中空玻璃质量影响因素分析

2022-08-11 07:50贵州省建材产品质量检验检测院
门窗 2022年6期
关键词:钢化玻璃合格率厚度

陈 悦 贵州省建材产品质量检验检测院

1 前言

玻璃是一种无机非金属材料,广泛运用于现代建筑中,用来挡风透光。随着现代建筑对居住舒适性及安全性等方面要求的不断提高,玻璃不仅要满足最基本的挡风透光要求,还要满足安全、节能、环保和大型化等更高的要求,因此人们研发了不同种类、具有特定功能的玻璃并运用到现代建筑中。

钢化玻璃就是一种具有特定功能的玻璃,它其实是一种预应力玻璃。为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身的抗风压性、抗寒暑性、抗冲击性。由于具有比普通平板玻璃更好的安全性能,公共建筑物的玻璃窗、玻璃门、玻璃屏障、玻璃隔断、卫生间玻璃、楼梯护板玻璃等部位大多采用钢化玻璃。

中空玻璃是由两片或多片玻璃以有效支撑并均匀隔开,周边粘结密封,使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。相比于普通的建筑用钢化玻璃,中空玻璃由于其隔声、隔热性能更好,被广泛运用到建筑物的门、窗等部位。现在的中空玻璃通常采用钢化玻璃制作,因此兼具了安全、节能等优点,有助于降低室内能耗,人们也能获得更优质的生活环境。所以,钢化玻璃质量的优劣也直接决定了中空玻璃的质量。我国在2004 年就由国家发展和改革委员会、建设部、国家质量监督检验检疫总局、国家工商行政管理总局等部门联合发布了《建筑安全玻璃管理规定》,规范了建筑用钢化玻璃的生产、流通、使用和安装管理,对提高建筑工程质量、保障人身和财产安全提供了依据,推动了钢化玻璃及其组合加工制品的广泛应用。目前,我国对中空玻璃及其原材料——钢化玻璃、夹层玻璃等均实行强制性(3C)认证管理。

本文通过大量的数据分析了钢化玻璃对中空玻璃质量高低影响的因素,样本来源于贵州省的中空玻璃生产企业。

2 贵州省安全中空玻璃产业发展状况

近年来,贵州省钢化玻璃和中空玻璃生产企业数量增长较快。2016 年,全省生产钢化玻璃和中空玻璃的企业有110 余家,2017 年增加到125 家,2018年增加到142家,2019年突破150家,2020年增至160家,截止到2021年7月,全省中空玻璃的企业已达到179家,并且仍在持续增长,见图1。

图1 贵州省中空玻璃生产企业数量变化图

3 样本检测

3.1 样本来源及检测流程

本次检测的中空玻璃样本量为90 个,是在中空玻璃生产企业现场采集已完成加工的且生产流程卡片和标识完整的中空玻璃,以标识为5mm+xA+5mm的中空玻璃为主,标识中5mm 对应的是构成中空玻璃的两片钢化玻璃公称厚度,xA中x对应的是玻璃之间的气体层厚度。

根据国家标准,首先检测中空玻璃的对应项目,然后将其拆解得到单片的钢化玻璃,再进行钢化玻璃的检测。

3.2 检测依据和项目

3.2.1 检测依据

a) GB/T 11944—2012《中空玻璃》;

b) GB 15763.2—2005《建筑用安全玻璃 第2 部分:钢化玻璃》。

3.2.2 检测项目

a) 中空玻璃:边部密封、胶层厚度、厚度偏差;

b) 钢化玻璃:厚度偏差、碎片状态。

4 数据分析

4.1 单项目检测结果

4.1.1 中空玻璃边部密封

GB/T 11944—2012《中空玻璃》对边部密封的要求为:内道密封胶应均匀连续,外道密封胶应均匀整齐,与玻璃充分粘结,且不超出玻璃边缘。90个样本中,有14个符合标准要求,合格率为15.6%。

4.1.2 中空玻璃胶层厚度

GB/T 11944—2012《中空玻璃》对胶层厚度的要求为:中空玻璃外道密封胶宽度应≥5mm;内道丁基胶层宽度应≥3mm,特殊规格或有特殊要求的产品由供需双方商定。共有42 个样本符合标准要求,合格率为46.7%。

4.1.3 中空玻璃厚度偏差

GB/T 11944—2012《中空玻璃》对厚度的要求及检测结果见表1,共有87 个样本符合标准要求,合格率为96.7%。

表1 中空玻璃厚度检测结果

4.1.4 钢化玻璃厚度

GB 15763.2—2005《建筑用安全玻璃 第2部分:钢化玻璃》中钢化玻璃厚度要求见表2。

表2 钢化玻璃厚度标准要求

90 个样本中公称厚度有4.5mm、4.7mm、5mm 和6mm 等4 种类型,根据表2,我们将样本分为“公称厚度≥4mm,<5mm”、“公称厚度5mm”和“公称厚度6mm”共3 种进行统计(见表3),共有42 个样本符合标准要求,合格率为46.7%。

表3 钢化玻璃厚度检测结果

4.1.5 钢化玻璃碎片状态

对中空玻璃拆解后得到的钢化玻璃进行碎片状态检测。GB 15763.2—2005《建筑用安全玻璃 第2部分:钢化玻璃》中对公称厚度4mm~12mm的钢化玻璃碎片状态的要求为:最少允许碎片数40 片。我们同样将样本分为“公称厚度≥4mm,<5mm”、“公称厚度5mm”和“公称厚度6mm”共3 种进行统计(见表4),共有64个样本符合标准要求,合格率为71.1%。

表4 钢化玻璃碎片状态检测结果

4.1.6 检测结果汇总

90 个样本中,中空玻璃边部密封合格率为15.6%,中空玻璃胶层厚度合格率为46.7%,中空玻璃厚度偏差合格率为96.7%,钢化玻璃厚度合格率为46.7%,钢化玻璃碎片状态合格率为71.1%。

可以看到,不管是中空玻璃还是拆解后得到的钢化玻璃,大部分检测项目的合格率均不高。

4.2 结果分析

4.2.1 中空玻璃边部密封

中空玻璃边部密封的好坏与中空玻璃的露点性能及使用寿命密切相关,本次中空玻璃样本边部密封合格率仅为15.6%。GB/T 11944—2012《中空玻璃》附录A 中规定:中空玻璃的预期使用寿命至少应为15 年。边部密封不好的中空玻璃,露点不合格的可能性很大,在温差较大的季节极易发生“起雾”现象,影响使用效果。

4.2.2 中空玻璃胶层厚度

中空玻璃胶层厚度主要体现生产企业加工工艺水平,本次中空玻璃样本胶层厚度合格率为46.7%,说明生产企业的加工工艺水平还有待提高。

4.2.3 中空玻璃厚度偏差

中空玻璃厚度在钢化玻璃厚度固定的情况下,可以通过调整其气体层空腔厚度来保证合格率,本次中空玻璃样本厚度偏差合格率为96.7%。在钢化玻璃厚度合格率仅为46.7%的前提下,中空玻璃厚度偏差合格率高出了原材料钢化玻璃厚度合格率50个百分点,说明企业通过对气体层空腔厚度的调整来保证中空玻璃厚度的合格,是较为普遍的做法。

4.2.4 钢化玻璃厚度

钢化玻璃厚度通常取决于原片平板玻璃的厚度,钢化玻璃生产企业通常是利用原片平板玻璃进行钢化,并不会对玻璃厚度造成实质性的影响。本次的钢化玻璃来自于拆解后的中空玻璃,厚度合格率为46.7%,且所有样本的厚度偏差均为负偏差,最低的甚至达到-0.71mm。

由于本次钢化玻璃的厚度公称值是根据中空玻璃标识的规格型号确定,如标识为“5mm+xA+5mm”的中空玻璃,其使用的钢化玻璃公称厚度应为5mm,因此企业用来生产中空玻璃的原料钢化玻璃厚度普遍较薄。

4.2.5 钢化玻璃碎片状态

钢化玻璃的碎片状态不合格,易导致其在碎裂后产生较大块的碎片或者长条形碎片,从而造成人身伤害,存在安全隐患。本次由中空玻璃拆解而得的钢化玻璃碎片状态合格率为71.1%。

钢化炉是钢化玻璃企业的关键设备,在最初设计时对其可钢化的玻璃最小厚度是有规定的。最小厚度不同,加热温度的控制、风栅、风机功率等工艺参数都有不同的设计。钢化炉的工艺参数一定程度上决定了玻璃的钢化效果以及最终成品的质量,是影响钢化玻璃碎片状态合格与否的关键因素。

4.3 检测结果关联性分析

中空玻璃边部密封及胶层厚度均与生产工艺水平相关,中空玻璃厚度可以通过调整气体层空腔厚度以保证其合格率,3个项目的关联性不强。

下面重点来分析一下作为中空玻璃原料的钢化玻璃,其厚度与碎片状态结果之间的关联性,见表5。

表5 钢化玻璃厚度与碎片状态检测结果比较

可以看出,厚度合格时碎片状态的合格率比厚度不合格时高出近23 个百分点,且对每一级公称厚度来说,厚度合格时碎片状态的合格率也均高于厚度不合格时的合格率。以公称厚度5mm的钢化玻璃为例,厚度合格的样本碎片状态合格率高出近20 个百分点。因此,原料钢化玻璃的厚度和碎片状态之间存在一定的关联性。

5 影响因素分析

中空玻璃所使用的主要材料为钢化玻璃,其质量好坏直接影响人们的使用体验,质量问题严重的玻璃在极端情况下还会造成安全问题。这两种玻璃出现问题最多的情况是在使用过程的中“自爆”,以及玻璃爆裂破碎后造成的安全隐患。钢化玻璃国家标准中的碎片状态项目就是反映这个问题的最主要指标。

我国在对钢化玻璃进行的各地不同级别的监督抽查中发现,“碎片状态”都是造成钢化玻璃产品质量不合格的主要因素。GB/T 11944《中空玻璃》中虽然没有直接对中空玻璃的碎片状态作出要求,但在标准的材料章节对作为原料的钢化玻璃明确了“应符合相应标准”的规定。

通过前文的分析,我们可以得出这样一个结论,使用厚度偏薄的钢化玻璃将会导致其碎片状态不合格的几率大幅增加。

因此,“碎片状态”虽然只是钢化玻璃的技术指标,但由于钢化玻璃是中空玻璃的主要原材料,间接造成了“碎片状态”是影响中空玻璃质量以及安全性能的关键指标的事实。

6 建议

6.1 强化质量意识

生产企业应不断强化产品质量主体责任意识,在生产全过程中守住质量底线,诚实守信,对生产的产品进行准确标识,严防因过度降低成本而带来的产品质量不合格的风险。

6.2 提升内部管理

生产企业还应采取自检等内部控制的方式确保使用合格的原材料;在此基础上,根据自身钢化炉的工艺情况调整相关参数,严格按照国家现行标准要求和3C认证要求生产出合格的产品。

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