中空玻璃具有良好的隔熱性能
中空玻璃由兩塊(或兩塊以上)玻璃組成,中間用帶干燥劑的隔斷框隔開,周圍密封。中空玻璃因其良好的隔熱性能,近年來在我國新建建筑中得到了廣泛的應用。
在整個使用壽命周期中,中空玻璃應不斷受到外部環境腐蝕和外力的影響。使用一段時間后,部分中空玻璃會出現各種質量問題,主要有兩種:一是中空玻璃密封性能失效(氣體泄漏),導致中空玻璃露點,失去保溫功能;第二,中空玻璃爆裂,外部碎片整體脫落,容易造成嚴重的安全隱患。特別是,中空玻璃密封性能的失效會導致其承載力下降。在外力的作用下,外部碎片更容易整體脫落。因此,研究中空玻璃承載性能的基本理論,了解中空玻璃在外荷載作用下的強度特征和變形特征,合理設計中空玻璃的結構尺寸,提出一套中空玻璃密封性能失效的現場檢測方法,對于指導中空玻璃的工程應用,降低中空玻璃失效的概率,確保中空玻璃的安全可靠使用具有重要意義。因此,根據中空玻璃結構的特點,分析了影響中空玻璃承載性能的各種因素,通過觀察中空玻璃內外變形的大小或中空層的厚度變化,提出在中空玻璃面板中心施加集中荷載,評價中空玻璃中空層的密封性能,并設計了一套配套的檢測裝置。
分析中空玻璃的承載性能。
中空玻璃的強度、剛度和密封性能是影響中空玻璃承載性能的主要因素。
1.中空玻璃的強度和剛度。
中空玻璃的強度是指中空玻璃抵抗外部荷載的能力,剛度是指中空玻璃承受變形的能力。顯然,在玻璃材料給定后,如普通平板玻璃或鋼化玻璃,然后根據玻璃強度設計理論,確定原玻璃板的斷裂強度。因此,為了提高中空玻璃的承載能力,必須在相同的載荷下使玻璃表面的彎曲應力更小,這與中空玻璃的原始尺寸(每個原始玻璃的長度、寬度、長寬比和厚度)和中空層的厚度有關。直接分配給每個玻璃的負荷尺寸決定了中空玻璃的承載能力。
由于中空玻璃由兩塊(或兩塊以上)玻璃組成,周圍密封形成一個密封的空氣層。當中空玻璃受到一面玻璃的載荷時,受力面玻璃會變形并壓縮中空層的氣體,氣體壓力會增加,并將部分載荷傳遞給另一面玻璃。因此,在氣體密封狀態下,中空玻璃由兩塊玻璃共同承受載荷,兩塊玻璃同時變形。
2.中空玻璃在中空層失效狀態下的承載特性。
在中空層氣體密封的情況下,氣體的傳遞可以將部分外部荷載傳遞給另一塊玻璃,但當氣體層泄漏時,中空層氣體完全失去傳遞荷載。此時,中空玻璃完全由直接受力的玻璃承受荷載。
顯然,此時中空玻璃的承載能力會明顯降低。
通過測試測量中空玻璃(規格為6mm+12mm+6mm,尺寸為1000mmx1000mm)在6kpa均勻分布荷載作用下,中空玻璃(非承情況下,中空層內片玻璃(非承重側)沿中線的撓度值。這張圖表明,在中空氣體密封條件下,內片玻璃的撓度明顯大于泄漏狀態下的撓度。泄漏后,中空氣體層失去傳遞能力,內片不受力,幾乎沒有變形。
3.環境溫度、壓差對中空玻璃承載性能的影響。
即使不受外部荷載影響,中空玻璃的生產區域環境與使用區域環境之間存在差異,也會導致中空玻璃中空氣體的膨脹或收縮(見圖2),這將直接導致兩塊原始玻璃的變形和附加應力。在嚴重的情況下,兩塊玻璃會相互碰撞,甚至導致玻璃破裂。
中空層失效在線檢測方法及裝置。
根據分析,中空層密封性能失效后,中空玻璃的承載性能發生了變化。因此,建議通過在玻璃板中心施加集中力,觀察中空玻璃的內外變形或中空層的厚度變化,確定中空層是否密封。
檢測裝置主要包括施力裝置和中空玻璃變形觀測裝置,以達到在線檢測中空玻璃中空層密封性能。
(a)是幕墻或門窗中空玻璃集中裝置的示意圖,其中力裝置采用螺旋力。檢測裝置配備了一個剛度足夠的導桿,安裝在幕墻的框架上,在導桿的兩端有一個鉤,鉤可以在導桿上自由移動。吸盤安裝在鉤上,導桿的中間部分配有一個螺桿。螺桿上的螺紋桿垂直于導桿。在螺紋桿的前端設置一個柔性墊片,通過旋轉動力手柄推動螺紋桿向前移動。
(b)是幕墻中空玻璃集中裝置的另一個示意圖,其中力裝置使用重力。該檢測裝置有一個連桿,由拉桿和壓力桿兩部分組成,拉桿和壓力桿的一端通過鉸鏈連接,使兩個桿相互旋轉,獲得不同的角度。拉桿的另一端有一個鉤與一個真空吸盤連接,可以固定在玻璃上,在連桿的鉸鏈上有一個鉤,鉤和繩子的一端,鉤在繩子的另一端,重量可以放置在鉤上。調整壓力桿的角度,使壓力桿垂直于檢測玻璃平面,增加或減少重量可以獲得不同的玻璃集中。
通過對使用中的中空玻璃側施加集中力,并記錄中空玻璃內外中心的撓度值( *大撓度)或中空層的厚度,可以通過位移傳感器觀察中空玻璃的變形,并通過空氣層厚度觀測裝置測量中空層的厚度。