關于建筑裝飾類磨砂鋼化玻璃安全穩定工藝的探討

劉惠芬 陳沃林 呂淑清

0 引言

自2020 年12 月1 日起，對初次、擴大和監督（含暫停恢復）等項目涉及的建筑用裝飾類鋼化玻璃抗沖擊試樣，嚴格執行國檢集團(2020)249 號文《關于建筑裝飾類鋼化玻璃抗沖擊檢驗樣品要求的通知》的要求。對所有認證性質的建筑裝飾類鋼化玻璃認證檢測，指定并保留抗沖擊試驗的樣品照片。當企業無法按要求準備試樣或抗沖擊試驗不合格時，實驗室出具不合格報告，經機構評定后按認證監督檢驗不合格處置。

磨砂玻璃常用于需要隱蔽的浴室等部位的窗或隔墻玻璃，也可用于玻璃頂棚，具有隱私和裝飾的雙重作用。有的廠家直接在普通鋼化玻璃上貼磨砂膜來充當裝飾類磨砂鋼化玻璃，這屬于超范圍認證，是要受到處罰的，而且這樣的貼膜使用壽命較短，多是兩三年之后就會褪色脫落。有的商家為了裝飾效果采用普通磨砂玻璃，這樣玻璃容易破碎并產生長條形的尖銳碎片，對人產生傷害。

只有安全穩定且合規合法的裝飾類鋼化玻璃才是家裝設計師的首選，既拓展了空間深度和高度，大大提高了設計空間及裝飾檔次，又安全可靠適宜長期使用。

1 建筑用安全玻璃

安全玻璃[1]是一類經劇烈振動或撞擊不破碎，即使破碎也不易傷人的玻璃。《建筑用安全玻璃》（GB15763）包含防火玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃、均質鋼化玻璃。安全玻璃具有良好的安全性，抗沖擊性和抗穿透性，具有防盜、防爆、防沖擊等功能。廣泛應用于高層建筑門窗、玻璃幕墻、室內隔斷玻璃、采光頂棚、觀光電梯通道等易遭受撞擊、沖擊而造成人體傷害的部位。

列入《中華人民共和國實施強制性產品認證的產品目錄》，必須獲得國家認證認可監督管理委員會指定的認證機構頒發的認證證書，并在認證有效期內符合認證要求，方可使用認證標志。經過認證合格、加施認證標志后，方可出廠、進口、銷售，在經營活動中使用。建筑玻璃是否安全穩定最重要和最保險的辦法，是查看安全玻璃上是否有CCC 認證標志。因為按照規定，安全玻璃必須有CCC 認證標志。

1.1 鋼化玻璃

鋼化玻璃是安全玻璃的一種，是一種預應力玻璃，通常使用化學或物理的方法提高玻璃的強度，在玻璃表面形成壓應力，提高承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等。鋼化玻璃具有安全性、高強度、熱穩定性等優點，是普通玻璃抗沖擊強度、抗彎強度的3～5 倍。鋼化玻璃是普通玻璃先按要求尺寸切割，加熱到玻璃接近的軟化點，再快速均勻進行冷卻得到。

1.2 建筑裝飾類鋼化玻璃

“刻花、噴砂、磨砂、釉面、壓花、蒙砂”工藝制成的鋼化玻璃，也是建筑裝飾類鋼化玻璃。

鋼化玻璃是一個成品，已完成的鋼化玻璃要做磨砂裝飾處理，可以選擇玻璃表面貼膜，短時間內有很好的裝飾效果，但隨著時間的推移會慢慢出現氣泡脫膠或發黃等問題。若直接在鋼化玻璃上打磨砂，容易讓玻璃受外力破快而破碎。

思考：既要有鋼化玻璃的安全穩定性，又要有磨砂玻璃的裝飾穩定性，就要從建筑裝飾類鋼化玻璃的生產工藝上好好探討。

2 玻璃的鋼化生產工藝

鋼化后的玻璃不能再進行切割、加工或受破損，只能在鋼化前對玻璃加工至需要的形狀，再進行鋼化處理，否則會因破壞均勻壓應力平衡而破碎，影響建筑應用構件的安全穩定性。

2.1 玻璃鋼化的主要工藝

目前，玻璃鋼化的主要工藝是將玻璃進行加熱與淬冷的物理鋼化過程。迅速將玻璃片加熱到接近玻璃軟化溫度（≥600℃），再快速移至風柵中，通過高壓冷空氣對玻璃兩面吹風，使玻璃急速均勻冷卻至室溫，在玻璃表面處于內部受拉，外部受壓的應力狀態，增強玻璃的抗沖擊強度和抗彎強度。

2.2 鋼化工藝參數

鋼化溫度直接影響玻璃的強度，是鋼化工藝的重要參數，加熱溫度越高，淬冷時越容易炸裂破碎。鋼化溫度達690℃以上，粘度太小，玻璃太軟，會造成變形或光畸變，造成“哈哈鏡”的現象——影像變形，所以通常玻璃鋼化的溫度為640℃～680℃。

在通常情況下，各種形式的加熱爐，因爐膛結構的不同，測溫的儀表所處位置及周圍狀況也不同，又因各企業自身產品要求對鋼化加熱爐定制的情況，生產鋼化玻璃時鋼化爐爐溫設定一般比鋼化溫度高50℃～130℃，有時更高。

按照普通鋼化生產工藝參數如表1 所示。通常情況下，建筑裝飾類鋼化玻璃的鋼化工藝參數同普通鋼化玻璃一樣。

表1 鋼化常用標準參數表

3 普通鋼化玻璃檢測

根據《建筑安全玻璃第2 部分：鋼化玻璃》（GB15763.2-2005）[2]，鋼化玻璃確認檢驗項目及要求、檢驗方法如表2 所示，普通鋼化玻璃碎片狀態如圖1 所示，以6mm 鋼化玻璃為例。

圖1 6mm 普通鋼化玻璃碎片狀態

表2 鋼化玻璃確認檢驗項目及要求、檢驗方法

3.1 磨砂鋼化玻璃檢測

根據《建筑用安全玻璃第2 部分：鋼化玻璃》（GB15763.2-2005）第6.5條的規定，認證檢驗時采用的建筑用裝飾類鋼化玻璃抗沖擊試樣，應與制品同厚度、同種類，且與制品在同一工藝條件下制造。

自2020 年12 月1日起，所有強制性產品抗沖擊檢測試樣原則上必須采用與實際產品工藝條件一致且裝飾面積100% 覆蓋的樣品。對初次、擴大和監督（含暫停恢復）等項目涉及的建筑用裝飾類鋼化玻璃抗沖擊試樣，嚴格執行國檢集團（2020）249 號文《關于建筑裝飾類鋼化玻璃抗沖擊檢驗樣品要求的通知》的要求。

3.1.1 普玻磨砂鋼化玻璃檢測探討

建筑裝飾類鋼化玻璃的鋼化工藝參數同普通鋼化玻璃一樣，按普通鋼化工藝處理后的普玻磨砂鋼化玻璃樣品一組，取試樣610mm×610mm 共六塊，進行抗沖擊試驗，砂面向上3 塊全部破碎，光面向上的1 件破碎，2 件安全，具體如現場試驗視頻截圖，圖2 和圖3 所示。

圖2 砂面向上磨砂鋼化玻璃測試

以上測試判別為不合格。結論：普通磨砂玻璃按普通鋼化工藝處理得到的建筑裝飾類鋼化玻璃安全性能不穩定。

圖3 光面向上磨砂鋼化玻璃測試

3.1.2 普玻磨砂防火鋼化玻璃檢測探討

建筑市場上普遍的平板玻璃屬于鈉鈣硅玻璃，其軟化溫度在700℃以下，這樣條件下的單層玻璃不具有防火性能。當鈉鈣硅玻璃經過1 200℃以上工藝加熱再迅速冷卻處理后，可以達到一定時間內的耐火完整性要求，這就是建筑用高應力單片防火玻璃。按普通的高應力單片防火玻璃工藝生產的磨砂鋼化玻璃，同樣取樣進行抗沖擊試驗，結果砂面向上3 塊全部破碎，光面向上的只有2 件安全。作為深耕防火領域20 多年的技術經驗所得，定制了一款強對流水平防火鋼化爐，按鋼化生產操作，對一組6mm 和8mm 的玻璃進行鋼化處理后取樣進行抗沖擊試驗。

產品試驗一：6mm 普玻防火磨砂鋼化玻璃

平板玻璃原片進行物理磨砂后進行防火鋼化生產工藝參數生產，得普玻防火磨砂鋼化玻璃。取一組試樣610mm×610mm共6 塊，進行抗沖擊試驗，光面向上第一塊玻璃破碎，余2 塊全部安全，砂面向上的3 件全部安全，具體如現場試驗視頻截圖圖4 和圖5 所示。

圖4 砂面向上磨砂鋼化玻璃測試

圖5 光面向上磨砂鋼化玻璃測試

以上試驗按國標5.6 標準判別該試驗產品通過測試，判別為合格。為了增大試驗結果的通過比率，再取三組進行試驗，結果每一組的試驗結果都是砂面向上第一塊玻璃破碎，余2 塊全部安全，光面向上的3 件全部安全，得合格率為100%。

再對該爐生產的6mm 普玻防火磨砂鋼化玻璃進行碎片檢測，如圖6 所示，碎片狀態符合國家標準要求，判定為合格。

圖6 6mm 普玻防火磨砂鋼化玻璃碎片狀態

品試驗二：8mm 普玻防火磨砂鋼化玻璃取8mm平板玻璃原片按以上工藝生產參數再進行一次防火磨砂鋼化玻璃生產和檢驗對比分析。取一組試樣610mm×610mm 共6 塊，進行抗沖擊試驗，砂面向上第一塊玻璃破碎，余2 塊全部安全，光面向上的3 件全部安全，具體如現場試驗圖片圖7 和圖8 所示 。

圖7 砂面向上磨砂鋼化玻璃測試

圖8 光面向上磨砂鋼化玻璃測試

以上試驗按國標5.6 標準判別該試驗產品通過測試，判別為合格。為了增大試驗結果的通過比率，再取三組進行試驗，結果每一組的試驗結果都是砂面向上第一塊玻璃破碎，余2 塊全部安全，光面向上的3 件全部安全，得合格率為100%。

再對該爐生產的8mm 普玻防火磨砂鋼化玻璃進行碎片檢測，如圖9 所示，玻璃碎片狀態符合國家標準要求，判定為合格。

圖9 8mm 普玻防火磨砂鋼化玻璃碎片狀態

通過6mm 和8mm兩普玻防火磨砂鋼化玻璃產品多組成品抗沖擊試驗現場試驗，均符合規定要求，可以判別此工藝生產的普玻防火磨砂鋼化玻璃安全穩定性強，適用于建筑安全玻璃要求的構件上。

4 普玻防火磨砂鋼化玻璃成功分析

鈉鈣硅玻璃主要成分是71%左右的氧化硅形成的微觀四面體骨架，其它是14%左右的調節性能的穩定氧化物（氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂）以及15%左右的助熔劑（氧化鈉、氧化鉀、三氧化硫），進行磨砂處理后，再進行防火鋼化工藝，超高溫軟化后，物理將鈉鈣硅磨砂玻璃重新軟化重組融合，急速冷卻，形成了高強度的磨砂玻璃，安全穩定性達到了理想狀態。

定制的強制對流通過式防火型水平鋼化設備是用于生產平型防火鋼化玻璃的專用設備，原片符合國標GB11614-2009[3]要求，玻璃應力均勻，顆粒狀態均勻，常規弓形變形為2‰，爐體長期工作溫度可達到800℃，風壓可達到18 000pa。

根據玻璃厚度先設定參數，人工放片（整片或多片），自動進入電加熱爐，玻璃在爐內往復運動同時被加熱，完成加熱出爐至風柵輥臺，在風柵輥臺上往復運動同時吹風淬冷。6mm厚度以上玻璃生產時啟動低壓風機，平衡閥調節上下風壓，鋼化冷卻后的玻璃輸送到出片輥臺。

爐內的溫度變化較小，700℃的生產溫度是其他鋼化機生產設備可實現的，但是難實現的是有5 套對流風機變頻控制，可根據玻璃的加熱原理調整風壓大小；又有7 套對流風柵，上部爐體對流加熱系統采用加熱單元按矩陣式排列，在風柵輥臺上往復運動同時吹風淬冷，所以此設備和工藝生產出來的鋼化玻璃穩定性明顯比普通的強。表3 為綜合防火鋼化參數。

表3 綜合防火鋼化參數

5 結論

本文對建筑裝飾類磨砂鋼化玻璃安全穩定的生產工藝進行了探討，利用高應力單片防火玻璃的多年生產經驗，實現鋼化生產出來的磨砂玻璃顆粒狀態均勻、玻璃應力均勻，玻璃的抗沖擊強度和抗彎強度達到更優狀態。與市場上普遍的鋼化生產工藝相比，成品同樣進行抗沖擊試驗表明，玻璃的安全性能更穩定。現代設計所追求的簡約、通透、崇尚自然等要素，建筑裝飾類磨砂鋼化玻璃合規合法又安全，更能在設計師的靈感中自然宣泄。