建筑玻璃及其深加工

6.2.1 组成的选择
作为建筑用微晶玻璃装饰要求具有强度大、硬度高、耐酸碱侵蚀、吸水率低及热膨 胀系数小等性能。 微晶玻璃的综合性能主动决定于析出晶相和种类、微晶体的尺寸与数量、残余玻璃 相的性质与数量。第一项由所选组成决定，后四项主要由热处理制度所决定。微晶玻璃 的原始组成不同，其晶相的种类也不同。常见的晶相有 -硅灰石、 -石英、氟金云母、 霞石、二硅酸里、铁酸钡、钙黄长石、青石等。各种晶相赋予微晶玻璃不同的性能 符合建筑微晶玻璃性能要求的是 -硅灰石晶相。为此常选用CaO-Al2O3-SiO2系统 为该类微晶玻璃的玻璃系统，常见成分见表6-2。
使用30t摩擦压力机成型，压力为25MP，配合料的总水分控制在7%--10% 范围内。 3.着色剂的添加量
4.制品的烧成 制品的烧成温度为700--800，烧成时间为0.5h--4h.
6.2 建筑用微晶玻璃
把加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的 玻璃I在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的 玻璃相形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材 料，称之为微晶玻璃。
6.5 其他品种玻璃
6.5.1 中空玻璃
中空玻璃是一种节约能源的玻璃制品，它主要用于采暖和空调的 建筑中，特别适用于寒冷地区的建筑物使用，也可用于建筑物内部湿 度很高而又必须防止凝结水的建筑物中。 中空玻璃就是在两片玻璃之间周边镶有垫条，从而构成了一个充 满干燥空气的整体。目前制造方法有三种：胶接法、焊接法、熔接法。 中空玻璃导热和隔热性能见表6-5。
图中t1为核化温度，在 此温度下持续恒温以促 使晶核生成，t3为晶化 温度，在此温度下持续 促使晶体成长。t2是等 温式温度制度下核化与 晶化合一的热处理恒温 温度，其值取在t1与t5 之间。
若采用烧结法制造微晶 玻璃，可以不加入晶核剂， 而是利用颗粒表面德尔界面 能的特点，咋子其界面诱发 -硅灰石晶体，并由表及里 地形成针状晶体，如图6-3 所示。 采用压延法制造微晶玻 璃通常都加入晶核剂。
玻 璃
第六章 建筑玻璃及其深加工
6.1玻璃马赛克 6.2建筑用微晶玻璃 6.3钢化玻璃 6.4夹层玻璃 6.5其他品种玻璃 6.6几类特种玻璃简介
建筑玻璃按其用途可分为两大类。第一类是透视采光 用的窗用平板玻璃；第二类是作为墙体装饰用的建筑玻璃 饰面材料。 对建筑玻璃实行深加工、是当前平板玻璃厂在生产上 的第二条主线。一次产品精深加工后，不但增添了新的性 能扩大了用途，而且它的增值远远超过了一次产品，目前， 深加工的产品主要有：钢化玻璃、夹层玻璃、镀膜玻璃等。
6.6.2 微晶玻璃 微晶玻璃利用加入晶核 剂或紫外辐照等方法使玻璃 内形成晶核，再经热处理使 晶核长大，成为一种受控结 晶过程，形成玻璃与某些晶 体共存的材料，能制成零膨 胀，高强度及特定的电性质 和机械性质的微晶玻璃，在 航天、导弹、光学、电子学、 热学等方面有着广泛的用途。
6.6.3 Sol - gel 及ORMOSIL（溶胶-凝胶及有机-无 机材料）
乳浊原料 主要有石英砂、氟化物、氧化物、磷化物，其中石英砂的常 用量为成分外加10%---20%，且只适用于有色玻璃马赛克。采用氟化物时， 为了达到饱和乳浊度须引入4%--5%的F。采用三氧化铝时一般加入量为玻璃 液量的5%--6%。 在玻璃配料中加入一定量的着色剂就可熔制出适用于生产彩色玻璃马赛克 的玻璃液，表6-1给出了玻璃马赛克的参考组成。
（2）玻璃的热弯 凡弯钢化玻璃都 必须在刚化前进行热 弯，通常有模压式、 槽压式和挠性弯曲成 型三类。 模压式热弯是按 曲面玻璃所需形状， 做成阳模或阴模，在 其外表面用玻璃布包 裹，把热塑玻璃对压 而成。 槽压式热弯成型 是热塑玻璃在加热炉 内靠自重作用向下弯 曲而落在模具上，如 图6-5所示。
夹层玻璃
6.4.1 一般夹层玻璃的生产工艺流程 一般夹层玻璃的生 产工艺流程为 1.原片及中间膜片的 清洗与干燥 2.洒粉 3.热弯 4.预热与预压 5.热压胶合
6.4.2 抗贯穿性夹层玻璃
该玻璃主要用于汽车风挡，它是采用两片3mm玻璃和一片 0.76mm的高抗贯穿能力的胶片胶粘而成。
6.4.3 加天线的弯夹层玻璃
（2）钢化温度的确定 应用经验公式确定
（3）炉子温度的确定 常用下式确定
（4）电炉的宽度 （5）风冷时间
6.3.2玻璃的化学钢化
按压应力产生的原理可以分为以下几种类型。 1.低温型处理工艺 2.高温型处理工艺 3.电辅助处理
6.4 夹层玻璃
• 夹层玻璃是由 两片或两片以上的 玻璃用合成树脂胶 片粘结在一起而制 成的一种安全玻璃。
6.1.2烧结法
烧结法玻璃马赛克生产工艺流程如下
1.玻璃粉制备 把碎玻璃按颜色分类，用水进行冲洗后，送入球磨机粉碎，为提高粉碎效 率与防尘，应往球磨机内加入30%--50%的水，球磨中球与玻璃的质量比为1 时，研磨12小时出料，其细度为60目以下，经沉淀、干燥即成玻璃粉。 2.配料与成型 所用粘合剂硅酸钠的水溶液，防泡剂是氧化锌和缩合剂是磷酸盐，填充剂主要是 高岭土，其配方如下
3.成型
微晶玻璃成型课采用吹制、压制、拉制、压延、离心浇注、烧结、 浮法等各种成型方法，但生产板状微晶玻璃目前以压延法和烧结法为主。 采用压延法时，其生产工艺与压延玻璃相同。玻璃经流槽直接进入 两对压延辊压延成光面玻璃板。 烧结法是是玻璃液以细流状进入水槽中淬冷而成颗粒玻璃。颗粒玻 璃经干燥、分级，以一定级配装模，进热处理烧结与核化晶化而成板状 微晶玻璃。 压延法的主要优点是玻璃板的表面与内部均无气泡，但成品率低。 烧结法的主要优点是成品率高，但玻璃板表面与内部气泡较多，尤其是 表面气孔严重影响产品质量。 4.晶化热处理 玻璃经晶化热处理后，才能形成微晶玻璃。热处理制度对主晶相种 类、大小、数量、制品的炸裂、弯板、气泡的量与大小、产量、燃料耗 量、成本等均有重要的影响。 在生产上热处理有两种制度，急阶梯式和等温式制度，如图6-2所示。
为加速晶核形成，一般都加入晶 核剂，当氧化钙含量较高时也可不 加晶核剂。常用的晶核剂有硅氟酸 钠、氟化钙、硫化锌、硫化镁、铁 矿石等。 所用着色剂与制造一般颜色玻璃 相同。 2.玻璃熔制 红色与黄色微晶玻璃引使用硒粉 着色，其挥发量可达90%，所以常 用密封性好的坩埚炉熔化。其他彩 色的微晶玻璃都使用池窑熔化。建 筑微晶玻璃的熔化温度为 1450~1500 C，对玻璃液的质量要 求与一般玻璃制品相同。
（3）风栅 风栅是热钢化法 的急冷设备，它可以 分为箱式风栅和气垫 式风栅两类。箱式风 栅又分为手风琴式风 栅、固定式风栅和旋 转式风栅。 手风琴式风栅结构如图 6-6所示。
固定式风栅的结构如图6-7所示。
气垫式风栅的结构如图6-8所示。
3.热钢化工艺制度的确定 （1）炉壁温度的确定 玻璃对不同波长的射线具有不同的吸收能力，为此选择适宜的热源温度是 必要的。表6-4列出了其间关系。
此种玻璃用于汽车前风挡玻璃。它是在中间膜中焊入0.10-1.10mm的铜线，再把此中间膜夹在玻璃板中间经热压而成。
6.4.4 电热线夹层玻璃
把夹层玻璃中的电热线通电加热后，使玻璃保持保持一定温度， 从而防止玻璃表面在冬季结露、结雾等，多用于车船前风挡玻璃。
6.4.5 导电膜夹层玻璃
这种玻璃是在表面上喷涂四氯化锡溶液形成氯化锡导电膜而成为 导电玻璃，而后按夹层玻璃生产方法制得导电膜夹层玻璃。
平板玻璃
6.1 玻璃马赛克
玻璃马赛克是建筑材料中用量 较大的内外墙饰面材料。它是继陶 瓷马赛克之后发展起来的一种玻璃 墙体装饰材料，它色彩鲜艳、化学 稳定性好、力学强度高、价格便宜 且施工方便，而且对阳光的漫反射 使色泽更加优雅，因而获得了广泛 的应用。 玻璃马赛克的生产方法有熔融 法和烧结法两类。目前普遍使用的 是熔融法。
中空玻璃
6.5.2 镀膜玻璃
玻璃镀膜可分为四种类型：从溶液中沉积薄膜、从化学蒸汽中沉积 薄膜、从物理蒸汽中沉积薄膜、电化学沉积薄膜。 生产镀膜玻璃的方法有： 1.气溶胶法 2.溶胶凝胶法 3.蒸发镀膜 4.阴极溅射法镀膜 5.离子镀法镀膜 6.电浮法镀膜
6.6 几类特种玻璃简介
在特种玻璃领域中，目前比较典型的，发展比较迅速的主要有光 电子功能玻璃、微晶玻璃、溶胶-凝胶玻璃、有机-无机玻璃、生物玻 璃。 6.6.1 光电子功能玻璃 光电子学是一门新兴科学，包括通信、存储、光计算机、激光等 高科技。所使用的玻璃有通信光纤、传感光纤、电光、磁光、声光、 激光玻璃、光盘及液晶显示，大规模集成电路板以及非线性光学玻璃、 光导线路，二维矩阵透镜发展出来的灵巧玻璃。
6.3钢化玻璃
玻璃是一种脆性 材料，由于其抗张 强度低，而是其应 用受到一定的制约。 为了提高玻璃的强 度，最有效的办法 是将玻璃钢化。 玻璃的钢化方法 通常有热钢化与化 学钢化两种。
平板钢化玻璃
6.3.1 玻璃的热钢化
1.钢化玻璃生产工艺流程 以下流程是生产平面钢化和曲面钢化玻璃的典型流程。
2.玻璃钢化设备 （1）钢化加热炉 钢化加热炉暗器单项功能有 电加热和燃气加热、吊挂式与卧 式、间歇式与连续式、接触式与 气垫式等。根据制品的种类、质 量要求、能源、投资量等而有多 种组合形式。 图6-4为挂式间歇电加热炉， 她是目前生产一般平钢化玻璃的 最常用设备。根据制品的的大小， 其加热段分为一段、二段、三段 或四段。
与传统玻璃制备方法不同，这两类玻璃都利用硅、钛、锆及其它 金属醇盐通过水解形成凝胶，加热除去OH根和有机溶液，使凝胶在较 低温度下烧结成透明玻璃体。
6.6.4 生物玻璃
生物玻璃是利用玻璃或玻璃陶瓷制成的人工骨、人工牙齿等，利用 这类含磷酸钙羟基磷灰石的材料，也可以生物胶凝材料及涂层，使植 入物与生物体牢固结合。
6.1.1 熔融法
最常用的生产玻璃马赛克的方法是池窑熔融连续压延法，其特点 是产量高、质量好、成本低，尤其是色泽稳定、色差小。 1.工艺流程 熔融法生产玻璃马赛克的工艺流程 原料→配料→池窑溶化→连续压延→退火→折断→挑选→拼装→粘贴 纸皮→成品→入库。 2.原料及配方 玻璃马赛克所用原料可分为以下四类。 主要原料 包括硅砂、石灰石、白云石、纯碱、硝酸钠、长石、三氧化砷 等。 着色原料 主要有重铬酸钾（黄绿色）、氧化钴（兰色）、氧化铜（湖兰 色）、氧化锰（紫色）、硫化镉和碘粉（红色、橙色、黄色）、氧化 镍（灰色）等，有时为了得到系类色彩，常采用组合着色剂。
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3.压延系统 压延机是生产玻璃马赛克的 成型设备。当前采用的压延机 主要是对辊式，如图6-1所示。 熔制好的玻璃液经出料孔流 入压机的第一对辊，把玻璃液 压成规定厚度与宽度的玻璃带， 进入第二对辊时，由辊上的辊 切刀切成20mmm×20mm或 25mm×25mm的正方形玻璃马 赛克片，然后经过渡板进入网 带传送机送入空间密闭的隧道 式退火窑。最后经过折断、拼 接、粘贴即成为成品玻璃马赛 克。
Байду номын сангаас
6.2.2 建筑微晶玻璃的性能
建筑微晶玻璃饰面板材与大理石、花岗岩的性能列于表6-3.
由表6-3可以看出，含 -硅灰石晶相的微晶玻璃 在材料尺寸稳定性、 耐磨性、抗冻性、光泽度的持久性、强度等均优于天然石材的大理石 及花岗岩.
6.2.3 微晶玻璃的生产工艺
建筑微晶玻璃的生产方法有两种，即压延法和烧结法，其工艺流程为 1.原料 生产微晶玻璃时，一般都使用矿物原料和化工原料。矿物原料主 要有硅砂、石灰石、白云石、长石、重晶石等；化工原料主要有锌白、 纯碱、钾碱、锑粉、硼酸以及各种着色剂。 矿渣微晶玻璃原料以矿渣为主，如铁渣、矾矿渣等，它们的用量 可达40%~50%，另加硅砂、粘土、化工原料。所得颜色以黑色为主， 若加锌可得灰白色微晶玻璃。