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：大中小】【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

　　SGP 夹胶膜本身无色透亮，而且耐候性好，不容易泛黄。SGP 膜的泛黄系数小于1.5，而PVB膜的泛黄系数为 6~12。因此SGP夹层玻璃能更好地满足建筑师的建筑艺术要求。
　　如果采用超白玻璃（低铁玻璃）、SGP中间膜夹胶，那超白夹层玻璃晶莹剔透的光学效果将是绝对顶级的（图7）。

　　三、离子性中间膜夹层玻璃的试验研究
　　受美国杜邦公司的委托，中国建筑科学研究院于2006~2007年期间进行了SGP 夹层玻璃性能的研究。　　试验得到了SGP中间膜和PVB中间膜自身的物理力学性能以及对比了SGP夹层玻璃、等厚PVB夹层玻璃和等厚单片玻璃受力性能。
　　玻璃受弯试件分四边支承和两边简支两种形式（图8、图9）。

　　不同厚度夹层玻璃和等厚单片玻璃的对比试验表明，SGP夹层玻璃的应力和挠度与同厚度的单片玻璃基本相同；而PVB夹层玻璃由于中间层显著的滑移，应力与挠度要大得多。因而可以认为：SGP夹层玻璃作为等厚度单片玻璃整体工作；PVB夹层玻璃接近于两片单独的玻璃叠加（图10、图11）。

　　试验还表明，SGP 夹层玻璃破碎后，挠度并没有显著加大，仍保留相当大的剩余承载力，能保证幕墙的结构安全（图12）。
　　进行了30天长期荷载试验，PVB夹层玻璃长期荷载下的弯曲变形显著增大，而SGP夹层玻璃如同单片玻璃一样，长期挠度增长很小（图13）。

　　进行了温度升高条件下的受力性能试验，温度在50摄氏度以下时，SGP夹层玻璃的承载力不降低；而PVB夹层玻璃50摄氏度时的承载力仅为20摄氏度时的60%。
试验实测，在温度为20摄氏度时，PVB夹胶膜的剪切模量G=0.84 N/mm2；而SGP夹胶膜的剪切模量G则高达 42.7 N/mm2。
　　四、离子性中间膜夹层玻璃的力学性能
　　叠合在一起的几片玻璃的工作性能取决于中间层（夹胶膜）的力学性能。
　　如果夹胶膜的剪切模量G和撕裂强度f 很小，夹层玻璃受弯时中间层就产生很大的滑移，玻璃之间就在相对滑动，夹胶膜实际上没有起将玻璃连为整体的作用。这几片玻璃看似叠合在一起，实际上还是各自单独工作。承载力仅仅是各片玻璃单独承载力之和。
　　反之，如果夹胶膜的剪切模量G和撕裂强度f很高，夹层玻璃受弯时夹胶膜滑移量极小，这时候几片玻璃就能够共同工作，好象是一片单片玻璃一样。
　　理论上，当夹胶膜的力学性能等同于玻璃时，夹层玻璃就变成了单片玻璃。在工程上，当夹胶层的剪切模量G大于20 N/mm2时，就可以认为夹层玻璃在整体状态下工作。SGP离子性中间层的G达到42.7N/mm2，已经满足了这个条件；而PVB夹胶膜的G值仅为0.84N/mm2，与上述条件相差悬殊。它们两者受弯时的截面应力状态是完全不同的（图14）。
　　正是两者的受力状态不同，在相同厚度下两者的承载力和变形有很大的差别（图15、图16）。
　　因此，采用SGP夹层玻璃将使得玻璃的厚度减小，更有利于合理地进行幕墙玻璃的选用，取得更大的经济技术效益（图17、图18）。

　　五、PVB中间膜在超大尺寸玻璃中的应用
　　目前，国外生产的热弯钢化夹层玻璃最大长度为6m。我国于2010年成功生产了世界上第一块超大尺寸玻璃：12.8mX2.6m热弯钢化超白夹层，15mm+2.28 SGP+15mm（图19）。接着，生产了12块12.6mX2.6m 超大尺寸热弯钢化夹层玻璃，12mm+1.58 SGP+12mm+1.58 SGP+12mm，用于上海苹果店（图20）。正是SGP离子性中间膜的应用使得超大玻璃制造成为可能。

　　六、SGP 夹层玻璃在大型公共建筑中的应用
　　SGP 中间层夹层玻璃已经在许多大型公共建筑中应用。图25 为上海东方艺术中心，幕墙玻璃采用两块玻璃夹一层多孔金属板（图26），只有SGP 强力粘接才能完成金属板夹胶玻璃的制造。

　　七、SGP夹层玻璃在超高层建筑中的应用
　　超高层建筑要承受大的风力、地震力和温度变化的影响，要求玻璃面板有高的承载力和刚度，而且万一破损还要有一定的剩余承载力而不会坠落。SGP中间膜夹层玻璃可以很好地满足这些要求。

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