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离子性中间膜夹层玻璃

来源:中国建筑科学研究院 作者:赵西安 日期:2011-9-29   页面功能 【字体: 】【打印】【关闭】【评论
  目前,玻璃幕墙夹层玻璃广泛采用的中间膜是聚乙烯醇缩丁醛,简称 PVB 。PVB使用已经有多年历史,也为幕墙行业普遍熟悉。但是,这种夹胶膜最初是为汽车玻璃而开发的,所以它的性能主要是为了满足汽车玻璃
  一、常规的PVB 夹层玻璃
  目前,玻璃幕墙夹层玻璃广泛采用的中间膜是聚乙烯醇缩丁醛,简称 PVB 。PVB使用已经有多年历史,也为幕墙行业普遍熟悉。但是,这种夹胶膜最初是为汽车玻璃而开发的,所以它的性能主要是为了满足汽车玻璃的以下要求:
  1.能可靠地粘结玻璃,减少碎玻璃的飞散,最大限度保护驾驶员和乘客的安全。
  2.能防止石块和其他小物件击穿玻璃进入车内。
  3.有一定的柔软性,防止驾驶员头部激烈撞击挡风玻璃,并防止车内人员飞出车外。
  4.满足汽车的使用功能,符合光学、降噪、阻隔紫外线等要求。
  由于PVB夹胶膜主要不是针对建筑幕墙开发的,所以它富于弹性,比较柔软,剪切模量小,两块玻璃间受力后会有显著的相对滑移,承载力较小,弯曲变形较大。PVB夹层玻璃可以用于一般玻璃幕墙,不适宜用于有高性能要求的玻璃幕墙。
   同时,PVB夹层玻璃的外露边容易受潮开胶,PVB胶膜夹层玻璃使用时间长以后容易发黄变色,这些都是应该加以注意的。
  理想的建筑幕墙用夹层玻璃中间膜应能满足以下要求:
  1.对玻璃有较高的粘结能力,有较强的抗撕裂强度,能防止玻璃破碎时飞散。
  2.有较强的防护能力,可以防止自然力和人力的破坏。对强风、地震、暴力、盗窃等有足够的抵抗力
  3.能承受室内人员的突然撞击,防止玻璃飞散或整体脱出,避免室内人员飞出坠落。
  4.有足够的剩余承载力,玻璃破碎后再发生弯曲变形时不会整块脱落。
  5.中间膜有大的剪切模量,使两块玻璃尽可能整截面受弯工作,从而提高玻璃的承载力和弯曲刚度,减小玻璃的厚度,减轻玻璃的自重。
  6.无色透明,能耐受紫外线、水汽和外界气候变化影响,长时期使用不泛黄变色。
  目前采用的PVB夹胶膜还不能完全满足上述要求。有必要开发更高性能的幕墙夹层玻璃专用中间膜,以适应超高层建筑幕墙、大跨度采光顶、超大尺寸夹层玻璃、全玻璃结构等对夹层玻璃的高标准要求。
  二、离子性中间膜的特性
  现在,能满足建筑幕墙夹层玻璃上述性能要求的夹胶膜 — 离子性中间膜已经由美国杜邦公司开发出来,并批量生产,商品名称为 SGP 。这种夹胶膜具有许多优良的性能。
  (一)具有高的强度和剪切模量,力学性能优异
  SGP 的剪切模量是 PVB 的50倍以上,撕裂强度比 PVB 高 5 倍。SGP 夹胶后,玻璃受力时两片玻璃之间的胶层基本上不会产生滑动,两片玻璃如同一片等厚度的单片玻璃整体工作。这样一来,承载力就是等厚度的 PVB 夹层玻璃承载力的2倍;同时,在相等荷载、相等厚度的情况下,SGP夹层玻璃的弯曲挠度只有 PVB 夹层玻璃的 1 / 4(图1)。

  由于承载力提高,挠度减小,玻璃厚度会相应减小。有可能减少玻璃的用量约40% ,相应也减轻了幕墙的自重。不仅有利于主体结构设计,而且节材就是节能,因为生产每一标准箱浮法玻璃要消耗标准煤16Kg,耗电7.5 度。如果加上钢化、均质化处理等,耗能就更多了。
  (二)具有良好的边部稳定性,可外露使用而无须封边
  边部稳定性指夹层玻璃边部外露于大气条件下的耐久性。PVB夹胶不耐潮湿,水汽作用下容易开胶、分离,要求外露边缘进行封边处理。而SGP胶膜有良好的边部稳定性,对水分不敏感,在外露条件下使用也不会开胶、分离,可以开边使用,不必封边(图2)。所以SGP夹层玻璃可以很方便地用于拦板、雨棚、外挑装饰玻璃翅、玻璃遮阳板等外露边缘的构件而无须采取专门的封边措施(图3)。

  (三)玻璃破损后留有充分的剩余承载力,不会整块坠落
  普通PVB夹层玻璃,尤其是钢化夹层玻璃,玻璃一旦破碎就会产生很大的弯曲变形,有整块脱落的危险(图4)。当玻璃水平安装在采光顶上时风险更大,北京香山植物园就曾发生过玻璃整块落下的意外事故。
  SGP 间膜夹层玻璃整体性好,SGP夹胶膜的撕裂强度是PVB夹胶膜的5倍,即使玻璃万一破碎,SGP膜还可以粘结碎玻璃形成破坏后的一个临时结构,其弯曲变形小,还可以承受一定量的荷载而不会整片下坠。这就大大提高了玻璃的安全性(图5、图6)。

  (四)无色透明,不易变色,通透性极佳
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