技术专题

10分钟带你全面了解钢化U型玻璃

2019-03-29


U型玻璃,简称U玻,是一种近年来非常流行的新型建筑材料。虽然钢化U型玻璃与钢化浮法玻璃原理相似,但是由于U玻自身的结构特点,在具体工程项目中U玻会有不同侧重点,本篇带你全面了解。
 
什么是钢化玻璃?
钢化玻璃是一种安全玻璃,它是指对普通退火玻璃进行淬火热处理后,使玻璃表面产生压应力、玻璃内部产生张应力的一种强化玻璃。同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的5倍以上。当钢化玻璃受外力破坏时,碎片会成类似蜂窝状的钝角碎小颗粒,不易对人体造成严重的伤害。

钢化U型玻璃应力分布


什么是钢化U型玻璃?
钢化U型玻璃的生产方法是:使用退火U型玻璃作为原片,根据传统浮法钢化玻璃“加热+急冷”的工艺,对玻璃进行热强化。与浮法玻璃一样,钢化U型玻璃可以承受更大的风载,破碎以后不易对人体造成严重的伤害。
U型玻璃钢化工艺


钢化U型玻璃的品质
只有以成分洁净、生产稳定、尺寸精准的U玻原片作为原材料,并且在钢化以后具备良好的强度、安全性和垂直度的U玻,才能称为优质钢化U玻。
钢化U型玻璃质量

以优质的钢化U玻作为基础,辅以规范的安装,便可呈现理想的U型玻璃幕墙。
澳门威斯尼人平台登陆“西安华润置地悦府”7米长钢化U型玻璃幕墙细节
▲澳门威斯尼人平台登陆“西安华润置地悦府”7米长钢化U型玻璃幕墙细节

理想的U玻幕墙首先应当备最基本的密封性、强度和安全性,再者是外观平整、排列整齐、晶莹透亮,最后还要保证经久耐用、无自爆、阳光暴晒后不变色
U型玻璃幕墙质量


钢化U型玻璃的质量决定了U玻幕墙最终呈现的效果。

(常州“观棠”U型玻璃幕墙,温润洁白,线条清晰)
 
钢化U型玻常见问题
如果上面的要素把握不好,就会带来相应的钢化U型玻问题。钢化U玻各种问题中,四大常见问题是:整体弯曲、法兰变形、钢化强度不足、玻璃自爆。相比之下,钢化浮法玻璃的其他问题,如爆边爆角、局部弯曲等问题在钢化U型玻璃中并不常见。
钢化U型玻璃常见问题

 
第一:U玻整体弯曲
U型玻璃整体弯曲分前后弯曲和左右弯两种。前后弯曲又分中部突出和中部凹陷两种。
U型玻璃弯曲分类

前后弯曲。如下图,两片U玻模拟了长度为3000mm发生5/1000前后弯曲的效果。一片为中部凸起,另一片为中部凹陷。


两种“前后弯曲”的U玻组合安装模拟图如下
U型玻璃质量问题,U型玻璃幕墙,u玻质量
 
  
下图是“前后弯曲”超标的工程案例。这样的幕墙不仅外观不良,甚至连最基本的密封性都无法保证,容易产生渗水。渗水后,U玻的内侧喷砂面会产生水渍,进一步影响安装效果。
U型玻璃幕墙变形,U型玻璃质量问题
 
侧向弯曲。下图模拟了长度为3000mm发生5/1000侧向弯曲的U型玻璃双片对扣排列后的效果。根据完全方向和排列方式不同,分别会在玻璃中部或者两端出现较大间隙。
U型玻璃侧弯示意图

下图是实际项目中“侧向弯曲”严重的钢化U型玻璃。
U型玻璃变形,U型玻璃质量问题,U型玻璃弯曲

此种缺陷的玻璃安装以后,U玻幕墙间隙会不均匀,同样会影响外观和幕墙密封性。
U型玻璃幕墙,U型玻璃侧弯,质量问题
 
什么原因导致U玻弯曲?基于钢化玻璃的原理,为了使退火玻璃产生表面和内部的应力,必须要把玻璃加热到605-630度,再急速冷却到120-150度。由于温度和时间控制不好,U玻应力分布不均匀,最终导致玻璃弯曲。普通的浮法幕墙玻璃,由于是平面结构,而且钢化工艺成熟,所以弯曲度控制都会较好。但是U玻是三维结构,应力分部较为复杂,加之玻璃长度长达5-7米,所以弯曲问题特别容易凸显。

钢化玻璃弯曲变形 

考察一个厂家的U玻钢化工艺水平的最有效方法是:采购之前参观厂家的过往“全钢化”项目,尤其是安装长度在5米以上的大型U玻项目。长度5米以上的项目,可以最清楚的反映U玻弯曲的问题。之所以强调“全钢化”,后面会提到。
 
第二:U玻法兰变形
U玻法兰变形,是指U玻的两侧法兰(两边翼缘)外掰或者内扣。模拟图如下,从上到下分别是正常U玻(=90度)、法兰外掰U玻(>90度)、法兰内扣U玻(<90度)、一侧外掰一侧内扣(>90度,<90度)U玻。
U玻法兰变形

法兰变形问题是退火U玻和钢化U玻常见的质量问题。退火U玻法兰变形是玻璃成型时造成的,钢化U玻的法兰变形是钢化工艺造成的。钢化是,U玻达到600度软化点后,急速冷却到120-150度时,如果风压控制不当,急冷风会使法兰变形。U玻的法兰变形量有明确的标准要求,欧洲标准EN572-7要求法兰垂直度z不超过±1mm。我国由于历史原因,引入U型玻璃标准时工艺落后,所以行业标准JC/T 867还停留在±2mm。法兰垂直度是U型玻璃特有的质量要求,对于安装质量它起到了至关重要的作用。
U型玻璃标准,u型玻璃垂直度
 
下面效果图分别模拟上面4种U玻对扣安装以后的情况。
 U型玻璃幕墙质量,U型玻法兰变形

可以看出法兰垂直时,玻璃间隙可以控制在标准的3mm,此时如果正面观察玻璃幕墙安装效果,线条均匀纤细。当法兰发生变形时,玻璃安装间隙不得不增大,U玻幕墙会出现明显的胶缝,影响美观度。
U型玻变形,质量问题

 
下面是某项目现场图片,由于U玻法兰变形,导致了安装以后玻璃间隙过大(5mm)。在玻璃打胶以后,将会进一步影响幕墙外观。

 
第三:U玻自爆
U型玻璃自爆与普通浮法玻璃自爆的原理相似。U型玻璃自爆分为内外因,内因是:玻璃存在缺陷(例如结石、砂粒、夹杂物、硫化镍等);外因是:安装以后,尺寸超标的U玻长期处于外力(如铝框、紧固件、邻近U玻)作用。
  
下图是某项目的U型玻璃自爆,需要登高作业才能进行更换。(该项目还同时存有U玻弯曲、幕墙渗水、U玻变色问题)


 
“选择优质原片”似乎成了解决钢化玻璃自爆问题的唯一方法。若是浮法玻璃可以直接采购优质品牌,如耀皮、南玻、台玻等。而采购优质的U型玻璃的原片,则需要技术专员到工厂考察:玻璃原材料采购把控、来料分析化验、生产流程洁净度、自动化程度、玻璃窑炉运行稳定性、污染物控制流程等。这是由于玻璃引入缺陷环节很多,只有严格管理的工厂才能全面减少玻璃自爆几率。
 工厂审核

针对U玻受外力问题,一定要选用尺寸公差和弯曲度符合标准的U型玻璃,才能最大程度避免安U玻装以后长期处于挤压、拉伸的情况。
U玻安装规范
 
第四:玻璃强度不足
如果钢化U玻生产过程中,加热不足600度,或者降低钢化玻璃的冷却风压,可以很好解决U玻整体弯曲、法兰变形、自爆问题。简而言之,只要玻璃不钢化,或者对玻璃进行半钢化,前面提到的三种问题都很容易解决。当然,钢化玻璃也就失去了应有的强度及安全性能。
钢化玻璃与退火玻璃
 
下图是钢化强度不足的U玻。破碎以后颗粒偏大,会增加人员受到伤害的风险。
钢化U型玻璃质量问题
 
在不损伤的玻璃的前提下,如果没有专门的仪器设备,很难区分出非钢化、半钢化和全钢化的U型玻璃。鉴别U玻是否钢化最简单直接的方法是:采购时多订购1~2片,到货以后随机抽检,并对玻璃进行破坏性试验。如果U玻破碎以后呈现小颗粒(50mm*50mm的区域内碎片数量在40以上),则为全钢化玻璃。


 
CCC标志
3C标志并不是质量标志,它只是一种最基础的安全认证,不能认为有3C标志就质量就一定合格,但是3C标志可以作为钢化玻璃的一种参考依据。选购钢化U型玻璃时可查看是否有CCC标志,并根据企业信息、工厂编号或产品认证证书编号等,通过网络查看该产品的生产企业是否通过了强制性产品认证,产品的型号规格是否在该企业已通过强制认证的能力范围之内,认证证书状态是否在有效期内。
钢化U型玻璃CCC,3C标志,钢化U玻


总结
U型玻璃与传统浮法玻璃既有相同之处,也有各自特点。在选用时,应了解优质钢化U型玻璃的要素,并针对性的制定标准、考察项目、审核工厂,才能甄别出U玻的优劣,全面确保U玻幕墙项目的质量。

钢化U型玻璃问题汇总