硼硅酸鹽玻璃具有良好的化學(xué)穩定性,較高的軟化點(diǎn)(約850℃左右) ,較低的熱膨脹系數,可用作耐熱和防火玻璃,使用這種玻璃作為防火玻璃一般厚度為6mm-8mm為宜,在國外一些發(fā)達國家中使用較為廣泛。但硼硅酸鹽防火玻璃由于熔制溫度很高、成形溫度高、熔制時(shí)硼揮發(fā)、易產(chǎn)生硼硅分相等問(wèn)題以及熔窯耐火材料侵蝕速度快等技術(shù)難點(diǎn),技術(shù)門(mén)檻及成本非常高。
除硼硅酸鹽防火玻璃外,特種防火玻璃還包括鋁硅酸鹽防火玻璃、微晶防火玻璃及軟化溫度高于800 ℃以上的鈉鈣料優(yōu)質(zhì)浮法玻璃等。其共同特點(diǎn)是:玻璃軟化點(diǎn)較高,一般均在80℃以上,熱膨脹系數低,在強火焰下一般不會(huì )因高溫而炸裂或變形,尤其是微晶防火玻璃,除具有上述特點(diǎn)外,還具有機械強度高、抗折、抗壓強度高及良好的化學(xué)穩定性和物理力學(xué)性能。但特種材料的防火玻璃(硼、鋁硅酸鹽防火玻璃,微晶防火玻璃)價(jià)格較高,市場(chǎng)較難接受, 目前我國單片防火玻璃技術(shù)基本采用平板玻璃物理或化學(xué)增強技術(shù)來(lái)提高玻璃的強度,使玻璃能夠承受急熱(或急冷)時(shí)產(chǎn)生的應力,從而具有防火的功能。
高強度單片防火玻璃的耐火機理是通過(guò)提高鈉鈣硅玻璃強度,來(lái)抗衡熱應力進(jìn)而避免玻璃表面微裂紋擴展造成的破裂?；馂臅r(shí)玻璃受熱膨脹,玻璃整體發(fā)生彎曲變形,玻璃受火面的微裂紋受到熱應力作用, 逐漸擴展造成玻璃破裂;單片防火玻璃強度極高, 比普通鋼化玻璃有更大的預應力,改善了玻璃的抗熱應力性能,當玻璃受熱膨脹,其表面的高預應力就會(huì )抵消產(chǎn)生的熱應力, 使微裂紋不再擴展致玻璃破裂,從而保證在火焰沖擊下或高溫下的耐火性能。當玻璃整體受到的熱量大于背火面散失的熱量時(shí),玻璃整體溫度逐漸升高,沿高度方向,從受火面開(kāi)始逐漸進(jìn)人軟化區,直到玻璃背火面的粘度不足以支撐玻璃本身的重量時(shí),玻璃整體(或局部)坍塌而失去完整性。
盡管與傳統的防火玻璃(如灌漿、復合防火玻璃)相比、單片防火玻璃有其無(wú)可比擬的優(yōu)越性, 但在發(fā)生火災時(shí), 由于單片防火玻璃不隔熱, 其熱輻射對防火分區外的可燃、易燃物以及人的安全通過(guò)會(huì )產(chǎn)生影響,如何使單片防火玻璃在具備通透的外觀(guān)、保證良好耐火性能的同時(shí)具備隔熱性成為設計師關(guān)注的焦點(diǎn)。研究表明,通過(guò)對單片防火玻璃隔斷施加自動(dòng)噴淋保護系統可以解決單片防火玻璃隔熱問(wèn)題。通過(guò)在防火玻璃隔斷上部邊緣位置設置自動(dòng)水噴淋系統,當火災發(fā)生后玻璃背火面空氣溫度達到噴淋?chē)婎^動(dòng)作溫度時(shí),背火面自動(dòng)噴淋系統啟動(dòng),玻璃背火面形成持續水幕,帶走了因熱傳遞而使玻璃吸收的熱量,使防火玻璃即使在很高的火災荷載下也能維持較低的溫度。有關(guān)的試驗表明,在自動(dòng)噴淋保護下,單片防火玻璃系統的隔熱性能得到明顯改善,熱輻射被有效阻隔, 玻璃耐火時(shí)間大大延長(cháng), 而背火面溫度在40 ℃以下,可完全替代防火卷簾。
當防火玻璃框架系統無(wú)隔熱性要求時(shí),可選用C類(lèi)防火玻璃。當防火玻璃框架系統有隔熱性要求時(shí),可選用A類(lèi)防火玻璃或C類(lèi)防火玻璃加水噴淋保護。