中空玻璃失效的原因分析及预防措施

1. 中空玻璃失效的原因分析及预防措施

一．中空玻璃失效的主要原因
 
 中空玻璃失效的直接原因主要有两种：一是间隔层内露-点上升。当环境温度降低到使玻璃表面的温度低于间隔层内的露-点时，间隔层内的水汽便在玻璃内表面产生结露或结霜（玻璃内表面温度高于0℃时结露,低于0℃时结霜）。由于玻璃内表面的结露或结霜，影响中空玻璃的透视度，并降低中空玻璃的隔热效果（因水的传热系数为0．5千卡/平方米·小时·摄氏度，干燥空气传热系数为0．021千卡/平方米·小时·摄氏度，随着空气含水量的增加，传热系数增大，使中空玻璃间隔层的热阻降低），同时长时间的结露会使玻璃的内表面发生霉变或析碱，产生白斑，严重影响玻璃的外观质量；二是中空玻璃的炸
 
 裂，当中空玻璃在安装使用过程中由于环境温度的不断变化、日晒以及风压的作用使玻璃发生炸裂。玻璃炸裂后（既使极小的裂缝存在）就会失去其密封性，在间隔层内出现结露、结霜从而丧失使用功能。         有关方面曾对使用两年后的中空玻璃失效情况进行了调查，失效率为3—5%。各种失效原因之比见表一。从表一中可以看出，失效原因中比例最大的是露-点上升（中空玻璃内层结露），其次就是玻璃炸裂。这两种原因构成了总失效的85%。
 
 二．中空玻璃失效原因分析
 
 1．露-点上升的主要原因分析 中空玻璃的露-点是指密封于间隔层的空气湿度达到饱和状态时的温度。低于该温度时间隔层中水蒸气就会凝结成液态水。露-点与空气的相对湿度和空气中的含水量之间的对应关系见表二。
 
 显然水的含量越高，空气的露-点温度也就越高。当玻璃内表面温度低于间隔层内空气的露-点时，空气中的水就会在玻璃的内表面结露或结霜 （国家标准GB1194——88《中空玻璃》中规定露-点为-40℃）。中空玻璃的露-点上升是由于外界的水份进入间隔层又不被干燥剂吸收造成的。下列几种原因可导致中空玻璃的露-点上升：
 
 （1）密封胶中存在机械杂质或涂胶过程中挤压不实而存在毛细小孔，在间隔层内外压差或湿度差的作用下，空气中的水份进入间隔层使中空玻璃间隔层中的水份含量增加。
 
 （2）干燥剂的有效吸附能力低。中空玻璃干燥剂的有效吸附能力指的是干燥剂被密封于间隔层之后所具有的吸附能力。它是分子筛的性能、空气湿度、装填量以及在空气中放置时间等的函数。干燥剂的作用有两个，其一是吸附掉生产时密封于间隔层中的水份，使得中空玻璃有合格的初始露-点；其二是不断地吸附从环境中通过胶层扩散到间隔层中的水份，保证中空玻璃始终有符合使用要求的露-点（检测中称为最终露-点既经过高温高湿和气候循环试验后测得的露-点），因此要求干燥剂要有较强的吸附能力。如果干燥剂的吸附能力差，不能
 
 有效的吸附通过扩散进入间隔层中的水份，就会导致水份在间隔层中聚集，使中空玻璃的露-点上升。
 
 （3）生产时的环境湿度；如果生产车间的环境湿度较大，就会消耗干燥剂的吸附能力从而使干燥剂的剩余吸附能力降低，使得中空玻璃使用寿命缩短。（湿度应控制在50%以下）
 
 （4）中空玻璃的生产工艺控制；如果分子筛在空气中暴露时间较长，其有效吸附能力就会降低。另外混胶不匀（涂胶后不固化）或一次性混胶太多造成部分胶出现固化（混合后的密封胶随温度升高固化速度加快，一般车间温度应控制在20—25℃，混胶后应在最短的时间内用完，从搅拌到涂胶完毕不应超过20分钟）产生气孔并降低玻璃和密封胶之间的粘结强度。工艺上玻璃清洗不净、双道密封时丁基胶断条或角部密封不严等均可造成中空玻璃的质量下降。
 
 （5）密封胶的水汽透过率和胶层宽度；水汽通过聚合物（密封胶一般均为高分子聚合物）扩散进入间隔层是中空玻璃失效的最主要原因。众所周知任何聚合物都不是绝对不透气的，用于中空玻璃的密封胶（通常为聚硫橡胶、硅橡胶、丁基胶等）也是如此。对于这些高分子材料由于其两侧逸度差（压差或浓度差）的存在，为聚合物做等温扩散提供了驱动力。在逸度较高的一侧聚合物分子因吸附气体分子进入固体聚合物中，移动并穿过聚合物链阵，从聚合物的'另一侧（逸度较低的一侧）释放出来。对于中空玻璃的密封胶而言，主要扩散物就是空气中的水份。水份的扩散遵循如下关系式：                                    J = P / L×ΔP
 
 式（1）式中：
 
 J—扩散速率，指单位时间、单位面积上气体通过一定厚度的聚合物的扩散量；
 
 P—气体渗透系数，是材料固有的一种物理性质；                   L—聚合物的厚度；

2. 中空玻璃失效的原因分析及预防措施(2)

ΔP—聚合物两侧的气体分压差。
 
 从上式可知，影响水蒸汽扩散的因素主要是聚合物的气体渗透系数（气密性）胶层宽度和间隔层内外的水汽分压差。
 
 （6）  复合丁基胶条的质量：胶条与玻璃的粘结强度是决定中空玻璃寿命的主要因素。
 
 2．中空玻璃炸裂的原因：
 
 导致中空玻璃炸裂有多种原因。有生产方面的、选材方面的、安装运输方面等。
 
 玻璃炸裂的主要原因可以归纳为以下几种：
 
 （1）生产时的环境温度  生产中空玻璃时，密封于间隔层内的压力是生产环境温度下的压力。在使用过程中，往往是使用温度和生产环境温度相差较大。空气的热胀冷缩会使空气的压力发生变化，在夏季使用环境温度一般都高于生产环境温度，间隔层中的空气发生膨胀，产生正压，特别是用吸热玻璃制作的中空玻璃，玻璃的吸热效果很强，间隔层内空气温度更高，产生的正压也就更大。当由于间隔层空气膨胀引起的压力高于玻璃的破坏压力时，玻璃便会发生炸裂。同样在冬季时，生产温度高于使用时的环境温度，间隔层内空气收缩，
 
 而产生负压，当玻璃面积较大而间隔框又较小时，两片玻璃的中心部位有可能帖在一起形成类似彩虹的斑点严重影响使用效果（此缺陷可以事后纠正但比较麻烦）。95年秋天北京曾发生过这一现象，经查证得知中空玻璃是在夏季生产的。当在风雪载荷的联合作用下，有可能使玻璃发生破裂。另外我国地域辽阔如供需两地气压相差较大，也可使玻璃发生变形，这时就应在施工现场进行矫正。
 
 （2）  玻璃在生产时的变形
 
 水平法生产中空玻璃时（目前手工或半手工生产几乎全部是水平法），由于玻璃下部受支撑的面积较少而且支撑多在中心部位，加之上片玻璃的重量全部加到下片玻璃上，使下片玻璃向上弯曲，上片玻璃由于自重向下弯曲，结果造成中空玻璃的间隔层变薄，玻璃安装使用时就自然存在负压使玻璃上产生预应力，面积较大的中空玻璃这种现象更为突出（变形严重时必须矫正）。由于玻璃上预应力的存在，减少了其抵抗外力的能力，在外界因素变化较大时容易发生破裂。
 
 （3）使用后产生“热炸裂”
 
 在使用吸热玻璃和镀膜玻璃为原片制作中空玻璃时，由于在玻璃的两点间存在的温度差较大而产生热冲击导致玻璃不破坏。值得一提的是热带地方较少发生热炸裂 。
 
 ( 4 )安装时玻璃上产生预应力
 
 玻璃在安装时框架不平或弹性密封胶条质量不佳使玻璃发生弯曲变形从而产生预应力，由于玻璃预应力的存在降低了其抗风压强度，甚至发生破裂。
 
 （5）包装运输不当使玻璃炸裂
 
 中空玻璃不同于其它玻璃，中空玻璃在受到压力时是单片受力，如果衬垫不平极易造成中空玻璃炸裂。另外在生产中玻璃磨边质量不好或在运输中玻璃边部由于碰撞产生微小裂口而在安装前又不易被发现（由于周边涂胶）安装后受外力影响裂纹增长而使玻璃破裂。
 
 （6） 密封胶质量不佳
 
 制作中空玻璃的密封胶要求在高、低温状态下均有较好的弹性，既与玻璃同步伸缩，不致使玻璃产生较大应力。另外要求中空玻璃密封胶要有较少的有机挥发物（小于1.5%），以防止密封胶收缩过大产生破裂。
 
 三．延长中空玻璃使用时间的措施    要想延长中空玻璃的有效使用时间，必须从各个环节加以控制，如生产工艺条件、原材料选择、安装运输等。
 
 1． 严格控制生产环境的湿度 生产环境的湿度主要是影响干燥剂的有效吸附能力和剩余吸附能力。剩余吸附能力是指中空玻璃密封后。干燥剂吸收间隔层的水份，使之初始露-点达到要求，除此之外干燥剂还具有吸附能力，此部分吸附能力称之为剩余吸附能力，定量地说，它等于有效吸附能力减去干燥剂吸附密封于间隔层内空气中的水份消耗的吸附能力 。 剩余吸附能力的作用是不断地吸附从周边扩散到间隔层中的水份。剩余吸附量的大小决定着对中空玻璃在使用过程中，通过扩散进入间隔层的水份吸附量的大小，也就决定着水份在间隔层中聚集速度的快慢，从而决定着中空玻璃的有效使用时间的长
 
 短。 中空玻璃生产湿度大时，首先密封于间隔层中的水份多，消耗干燥剂的吸附能力就大其剩余吸附能力就小。从表二中可以看出，空气的湿度越大其含水量就越高，环境湿度由40%增加到80%时，空气中的水份含量提高一倍。其次是环境湿度对干燥剂的吸附速率有很大影响。在不同的湿度下，干燥剂的吸附量与时间的关系如图二所示（目前多数厂家用3A分之筛），湿度越大，干燥剂的吸附速率越快，生产过程中干燥剂暴露于空气中的一段时间内，干燥剂消耗的吸附能力与环境湿度成正相关关系，干燥剂的剩余吸附量随着湿度的升高而减少，因此湿度对中空玻璃的有效使用时间的影响致关重要。要延长中空玻璃的有效使用时间，就必须使生产环境的湿度控制的低一些。

3. 简述空中玻璃失效的主要原因

中空玻璃产品失效的典型现象的在中空玻璃间隔层内部结露、进水这样的产品不仅影响整个玻璃的外观，还对整个玻璃的热性能造成影响。造成这种现象的原因包括几个方面：
制作中空玻璃选用的原材料质量的影响；对中空玻璃寿命产生影响的关键因素是密封剂的耐老化性能和干燥剂的吸附能力的大小，而决定因素是密封剂的性能。因为不论干燥剂的吸附能力有多大，在中空玻璃的内部毕竟有一定量的限制，当中空玻璃内部的干燥剂完全吸附饱和后，再好的干燥剂也不能再对水蒸气吸附了，这时的中空玻璃也该失效了。只有当密封剂的密封性能好，水气渗透系数低时，进入中空玻璃内部的水蒸气的量很少，而且一直保持这个状态，仅用很少的干燥剂就能保证中空玻璃内部气体干燥，从而保证中空玻璃的效果。要保持密封剂长期不变，就必须要求密封剂有很好的耐老化性能，如果这些材料选用质量不好，就将影响中空玻璃产品的寿命，在所有密封剂中，最能够体现对潮气阻挡性能的密封剂是以丁基胶为基本原料的各种类型的密封剂，所以在幕墙标准中规定幕墙中空玻璃必须采用双道密封是十分正确的决定。下面是各种密封胶的水气渗透系数表，从表中我们可以看出，结构胶是不能单独作为中空玻璃密封胶的。
对干燥剂的性能要求是必须具备初始吸附能力低，便于生产操作，而剩余吸附能力强，保证在密封的中空玻璃内部具有更多的吸附能力并且仅仅对水分子进行吸附、具有一定的耐磨强度，通常情况下选择3A的分子筛作为中空玻璃的专用吸附剂，而对于特殊的、内部含有挥发物的密封胶，要求干燥剂特殊具备吸附有机分子的能力，一般选择13X型的分子筛，作为既吸附水又吸附有机物的分子筛。干燥剂吸收水蒸气的能力随着干燥剂温度变化而不同，不同的干燥剂在给定温度条件下吸收水蒸气数量不同，取决于中空玻璃腔体内得到水蒸气的速度，水蒸气速度增长是几个因素的函数，包括：
·干燥剂的吸附水蒸气的能力：
· 密封剂的水气传送速度（MVTR或者水蒸气渗透通道）；
· 密封剂的水气传送通道（MVTP），通道长度（从中空玻璃外部到腔体内部）和面积（中空玻璃周边长度乘以玻璃和间隔框密封剂之间的宽度）；
· 结构方法；
· 通过周边密封胶水气分压；
· 工艺和服务环境；
干燥剂吸附水气的能力依次是下面因素的函数，包括：
· 被干燥剂晶体吸附的通过黏结剂（对铝条+丁基胶）或者基体（对挤出材料）的气体扩散速度；
· 水分子尺寸与对应的分子筛晶体微孔尺寸；
· 水分子与分子筛表面吸附的亲和力；
· 分子筛的温度。
这些因素的影响是动态的不是静态的，例如：硅胶和分子筛吸附水蒸气的能力随着温度而变化，（通常，吸附能力在高温、低温时都会降低，很显然，硅胶的能力降低的幅度较分子筛更大），水蒸气渗透速度（MVTR）随通过密封胶的水蒸气压梯度差异变化而改变（随中空玻璃内部间隔层相对湿度增加而增加），水蒸气传送通道MVTP面积随间隔层的体积变化而变化（根据环境空气、温度变化、阳光得热和普通大气压力变化），随服务环境变化（从夏天到冬天、从一个住户到另外的住户或者从一个住户种类到另外一种），这样，在中空玻璃间隔层内水蒸气含量增加的速度不是一个常数。露点温度上升与时间的关系并不一定是线性的，需要综合考虑很多因素才能作出评估结论。

4. 中空玻璃的控制措施

（1）严格控制生产环境温度生产环境主要影响附能力及剩余吸附能力。（2）减少水分通过聚合物的扩散主要靠选择低渗透系数的密封胶，确定合理的密封厚度，减少中空玻璃的内外温度差（即控制在一定温度范围内生产而不能使温度范围过大）。（3）缩减生产工艺时间尽量减少干燥剂与大气接触的时间，减少吸附能力的损失而使干燥剂有较高的吸附能力。（4）选择合适的铝型材其细孔的导气缝要小，减少操作过程中分子筛的吸水率。（5）选择合适的干燥剂要选择吸附率较高且持久的干燥剂。相信通过选料、加工、环境等各个环节的控制，中空玻璃的质量会得到明显的控制。

5. 中空玻璃的主要问题

中空玻璃作为建筑节能材料，因其具有良好的隔热和隔音性能而被广泛应用。同时对中空玻璃的质量要求越来越高。据了解，中空玻璃最大的质量问题就是在使用中空气层结露，而空气层结露的原因就是空气层的露点在使用过程中升高了。因此控制中空玻璃的露点是控制中空玻璃质量的关键。中空玻璃在使用过程中，当环境温度降低到使玻璃表面温度降低至干燥空气层内的露点时，干燥空气层的表面会产生结露或结霜。由于玻璃内表面的结露或结霜而影响中空玻璃性能。如果保证空气层在零下40摄氏度以上不结露，中空玻璃在使用过程中是不出现空气层结露现象的。中空玻璃的露点是指密封于空气层中的空气湿度达到饱和状态时的温度。低于该温度，空气层中的水蒸汽就会凝结成液态水。可推出：水的含量越高，空气的露点温度也就越高，当玻璃内表面温度低于空气层内空气的露点时，空气中的水分就会在玻璃内表面结露或结霜。中空玻璃的露点上升是由外界的水分进入空气层而不被干燥剂吸收而造成的，有三种原因可能会导致露点上升：（1）密封胶内存有气泡，导致空气水分进入。（2）水气通过聚合物扩散进入空气层中。（3）干燥剂的有效吸附能力低。

6. 中空玻璃用久之后会出现哪些问题

      中空玻璃在使用的整个寿命周期中要不断受到外界环境腐蚀及外力作用，在使用一段时间后部分中空玻璃会出现各种质量问题。
      其中主要有两种：一是中空玻璃密封性能失效(气体泄漏)，使中空玻璃产生露点，并失去保温隔热功能;二是中空玻璃炸裂及外片整体脱落，容易造成严重的安全隐患。特别是中空玻璃密封性能失效会导致其承载能力下降，在外力作用下，其外片更容易发生整体脱落。因此，研究中空玻璃承载性能的基本理论，中空玻璃设备中空玻璃设备了解中空玻璃在外载作用下的强度特征及变形特征，合理设计中空玻璃结构尺寸，并提出一套中空玻璃中空层密封性能失效现场检测方法，对指导中空玻璃工程应用，降低中空玻璃失效概率，保证中空玻璃安全可靠使用有着重要意义。
      中空玻璃之所以节能就是因为存在着气体间隔层，气体间隔层厚度对隔热性起着至关重要的作用，其参数是热传导系数K。气体间隔层的厚薄与K值的大小有着直接的联系。在玻璃材质、密封构造相同的情况下，一般来说，气体间隔层越大，K值越小。但当气体层的厚度达到一定程度后，K值的变化就很小了。因为当气体层厚度达到一定程度后，气体在玻璃间温差的作用下就会产生一定的对流过程，从而减低了气体层增厚的作用。气体层从1mm增加到10mm时，白玻中空充填空气时K值下降了39%，Low-E中空玻璃设备充填空气时K值下降了54%，充填氩气时K值下降了59%。从10mm增加到13mm时，下降速度开始变慢。13mm以后，K值反而有轻微的回升。
揭阳宏光玻璃 为你分析了中空玻璃用久之后会出现哪些问题，如果你还是有不明白的地方可以继续追问，好吗？

7. 造成玻璃幕墙中如“玻璃雨”、中空玻璃失效、采光顶破碎坠落等常见问题的主要

造成玻璃幕墙中如“玻璃雨”、中空玻璃失效、采光顶破碎坠落等常见问题的主要您好亲，一是设计。如主要受力构件铝型材柱未按规范设置20mm伸缩缝，开启窗防水密封处理失效或密封层数不足等也是产生漏水的原因。 二是铝型材。表面涂层氧化膜过薄、过厚，导致密封胶失效。 三是密封胶。采用普通密封胶引起胶缝起泡、开裂、不凝固，导致幕墙渗水。 四是玻璃。玻璃强度没有足够的承载力，玻璃尺寸公差超标等，都会引起玻璃或明裂或暗裂导致渗水。 五是施工。安装铝框架和进行密封胶施工时不按规范操作，或者没有抓好质量达标，也都会为渗漏水埋下隐患。 六是使用。有些用户入住后，不明白幕墙的使用方法，造成幕墙的损坏、碰撞变形、污染等，都会导致渗水。一些用户在清洁玻璃时没有采用中性清洁剂或清洁后没有用清水冲洗干净，会产生腐蚀，损坏密封性能，也是引起渗水的原因之一。【摘要】
造成玻璃幕墙中如“玻璃雨”、中空玻璃失效、采光顶破碎坠落等常见问题的主要【提问】
要多久【提问】
造成玻璃幕墙中如“玻璃雨”、中空玻璃失效、采光顶破碎坠落等常见问题的主要您好亲，一是设计。如主要受力构件铝型材柱未按规范设置20mm伸缩缝，开启窗防水密封处理失效或密封层数不足等也是产生漏水的原因。 二是铝型材。表面涂层氧化膜过薄、过厚，导致密封胶失效。 三是密封胶。采用普通密封胶引起胶缝起泡、开裂、不凝固，导致幕墙渗水。 四是玻璃。玻璃强度没有足够的承载力，玻璃尺寸公差超标等，都会引起玻璃或明裂或暗裂导致渗水。 五是施工。安装铝框架和进行密封胶施工时不按规范操作，或者没有抓好质量达标，也都会为渗漏水埋下隐患。 六是使用。有些用户入住后，不明白幕墙的使用方法，造成幕墙的损坏、碰撞变形、污染等，都会导致渗水。一些用户在清洁玻璃时没有采用中性清洁剂或清洁后没有用清水冲洗干净，会产生腐蚀，损坏密封性能，也是引起渗水的原因之一。【回答】
一般来讲玻璃幕墙玻璃破裂原因有很多，一般常见的有玻璃自爆（一般常见在夏天气温较高的时候会出现），玻璃尺寸与铝合金框配比不合适（玻璃尺寸计算有误）所导致的在位移作用下导致的玻璃受应力破损，玻璃安装时没有加橡胶垫块或者用的是硬质氯丁垫块（不许许采用）导致玻璃受力不均出现的应力破损。【回答】

8. 关于中空玻璃

1、很多中空玻璃中间是空气，就是我们平时呼吸的空气；
2、如果要充气体的话也是冲氩气，没有见过充氦气的，原因是氦气跟氩气的成本不一样，而且所要达到的效果是一样的。
3、不知道你从那里听说充氦气的。如果不是特别需要隔音的话，建议使用普通的中空玻璃即可，就算特别需要隔音的话你也可以搞双中空或者三中空的玻璃，不一定要充氩气的，因为充入的氩气含量无法检测到他的准确性，并且随着时间的推移所充的气体很快就会被稀释掉，长期来看并不会有很大的效果。