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離子性中間膜夾層玻璃

來源:中國建筑科學研究院作者:趙西安日期:2011-9-29 　頁面功能【字體：大中小】【打印】【關閉】【評論】

　　目前，玻璃幕墻夾層玻璃廣泛采用的中間膜是聚乙烯醇縮丁醛，簡稱 PVB 。PVB使用已經有多年歷史，也為幕墻行業普遍熟悉。但是，這種夾膠膜最初是為汽車玻璃而開發的，所以它的性能主要是為了滿足汽車玻璃

　　SGP 夾膠膜本身無色透亮，而且耐候性好，不容易泛黃。SGP 膜的泛黃系數小于1.5，而PVB膜的泛黃系數為 6~12。因此SGP夾層玻璃能更好地滿足建筑師的建筑藝術要求。
　　如果采用超白玻璃（低鐵玻璃）、SGP中間膜夾膠，那超白夾層玻璃晶瑩剔透的光學效果將是絕對頂級的（圖7）。

　　三、離子性中間膜夾層玻璃的試驗研究
　　受美國杜邦公司的委托，中國建筑科學研究院于2006~2007年期間進行了SGP 夾層玻璃性能的研究。　　試驗得到了SGP中間膜和PVB中間膜自身的物理力學性能以及對比了SGP夾層玻璃、等厚PVB夾層玻璃和等厚單片玻璃受力性能。
　　玻璃受彎試件分四邊支承和兩邊簡支兩種形式（圖8、圖9）。

　　不同厚度夾層玻璃和等厚單片玻璃的對比試驗表明，SGP夾層玻璃的應力和撓度與同厚度的單片玻璃基本相同；而PVB夾層玻璃由于中間層顯著的滑移，應力與撓度要大得多。因而可以認為：SGP夾層玻璃作為等厚度單片玻璃整體工作；PVB夾層玻璃接近于兩片單獨的玻璃疊加（圖10、圖11）。

　　試驗還表明，SGP 夾層玻璃破碎后，撓度并沒有顯著加大，仍保留相當大的剩余承載力，能保證幕墻的結構安全（圖12）。
　　進行了30天長期荷載試驗，PVB夾層玻璃長期荷載下的彎曲變形顯著增大，而SGP夾層玻璃如同單片玻璃一樣，長期撓度增長很小（圖13）。

　　進行了溫度升高條件下的受力性能試驗，溫度在50攝氏度以下時，SGP夾層玻璃的承載力不降低；而PVB夾層玻璃50攝氏度時的承載力僅為20攝氏度時的60%。
試驗實測，在溫度為20攝氏度時，PVB夾膠膜的剪切模量G=0.84 N/mm2；而SGP夾膠膜的剪切模量G則高達 42.7 N/mm2。
　　四、離子性中間膜夾層玻璃的力學性能
　　疊合在一起的幾片玻璃的工作性能取決于中間層（夾膠膜）的力學性能。
　　如果夾膠膜的剪切模量G和撕裂強度f 很小，夾層玻璃受彎時中間層就產生很大的滑移，玻璃之間就在相對滑動，夾膠膜實際上沒有起將玻璃連為整體的作用。這幾片玻璃看似疊合在一起，實際上還是各自單獨工作。承載力僅僅是各片玻璃單獨承載力之和。
　　反之，如果夾膠膜的剪切模量G和撕裂強度f很高，夾層玻璃受彎時夾膠膜滑移量極小，這時候幾片玻璃就能夠共同工作，好象是一片單片玻璃一樣。
　　理論上，當夾膠膜的力學性能等同于玻璃時，夾層玻璃就變成了單片玻璃。在工程上，當夾膠層的剪切模量G大于20 N/mm2時，就可以認為夾層玻璃在整體狀態下工作。SGP離子性中間層的G達到42.7N/mm2，已經滿足了這個條件；而PVB夾膠膜的G值僅為0.84N/mm2，與上述條件相差懸殊。它們兩者受彎時的截面應力狀態是完全不同的（圖14）。
　　正是兩者的受力狀態不同，在相同厚度下兩者的承載力和變形有很大的差別（圖15、圖16）。
　　因此，采用SGP夾層玻璃將使得玻璃的厚度減小，更有利于合理地進行幕墻玻璃的選用，取得更大的經濟技術效益（圖17、圖18）。

　　五、PVB中間膜在超大尺寸玻璃中的應用
　　目前，國外生產的熱彎鋼化夾層玻璃最大長度為6m。我國于2010年成功生產了世界上第一塊超大尺寸玻璃：12.8mX2.6m熱彎鋼化超白夾層，15mm+2.28 SGP+15mm（圖19）。接著，生產了12塊12.6mX2.6m 超大尺寸熱彎鋼化夾層玻璃，12mm+1.58 SGP+12mm+1.58 SGP+12mm，用于上海蘋果店（圖20）。正是SGP離子性中間膜的應用使得超大玻璃制造成為可能。

　　六、SGP 夾層玻璃在大型公共建筑中的應用
　　SGP 中間層夾層玻璃已經在許多大型公共建筑中應用。圖25 為上海東方藝術中心，幕墻玻璃采用兩塊玻璃夾一層多孔金屬板（圖26），只有SGP 強力粘接才能完成金屬板夾膠玻璃的制造。

　　七、SGP夾層玻璃在超高層建筑中的應用
　　超高層建筑要承受大的風力、地震力和溫度變化的影響，要求玻璃面板有高的承載力和剛度，而且萬一破損還要有一定的剩余承載力而不會墜落。SGP中間膜夾層玻璃可以很好地滿足這些要求。

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