315 晚会上曝光了这样一种玻璃—— 防火玻璃 。
不法商家处心积虑用真的防火玻璃去骗取主管部门的验收,再用假冒伪劣产品,骗取消费者的钱财,欺上瞒下,制假售假,为社会的安全运行埋下的隐患。
假冒的防火玻璃埋下了安全隐患(来源:315晚会截图)
什么是防火玻璃?
防火玻璃是一种用于控制火势蔓延,阻断烟毒的措施型防火材料。经过特殊工艺处理后,防火玻璃在火中可以保持自身的完整性和隔热型,进一步保证生命和财产安全,被广泛应用于商业建筑、学校、医院、工业设施等场所,特别是在需要防火隔断、安全出口、紧急通道等关键区域。
防火玻璃按耐火性能可以分为 5 个等级,也就是耐火时间分别为 0.5 小时、1 小时、1.5 小时、2 小时、3 小时。防火玻璃的耐火性能与耐火等级密切相关, 耐火等级(耐火的时间)越高的防火玻璃,耐火性能越好 。对应的耐火隔热型和完整性就越好。
玻璃在高温时候为什么会碎裂?
在了解防火玻璃为什么会防火之前,我们先说说玻璃在高温时候为什么会碎裂, 玻璃在高温下会碎的原因主要与其热膨胀特性和物理结构有关 。
不合格的防火玻璃遇高温很快碎裂(来源:315晚会截图)
当玻璃受热不均匀时,热膨胀也会不均匀。玻璃的一部分可能会膨胀得比其他部分更多,导致内部产生应力。如果这些应力超过了玻璃的抗拉强度,玻璃就会破裂。
玻璃对温度变化的适应性较差, 快速的温度变化(如热冲击)会导致玻璃表面和内部之间出现温度梯度,从而产生应力,足以使玻璃破裂 。
315 打假的铯钾防火玻璃
原理是什么?
315 晚会上曝光这样一种防火玻璃—— 铯钾防火玻璃 。铯钾防火玻璃是单片防火玻璃的一种,这是采用老式喷涂方法得到的防火玻璃。
喷涂的工艺就是在单层或多层平板玻璃基片表面喷涂透明防火液,防火液的主要成分通常包括铯 (Cs) 和钾 (K) 盐,在高温状态下,通过离子交换,防火液中的较大的铯离子和钾离子置换玻璃表面钠离子,再通过物理钢化在玻璃表面形成一定表面压应力,能够抵御玻璃受热时所产生的热应力,从而使玻璃具有防火功能。
对玻璃喷涂防火液(来源:315晚会截图)
其实铯钾防火玻璃在生产过程中只对一面玻璃进行喷涂,工艺较为落后,喷涂表面还会有铯钾化学残留物,可能会对人体和环境会造成危害,并且玻璃成品透光率不高,长期受日晒雨淋,防火效果也会减弱。
除了铯钾防火玻璃,晚会中还提到了其他单片防火玻璃—— 高应力防火玻璃和高硼硅防火玻璃 。
· 高应力防火玻璃是将原片加热至玻璃软化点后,玻璃表面迅速冷却,在玻璃表面形成较高表面应力,使玻璃有足够能力抵消火灾时温差形成热应力的冲击,内火时间在 1 小时左右,从而保证玻璃在火灾高温条件下的完整性。
· 高硼硅防火玻璃含是通过添加 B2O3、Al2O3 等原料,提升了玻璃软化点,降低热膨胀系数,能够承受极高的温度变化而不会破裂,耐火时间可以达到 3 小时。
以上 3 种单片防火玻璃防火效果都很好,高硼硅防火玻璃的稳定性较高 ,高应力防火玻璃受环境温度影响较大,而铯钾防火玻璃目前市场占有率降低。
复合防火玻璃
除了单片防火玻璃,还有一类是复合防火玻璃,这—由两层或两层以上玻璃复合而成或由一层玻璃和有机材料复合而成,并满足相应耐火性能要求的特种玻璃。复合防火玻璃的可分为夹层复合防火玻璃和灌注型防火玻璃。
防火玻璃示意图(来源:作者使用AI生成)
夹层复合防火玻璃 是用膨胀型阻燃胶将两层或更多层的单层平板玻璃粘合在一起,或者将一块玻璃与有机材料压制成复合而成。发生火灾时,随着温度升高,凝胶分解,迅速膨胀形成一个隔热层,该隔热层阻止火焰和热辐射的传播,起到隔热的作用。
灌注型防火玻璃 是密封由两层或更多层单片玻璃的框架,从浇注口倒入耐火液体,并通过胶合和密封浇注式而成。遇高温以后,玻璃中间透明胶冻状的防火胶层会迅速硬结,形成一张不透明的防火隔热板。在阻止火焰蔓延的同时,也阻止高温向背火面传导。
小结
随着城市人口日益增多,城市中的建筑密度越来越大,高层建筑外墙设计中玻璃幕墙使用日趋普遍。一旦出现火灾,假冒伪劣的防火玻璃会使扑救的难度大,火势不断蔓延将为人们带来巨大的经济损失。因此,在高层建筑的设计和施工中,选择和使用合格的防火玻璃至关重要。同时也应当有严格的标准和监管体系,确保所有使用的防火玻璃产品都经过认证,符合国家和国际的防火安全标准。
参考文献
[1]刘志翔,邓朋飞,潘世濠等.防火玻璃的分类及研究现状[J].广州化工,2021,49(15):16-18.
[2]徐文飞,王轶杰,梁润杰.单片防火玻璃快速检测技术研究[J].消防科学与技术,2022,41(05):627-629+670.
[3]冯云喜,曹艳平.高硼硅4.0防火玻璃的创新性能与市场应用[J].建材世界,2020,41(05):51-54.
[4]成友遂.防火玻璃在高层建筑幕墙中的应用分析[J].广东建材,2015,31(12):21-23.
策划制作
作者丨Denovo团队 科普团队
审核丨曹望北老师 材料工程师
策划丨丁崝
责编丨丁崝
审校丨徐来 林林