作为基础的混凝土

多彩的玻璃

大概5000年前，在古埃及，人们知道沙子，石灰和苏打粉可以用来制造玻璃，也就是钠钙硅酸盐玻璃。可是，较早的人造玻璃出现在公元前2500年左右,直到二十世纪晚期，由于完全光滑外观和更加先进的玻璃制造技术的出现，玻璃材料终于迎来了一个飞速发展的时代。

玻璃是一种易碎的，坚硬的，通常为透明的材料,但是大多数玻璃材料的性质是可以通过添加其他的物质来改变的。因此，越来越多的不同种类的玻璃被发明与制造出来，并且光放应用于不同的领域内。玻璃是重要的建筑材料，随着对建筑物装饰性要求的不断提高，玻璃在建筑行业中的使用量也不断增大。

3.1玻璃的组成

玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2，主要成分是二氧化硅，是一种无规则结构的非晶态固体，广泛应用于建筑物，用来隔风透光。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。

玻璃生产的原材料包括主要原料和辅助原料两大类。

主要原料指引入玻璃形成网络的氧化物(也叫网络形成体，如二氧化硅)、玻璃网络结构过度的中间体氧化物(也叫网络中间体，如三氧化二铝)和网络外氧化物(也叫网络修饰体，如氧化钠)。

辅助原料则包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等多种工业原材料及化学试剂。

根据玻璃的不同用途、不同生产工艺以及不同的后续加工要求，玻璃的原料配方(种类、数量、加入顺序及加入方法等)有一定的区别。

3.2玻璃的生产工艺

玻璃主要的生产工艺包括：

a. 配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；

b. 熔制：玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温（1550~1600度）加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；

c. 成型：将液态玻璃加工成所要求形状的制品，如平板、各种器皿等。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。

机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有：

①压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等；

②浇铸法，生产光学玻璃；

③离心浇铸法，将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。

④烧结法，在玻璃粉末中加入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料，用于生产泡沫玻璃。

d. 热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力或晶化，以及改变玻璃的结构状态。此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理，包括：

物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；

化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度。

3.3玻璃的特点

玻璃的基本特性：

（1）各向同性：玻璃的原子排列是无规则的，在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质(如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等)在各方向都是相同的。

（2）无固定熔点：玻璃由固体转变为液体是一定温度区域(即软化温度范围)内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。

（3）介稳性：玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。

（4）渐变性与可逆性：玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。

与传统建筑材料相比，玻璃的开放性使建筑物内的人们可以享受室外的绿茵与美景。这可以让使用者回归大自然并且创造一个不可思议的工作环境与氛围。相对于传统建筑来说，玻璃结构可以使建筑与环境更加和谐统一。从另一方面来说，玻璃的物理性质与化学性质都很容易改变，由于这一特性，玻璃材料更加广泛的被应用并且适用于更多的应用领域。

3.4建筑玻璃的分类：

建筑玻璃就是使用在建筑过程中的专用玻璃，建筑玻璃在整体上可以分为三类：平板玻璃、安全玻璃、特种玻璃。而进一步进行分类的话，三类玻璃又可以分为不同的种类。

平板玻璃也被称作白片玻璃或镜片玻璃，它的应用非常广泛，是我们最常见的玻璃种类之一。

（1）窗用玻璃：即窗用平板玻璃，常常被用作建筑物的门窗或橱窗等。

（2）磨光玻璃：平板玻璃表面经过打磨或抛光后的平滑平板玻璃，常常被用作高级门窗和柜台的玻璃窗。

（3）磨砂玻璃：也称毛玻璃，是表面经过特殊处理的平板玻璃，磨砂玻璃表面非常粗糙，能够使光发生漫反射，因此常常用作卫生间、浴室的门窗。

（4）有色玻璃：也称彩色玻璃，表面能够构成多种形状的特殊图案，常常用于装饰。

（5）光栅玻璃：以平板玻璃为基本材料，表面使用激光技术进行微刻处理，这种经过高科技处理的特殊玻璃能够在白光条件下显现出很多种色彩的特殊立体图像。

（6）压花玻璃：使用玻璃制造并通过带有花纹的特殊滚筒部件进行处理而成的玻璃，这种玻璃制成之后表面会带有花纹。

安全玻璃是生活中最常见的玻璃之一，相对普通玻璃，它有着极强的安全性，因此被广泛应用。

（1）钢化玻璃：是在玻璃制作工艺中使用特殊手段加强玻璃强度而制成的一种玻璃，具有很高的强度，广泛应用于玻璃幕墙和篮板等地方。

（2）夹丝玻璃：是在玻璃制作过程中在玻璃内部加入铁丝网的特殊安全玻璃，具有很强的防火和防盗性能。

（3）防盗玻璃：是使用高科技手段在玻璃内部加入各种感应部件或芯片而制成的高安全性玻璃，广泛应用于银行、博物馆等场所。

特种玻璃是那些具有特殊性能的玻璃，比如：吸热玻璃：是经过特殊氧化剂和着色剂处理的玻璃，能够在保证一定透光量的同时吸收红外线和紫外线，保证室内环境的健康性。（2）光变色玻璃：是在玻璃内部加入了光敏物质的特殊玻璃，它对光照非常敏感，能够根据光照的强度调节玻璃颜色。

以上就是建筑玻璃的大致分类，总体上看，它们都具有各自不同的特殊功能，能够运用于各个领域和场地，并极大地保证人们生活环境的舒适性。

3.5玻璃界的新兴技术

世界上最薄的玻璃长啥样？——0.12毫米，几乎是一张A4打印纸的厚度！

2018年5月，蚌埠中建材信息显示材料有限公司0.12毫米超薄电子触控玻璃日前成功下线，继0.15毫米之后，又一次创造了浮法技术工业化生产的世界最薄玻璃纪录。

这种薄如蝉翼的玻璃，不仅透光率高，而且韧性好，被弯曲成环状也不会折断。近年来，智能手机、平板电脑等电子产品逐步向轻薄化、智能化、高性能化方向发展，而实现轻薄化、提升透光率、改善用户体验等任务主要由触控面板和显示面板来担当，作为面板上游关键原材料产品——超薄玻璃基板，就要用超薄玻璃来生产。

柔性玻璃是近年来超薄玻璃发展的方向，具有良好的可弯曲、柔韧的性能，满足电子产品智能化及轻薄化的要求。康宁公司在2012发布的willow-glass玻璃为柔性玻璃，这款玻璃厚度仅为0.1 mm，具有良好的弯曲性能，同时具有玻璃耐高温性能，可以卷绕起来包装。

防盗玻璃由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片PVB胶片科学地组合而成，为了增强玻璃的防弹防盗性能，玻璃的厚度和PVB的厚度均增加了。由于玻璃和PVB胶片粘合得非常牢固，几乎成为一个整体，且因玻璃具有较高的硬度而PVB胶片具有良好的韧性，当子弹接触到玻璃后，它们的冲击能量被削弱到很低的程度乃至为零，所以不能穿透。同样，金属的撞击也只能将玻璃击碎而不能穿透，因此起到防弹防盗的效果。各单片玻璃的厚度和成品玻璃的总厚度视使用场所而定。

钢球砸在层压了Willow玻璃的不锈钢板上

玻璃表面上凹了进去但并没有破碎

尽管玻璃已经成为了建造过程中更普遍的材料之一，但是其特殊的性质与持续增长的需求量，仍然促使着玻璃产品与应用的发展。

恰如钢筋水泥只能筑造相对厚重规整的建筑，钢结构和玻璃会让建筑无法摆脱网状化外观，从这一视角来看，建筑材料的进步将为建筑设计带来极大的变革空间。而更多的功能性替代建筑材料将与设计同行在未来城市，先进的材料和解决方案正助力城市走向环保、洁净、可循环、可持续发展的道路，成为人们期望中的智慧之城。而筑就在新材料高地上的未来城市，也必将彰显人类的最高智慧与责任之心。