鋼化玻璃應力斑:質量問題還是正常現象?

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最近又接到咨詢,關于鋼化玻璃應力斑的:某工程,甲方看到進場鋼化玻璃后,認為應力斑比較嚴重,想知道該批產品是否合格,該如何判定。


那么什么是鋼化玻璃應力斑呢?


鋼化玻璃應力斑,典型照片見下圖。







GB 15763.2-2005《建筑用安全玻璃 第2部分:鋼化玻璃》附錄A中,鋼化玻璃應力斑描述如下:


把鋼化玻璃放在偏振光下,可以觀察在玻璃板面上不同區域的顏色和明暗變化,這就是人們一般所說的鋼化玻璃的應力斑。


T/ZBH 001-2017《建筑玻璃外觀質量要求及評定》中,應力斑定義如下:


在偏振光條件下觀察鋼化或半鋼化玻璃時,玻璃板面上呈現出的不同顏色和明暗斑紋。

可見,鋼化玻璃應力斑,就是在某些條件下,鋼化玻璃表面明暗和顏色呈現不同變化的特征;多層鋼化玻璃疊加使用時應力斑會更加明顯(T/ZBH 001-2017)。


那么,鋼化玻璃應力斑是如何形成的呢?


GB 15763.2-2005給出原因如下:


玻璃經過鋼化處理后,由于鋼化過程中加熱和冷卻的不均勻,在玻璃板面上會產生不同的應力分布。由光彈理論可以知道,玻璃中應力的存在會引起光線的雙折射現象。光線的雙折射現象通過偏振光可以觀察。


在日光中就存在著一定成分的偏振光,偏振光的強度受天氣和陽光的入射角影響。


通過偏振光眼鏡或以與玻璃的垂直方向成較大的角度去觀察鋼化玻璃,鋼化玻璃的應力斑會更加明顯。


T/ZBH 001-2017也有類似描述,如下:


玻璃鋼化過程中應力分布不均時導致光線的雙折射現象。光線的雙折射現象通過偏振光鏡可以觀察,在日光中就存在著一定成分的偏振光,偏振光的強度受天氣和陽光的入射角影響。


通過偏振光眼鏡或以與玻璃的垂直方向成較大的角度去觀察鋼化玻璃,鋼化玻璃的應力斑會更加明顯。




T/ZBH 001-2017中也明確提出:“應力斑是鋼化/半鋼化玻璃的特性,不是產品的缺陷。”


由此可知,玻璃鋼化過程中,應力斑是不可避免的,這是由目前玻璃鋼化工藝決定的,基本屬于鋼化玻璃本身固有的特征。


我們知道,目前建筑玻璃鋼化為物理鋼化工藝,其實就是加熱和淬冷的過程,淬冷則主要采用風冷工藝,這個過程中,加熱的溫度場、冷卻的流體場幾乎不可能做到絕對均勻。




因此,鋼化玻璃應力斑的產生,與鋼化玻璃加熱和冷卻的均勻性、對稱性等多因素相關,要想減輕這個現象,需要依靠每個環節工藝品質的大幅提高。


那么,有應力斑,就能說鋼化玻璃是不合格產品嗎?


答案自然是否定的。


GB 15763.2-2005中鋼化玻璃的技術要求見下表。




其中的“外觀質量”要求見下表。




可以看出,我國鋼化玻璃產品國家標準中,并未對鋼化玻璃應力斑提出明確的、量化的技術要求。


前邊也提到,GB 15763.2-2005也只是在附錄A中簡單對應力斑做了說明,且該附錄為資料性附錄,也就是僅僅起到參考作用。


那還有朋友問了,應力斑可以量化嗎?


答案也是否定的。


因為鋼化玻璃應力斑是一種特定光線、特定角度下光的雙折射現象,事實上,截止到目前,筆者尚未看到應力斑的量化要求和測試方法。


那鋼化玻璃應力斑能徹底消除嗎?


T/ZBH 001-2017給出了答案:


通過調整鋼化工藝參數和設備構造(如:加熱冷卻過程,玻璃溫度變化,溫度的均勻性,風柵結構等)應力斑能適當減輕或相對均勻,保證應力斑的一致性。


可見,鋼化玻璃應力斑只能適當減輕或相對均勻,目前的工藝尚無法徹底消除。


好了,小結一下:


鋼化玻璃應力斑,是在偏振光下觀察鋼化或半鋼化玻璃時,玻璃板面上呈現出的不同顏色和明暗的斑紋。


這是玻璃鋼化過程中,應力分布不均時導致的光線雙折射現象;日光中就存在著一定成分的偏振光,其強度受天氣和陽光入射角影響。


目前玻璃鋼化工藝水平,決定了應力斑不可避免,基本屬于鋼化/半鋼化玻璃本身的固有特征;我國鋼化玻璃產品國家標準中,也未對鋼化玻璃應力斑給出明確、量化的技術要求和測試方法。


鋼化玻璃應力斑,可通過調整鋼化工藝參數和設備構造,來適當減輕或相對均勻,保證應力斑的一致性。


可見,鋼化玻璃有應力斑,是鋼化玻璃生產過程中不可避免的現象,并非質量問題,但可通過設備、工藝等方面來適當減輕或使其相對均勻。


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