國內單片非隔熱防火玻璃技術現狀

一、單片防火玻璃生產工藝

 1.1  目前建材市場符合我國國家標準《GB15763.-2009》的平板單片防火玻璃有三種類別：單片非隔熱型防火玻璃、硼硅酸鹽平板防火玻璃、進口防火原片。其中單片非隔熱防火玻璃市場占有率高，是目前市場主流。

1.2   單片非隔熱防火玻璃工藝在我國發展已有20多年的歷史，1997年由硅酸鹽所在原熱化學鋼化基礎上經多年改進形成的冷化學鋼化工藝為主導工藝，自上市以來經多次改進已經形成穩定，可操作性強、成本低的一套完善的單片防火玻璃加工工藝，目前在國內已經大范圍推廣應用。

1.3   冷化學鋼化工藝的基本原理為：溶液與玻璃表面接觸靶向滲透，首先將玻璃內的熱膨脹系數高的物質置換出來進入空氣氧化掉，同時低膨脹系數的貴金屬離子在一定溫度下化合，活性較高，與玻璃本身原有離子團有機結合，再進行物理鋼化封閉形成穩定的低熱膨脹系數的分子團和低膨脹網帶，從而提高玻璃的整體耐火性能。其完整實施步驟為：一：置換反應發生，二：特殊封閉性鋼化，三：成品自檢。此工藝被國外學者形容為“兩條腿的巨人”工藝，即兩種特殊技術，一個統一質量標準自檢。

  目前市場上絕大多數單片防火玻璃生產企業均采用上述工藝生產，此工藝具有介入性強，設備易于改造，操作簡單等優點，但也有成品質量不高，企業執行度不夠很容易作假等缺點。

二、目前現狀

  2.1  近年來單片防火玻璃在建筑領域應用量越來越高，產品質量良莠不齊，質量問題頻出。本科室在單片防火玻璃日常監督檢測工作中，以及和與諸多產品生產企業負責人交流中總結為兩個方面：一是，很多企業不明確原理技術投入低，不注重產品質量不進行自檢。二是，目前很多企業不改造設備，靠代辦來的檢測報告走市場。

2.2   就源頭技術角度而言，此工藝在研發之初是分兩步走的，一步是由硅酸鹽所團隊研發的置換反應制劑，一步是由國內知名鋼化爐研發機構研制一種適合離子封閉和網帶形成的特種鋼化爐。兩種技術的有機融合形成了現有的單片非隔熱防火玻璃冷化學鋼化工藝。后來在2006年基于此項技術工藝的成品率低企業硬件各有差異等因素，專家團隊又研發了簡易自檢設備，便于企業統一標準，進行定性定量檢測，以改善自身工藝，提高成品率。同年國家發布了《 GBT 12513-2006 鑲玻璃構件耐火試驗方法》等檢測標準。

而目前市場在這三方面均出現較大問題，造成了產品質量良莠不齊，質量問題頻出的亂象。

三、問題實質

  3.1 置換助劑問題   冷化學工藝制造單片防火玻璃所用的置換用溶劑的生產是需要

嚴苛的技術和設備要求的，據其公開資料闡述，首先將低膨脹物質本塊進行離子對撞取得離子，瞬間實施離子防氧化包被，然后進行離子螯合劑加入保護劑形成室溫穩定溶劑的方式來取得。制造工藝和設備非常特別，目前國內只有一家國有企業能加工制造，其掌握的單質離子靶向滲透技術，離子包被技術是該溶劑的核心技術，目前處于國際領先水平。而此溶劑因為制造工藝復雜特殊，價格高昂，產量不高等原因一直沒有商品化，而市場大量充斥的溶液均屬化學分子調配制造，并不具備置換高膨脹離子的功能，更不可能完成置換反應，這就形成了企業不懂原理購買假溶劑，或者買到真溶液不改善硬件設備，不嚴格按照工藝生產，不能將工藝完整實施，形成了掩耳盜鈴式的生產模式，產品質量無法保證。

 3.2硬件設備曲解問題  與此冷化學鋼化工藝相匹配的鋼化設備主要是基于對平板玻璃整體熱應力值的維護和改善，以到保證植入銫鈦等貴金屬離子網帶穩定形成，抵御紫外線對玻璃的整體性能氧化還原作用，而并非目前市場上所推崇的“高應力”“高強度”鋼化爐可以做出合格防火玻璃。鋼化設備的改進點主要在風柵狀態（由點狀改為帶狀以屏蔽封閉死角）和出風壓力方面，并不是單純的提高玻璃的表面硬度形成短時耐火性能方面。這一點給很多研究技術但不懂原理的企業技術人員造成了不小的技術誤區，因為很多企業在對高應力爐鋼化成品進行檢測時可以暫時提高玻璃防火性能，而在玻璃裝在外墻后，紫外線作用下很快失去耐火性能，甚至有些成品沒有出廠性能即下降至原片狀態，導致工程抽檢不合格。這主要是因為高溫下玻璃表面的低膨脹系數離子被氧化掉形成了淺表性應力，而高應力爐并不能進行離子植入，無法形成熱穩定離子網帶這也就是是說在氧化掉表面雜質同時玻璃內部的分子結構也發生了分子裂性聚變，失去了原始平板玻璃的韌性，物理測定就是脆性增強，很容易碎。

據此，核心工藝中的另一條“腿”特種鋼化設備也被市場曲解，形成了很多企業號稱不用置換劑直接高強鋼化也可以做單片防火玻璃的錯誤論調，也突然出現很多生產不合工藝原理的專用爐和高強度爐子的硬件的設備廠家。

3.3自檢設備不合格問題   檢測設備猶如裁縫的尺子，尺子不準無法量體裁衣。單片非隔熱防火玻璃的檢測主要依據《GBT 12513-2006 鑲玻璃構件耐火試驗方法》，而此方法是基于國標《GB15763.-2009》、歐標、英標來界定防火玻璃性能的。因成本問題，企業自檢工藝主要是模擬國標檢測設備的定性檢測，并不能定量檢測。而市場一些商家根據標準所列參數制造出一批外觀精美，貌似設備先進的大鐵箱子銷售給企業作為模擬爐，來界定產品質量，對產品質量控制造成很不好的影響。

  單片非隔熱防火玻璃的檢測設備主要是模擬建筑著火時候的氣浪壓力，環形凸點，不確定性循環熱爆點對玻璃表面和附屬物理物進行沖擊的綜合因素來沖擊玻璃樣品表面，再經高精密探測控制設備進行多點程序化模擬控制形成，而非一個燃燒機加幾個廉價探測頭能在電腦屏幕形成類似曲線就可以進行定量檢測。這樣的設備做定性檢測勉強可以。就正品而言，一套測溫測壓探頭市場價格就要十幾萬，而一些廠家的模擬爐才銷售幾萬元。據調查，目前國內能生產合格自檢爐的企業并不多。不準的尺子，盲目的自檢是不能提高質量改進工藝的。

 綜上，此核心工藝的三個方面均存在問題了，成品質量必然良莠不齊。好在目前，相關國家科研機構已經針對此現狀加緊了硼硅酸鹽平板玻璃量化低成本合成項目的科技攻關進程，以摒棄此工藝的成品質量不高，企業執行度不夠很容易作假的缺點，當成品率很高，性價比合適的硼硅酸鹽耐火平板玻璃大量融入市場時這樣的的局面才會得以改善。