觉上透明的空间分隔材料。7.2平板玻璃中国是玻璃生产和使用大国，平板玻璃产量居世界第一。但是，玻璃在使用中的技术含量很低，产品深加工的比例也很低，导致产品附加值低，效益不显著。数据显示，中国80%的平板玻璃原板直接用作成品，而深加工产品仅占总量的1620%。在欧美，深加工产品显示6080。幸运的是，近年来，随着人们对建筑功能要求的逐步提高和绿色环保理念的深入渗透，许多新型节能环保玻璃产品已经进入千家万户，并逐渐成为主流。7.2平板玻璃，6.2.1平板玻璃的生产方法和工艺玻璃的生产主要包

16、括选材、混合、熔化、成型、退火等工序。玻璃生产根据制造方法的不同分为垂直拉丝法、水平拉丝法和浮法。浮法生产玻璃是最先进、最流行的生产技术。(1)垂直引锭法垂直引锭法是一种传统的生产方法。根据玻璃溶液的不同引出设备，可分为槽式引出法和无槽式引出法。7.2平板玻璃，1开槽引锭法开槽引锭法是在玻璃溶液表面安装一个槽砖，将玻璃溶液从熔炉中引出，通过槽砖垂直向上拉，通过拉制方法生产出连续的平板玻璃带，然后通过引入、冷却和硬化制成平板玻璃。无槽引锭法和无槽引锭法的区别在于“铅砖”取代了原来的槽砖。铅砖一般设置在玻璃溶液表面以下70-150毫米处，其功能是使冷却器能够将流过铅砖的玻璃液层集中冷却到板根(即原

17、玻璃板的起始线)，使其能够快速达到玻璃带的成型温度。无槽引线法的优点是工艺简单，质量大大提高(与无槽引线法相比)，但缺点是玻璃厚度难以控制。7.2平板玻璃，(2)水平拉伸法水平拉伸法是当平板玻璃被引至约1.5米时，通过转向轴将原始平板变成水平拉伸，最后退火和冷却而形成的玻璃平板。因此，水平拉伸法的最大优点是它可以切割大面积玻璃而不需要大型厂房。这种方法的缺点是玻璃厚度难以控制，产品质量一般。(3)浮法玻璃是1940年由英国B皮尔金顿和K凯尔斯塔夫在实验室首次探索的新技术，1959年获得成功研究和专利。这7.2平板玻璃、浮法玻璃是由海砂、硅砂、应时砂岩粉、纯碱、白云石等原料，在玻璃熔窑中于1500-1570熔化，然后将溶液引入板状锡槽中，再通过纯锡液面延伸到退火炉中，然后逐渐冷却、退火、切割而成。浮法玻璃的特点是表面光滑，厚度均匀，光学畸变最小，机械抛光玻璃的质量。同时