3.2.4.1 Tính an toàn:
Nhờ tính bám dính chắc chắn giữa kính và film PVB, tính dẻo dai của film PVB và tính co giãn của film PVB mà kính ghép có được lực căng kháng lại các lực va đập trên bề mặt tốt hơn các loại kính thông thường với cùng độ dày và chống lại sự xuyên thủng. Khi vỡ, các mảnh kính dính vào lớp film PVB, đồng thời tấm kính vẫn được giữ nguyên trong khung, nên không gây nguy hại cho con người và tài sản như kính thường khi bị vỡ, giảm hiện tượng đâm xuyên, tránh được việc con người và đồ vật bị rơi qua cửa sổ các tòa nhà cao tầng.
3.2.4.2 Tính cách âm:
Nhờ đặc tính mềm dẻo của các lớp film PVB xen kẽ nhau giúp tạo ra được công dụng cản tiếng ồn hiệu quả. Do đó, kính ghép có khả năng giảm thiểu đáng kể việc truyền âm không mong đợi.
nhựa
PVB chất dẻo
phụ gia
25
3.2.4.3 Tính cản tia tử ngoại:
Film PVB có khả năng hạn chế tối đa các tia cực tím (UV) truyền qua nó, do đó khi sử dụng kính ghép sẽ giảm thiểu được các tác hại do tia cực tím gây ra như hư hại vải vóc, các tác phẩm nghệ thuật và các tác hại khác.
3.2.4.4 Tính bảo vệ:
Khác với các loại kính khác, đối với kính ghép an toàn nhiều lớp, chúng ta có thể tạo ra các loại sản phẩm kính có khả năng chống kẻ trộm đột nhập, chống đạn hay chất nổ .v.v... mà không làm cản trở sự truyền ánh sáng và tầm nhìn.
Kính ghép được sử dụng trong hầu hết cho các dạng công trình như: cao ốc văn phòng, công trình công cộng, trường học, bệnh viện, siêu thị, trung tâm thể thao, nhà ở, v.v... và được dùng làm tường kính, mặt dựng, vách ngăn, mái lấy sáng, mái đón, lan can, ban công, lan can cầu thang, buồng tắm đứng, cửa kính, cửa sổ ô tô, tàu hỏa, tàu thủy, bàn, tủ, đồ dùng trang trí nội thất... Và gần đây, kính ghép cường lực đã được sử dụng nhiều trong vai trò là kết cấu chịu lực như sàn, dầm, vách bao che chịu tải trọng gió và chịu tác động của nhiệt độ, vách bao che chịu các tác động bên ngoài như bị các vật cứng va đập vào…
3.3 Thông số thí nghiệm và chương trình thí nghiệm: 3.3.1 Thông số thí nghiệm: 3.3.1 Thông số thí nghiệm:
Mục đích của luận văn là nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến ứng xử của kính ghép cường lực chịu tải trọng uốn, nên các thông số được đưa ra như sau:
- Không đổi: chiều dài, chiều rộng của mẫu thí nghiệm là không đổi.
- Thay đổi: tổng chiều dày lớp PVB và chiều dày của lớp kính cường lực.
3.3.2 Chương trình thí nghiệm:
Sơ đồ thí nghiệm và kích thước mẫu thí nghiệm được dựa trên tiêu chuẩn EN 1288-3:2000 [9]. Sự thay đổi về chiều dày của kính ghép và chương trình thí nghiệm được thể hiện theo sơ đồ hình 3.5.
26
Hình 3.5 Chương trình thí nghiệm kính ghép 2 lớp.
3.4 Phương pháp thí nghiệm (sơ đồ uốn 4 điểm): 3.4.1 Mẫu thí nghiệm: 3.4.1 Mẫu thí nghiệm:
Kích thước mẫu thí nghiệm được nêu trong bảng 3.1 Bảng 3.1 Mẫu thí nghiệm.
Tên mẫu Kích thước (mm) Số lượng Dài x rộng Chiều dày
B…-2P-… 1100x360 8+1.52 (PVB)+8 7 B…-3P-… 1100x360 8+2.28 (PVB)+8 5 A…-2P-… 1100x360 12+1.52 (PVB)+12 3 A…-3P-… 1100x360 12+2.28 (PVB)+12 3
27
Mẫu thí nghiệm được cất trữ trong điều kiện nhiệt độ môi trương phòng thí nghiệm 270C280C ít nhất 1 ngày trước khi tiến hành thí nghiệm.
Hình 3.6 Cất trữ mẫu thí nghiệm tại phòng thí nghiệm.
3.4.2 Thiết bị thí nghiệm:
- Máy kéo nén vạn năng. - Hộp gia nhiệt.
- Máy vi tính.
- Camera quay phim và chụp hình chương trình thí nghiệm.
3.4.3 Quy trình thí nghiệm: 3.4.3.1 Sơ đồ thí nghiệm:
Hình 3.7 Phương pháp thí nghiệm uốn 4 điểm (EN 1288-3:2000). Trong đó: 1. Mẫu thí nghiệm 1100x360mm; 2. Gối gây uốn; 3. Gối đỡ;
28
Sơ đồ thí nghiệm được mô tả trong hình 3.7. Dải cao su dày 5mm được đặt giữa giữa gối và mẫu thí nghiệm để giữa kính và gối không bị trượt lên nhau trong quá trình thí nghiệm.
3.4.3.2 Tốc độ gia tải:
Các mẫu thí nghiệm được uốn ( theo tiêu chuẩn EN 1288-3:2000 [9]) với tốc độ không đổi là 20mm/min cho đến khi mẫu bị phá hoại. Vì thế, thiết bị thí nghiệm được đo chính xác để đảm bảo đạt được độ võng cần thiết của mẫu thí nghiệm khi gia tải.
Số liệu của lực và chuyển vị được ghi lại và hiển thị cùng thời điểm trên màn hình máy tính (Hình 3.8). Các mẫu thí nghiệm được nén cho đến khi tất cả các lớp kính bị phá hoại.
29
Hình 3.9 Hộp gia nhiệt.
3.4.3.3 Quy trình thí nghiệm:
Các mẫu thí nghiệm được gia nhiệt ở 1 mức nhiệt độ ổn định cần thí nghiệm, trong khoảng thời gian 2h. Sau đó, sẽ tiến hành gia tải cho đến khi mẫu phá hoại.
3.5 Kiểu phá hoại uốn của kính ghép: 3.5.1 Nhóm mẫu 8mm+2PVB+8mm: 3.5.1 Nhóm mẫu 8mm+2PVB+8mm:
3.5.1.1 Thông số của nhóm mẫu:
Bảng 3.2 Nhóm mẫu thí nghiệm 8mm+2PVB+8mm.
Tên mẫu Kích thước (mm) Số lượng Nhiệt độ thí nghiệm Dài x rộng Chiều dày
B01-2P-300C 1100x360 8+1.52 (2PVB)+8 2 300C
B02-2P-500C 1100x360 8+1.52 (2PVB)+8 2 500C
B03-2P-650C 1100x360 8+1.52 (2PVB)+8 1 650C
B04-2P-800C 1100x360 8+1.52 (2PVB)+8 2 800C 3.5.1.2 Ứng xử của các mẫu thí nghiệm trước và sau khi thí nghiệm:
30
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.10 Mẫu B01-2P-300C.
31
b/ Mẫu B02-2P-500C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.12 Mẫu B02-2P-500C
32
Hình 3.13 Kiểu phá hoại của mẫu B02-2P-500C- mẫu bị phá hoại lớp kính dưới trước. c/ Mẫu B03-2P-650C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.14 Mẫu B07-2P-650C.
33
d/ Mẫu B04-2P-800C:
a) Trước khi thí nghiệm
b) Sau khi thí nghiệm Hình 3.15 Mẫu B04-2P-800C.
34
Hình 3.16 Kiểu phá hoại của mẫu B04-2P-800C- mẫu bị phá hoại do trượt giữa 2 lớp kính.
3.5.2 Nhóm mẫu 8mm+3PVB+8mm: 3.5.2.1 Thông số của nhóm mẫu: 3.5.2.1 Thông số của nhóm mẫu:
35
Bảng 3.3 Nhóm mẫu thí nghiệm 8mm+3PVB+8mm.
Tên mẫu Kích thước (mm) Số lượng Nhiệt độ thí nghiệm Dài x rộng Chiều dày
B05-3P-300C 1100x360 8+2.28 (3PVB)+8 1 300C
B06-3P-500C 1100x360 8+2.28 (3PVB)+8 1 500C
B07-3P-650C 1100x360 8+2.28 (3PVB)+8 1 650C
B08-3P-800C 1100x360 8+2.28 (3PVB)+8 1 800C 3.5.2.2 Ứng xử của các mẫu thí nghiệm trước và sau khi thí nghiệm:
a/ Mẫu B05-3P-300C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm.
36
Hình 3.18 Kiểu phá hoại của mẫu B05-3P-300C- mẫu bị phá hoại lớp kính dưới trước. b/ Mẫu B06-3P-500C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.19 Mẫu B06-3P-500C.
37
Hình 3.20 Kiểu phá hoại của mẫu B06-3P-500C– mẫu bị phá hoại lớp kính dưới trước. c/ Mẫu B07-3P-650C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.21 Mẫu B07-3P-650C.
38
Hình 3.22 Kiểu phá hoại của mẫu B07-3P-650C– mẫu bị phá hoại lớp kính dưới trước. d/ Mẫu B08-3P-800C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.23 Mẫu B08-3P-800C.
39
Hình 3.24 Kiểu phá hoại của mẫu B08-3P-800C - mẫu bị phá hoại do trượt giữa 2 lớp kính.
40
3.5.3 Nhóm mẫu 12mm+2PVB+12mm: 3.5.3.1 Thông số của nhóm mẫu: 3.5.3.1 Thông số của nhóm mẫu:
Bảng 3.4 Nhóm mẫu thí nghiệm 12mm+2PVB+12mm.
Tên mẫu Kích thước (mm) Số lượng Nhiệt độ thí nghiệm Dài x rộng Chiều dày
A01-2P-300C 1100x360 12+1.52 (2PVB)+12 1 300C
A02-2P-500C 1100x360 12+1.52 (2PVB)+12 1 500C
A03-2P-800C 1100x360 12+1.52 (2PVB)+12 1 800C 3.5.3.2 Ứng xử của các mẫu thí nghiệm trước và sau khi thí nghiệm:
a/ Mẫu A01-2P-300C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.25 Mẫu A01-2P-300C.
41
42
b/ Mẫu A02-2P-500C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.27 Mẫu A02-2P-500C.
43
44
c/ Mẫu A03-2P-800C:
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.29 Mẫu A03-2P-800C.
45
Hình 3.30 Kiểu phá hoại của mẫu A03-2P-800C - mẫu bị vỡ vụn.
3.5.4 Nhóm mẫu 12mm+3PVB+12mm: 3.5.4.1 Thông số của nhóm mẫu: 3.5.4.1 Thông số của nhóm mẫu:
Bảng 3.5 Nhóm mẫu thí nghiệm 12mm+3PVB+12mm.
Tên mẫu Kích thước (mm) Số lượng Nhiệt độ thí nghiệm Dài x rộng Chiều dày
A04-3P-300C 1100x360 12+2.28 (3PVB)+12 1 300C
A05-3P-500C 1100x360 12+2.28 (3PVB)+12 1 500C
A06-3P-800C 1100x360 12+2.28 (3PVB)+12 1 800C 3.5.4.2 Ứng xử của các mẫu thí nghiệm trước và sau khi thí nghiệm:
46
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.31 Mẫu A04-3P-300C.
47
48
b/ Mẫu A05-3P-500C:
a) Trước khi thí nghiệm
b) Sau khi thí nghiệm Hình 3.33 Mẫu A05-3P-500C.
49
Hình 3.34 Kiểu phá hoại của mẫu A05-3P-500C– mẫu bị phá hoại lớp dưới trước. c/ Mẫu A06-3P-800C:
50
a) Trước khi thí nghiệm.
b) Sau khi thí nghiệm. Hình 3.35 Mẫu A06-3P-800C.
51
Hình 3.36 Kiểu phá hoại của mẫu A06-3P-800C– mẫu bị phá hoại lớp dưới trước rồi vỡ vụn.
52
Nhận xét chung về kiểu phá hoại của kính ghép:
- Ở nhiệt độ 300C, mẫu bị phá hoại lớp dưới trước, sau đó mới bị phá hoại hoàn toàn cả 2 lớp kính, nhưng kính vỡ còn nguyên khối, không bị rớt rời rạc, giữa kính và PVB có sự trượt rất nhỏ (khoảng 0.1 mm).
- Ở nhiệt độ 500C, mẫu bị phá hoại lớp dưới trước, sau đó mới bị phá hoại hoàn toàn cả 2 lớp kính, kính vỡ cũng còn nguyên khối, nhưng cả tấm kính đã bị gãy ra thành vài mẫu nhỏ, có sự trượt giữa 2 lớp kính (khoảng 0.5 mm).
- Ở nhiệt độ 650C800C, sau khi bị võng xuống, mẫu bị phá hoại lớp dưới trước, sau đó mới bị phá hoại hoàn toàn cả 2 lớp kính, kính vỡ cũng còn nguyên khối, nhưng cả tấm kính đã bị gãy ra thành nhiều mẫu nhỏ, có sự trượt đáng kể giữa 2 lớp kính (đo được khoảng 0.8 – 1.3 mm). Với các mẫu kính ghép có lớp PVB càng dày thì các mảnh vỡ dính ít bị rời rạc hơn mà tạo thành các khối lớn hơn.
Hình 3.37 Sơ đồ phá hoại nứt do uốn của kính ghép a/300C, b/800C
3.6 Biểu đồ quan hệ P y mid:
3.6.1 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm 8mm+2PVB+8mm:
53
Hình 3.38 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm mẫu 8mm+2PVB+8mm.
3.6.2 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm 8mm+3PVB+8mm:
Hình 3.39 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm mẫu 8mm+3PVB+8mm.
u P u P
54
3.6.3 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm 12mm+2PVB+12mm:
Hình 3.40 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm mẫu 12mm+2PVB+12mm.
3.6.4 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm 12mm+3PVB+12mm:
Hình 3.41 Biểu đồ quan hệ P y mid của nhóm mẫu 12mm+3PVB+12mm.
u P u P
55
Nhận xét chung:
- Quan hệ giữa P y mid cho đến khi mẫu phá hoại (P P u) hầu như tuyến tính. - Khi nhiệt độ càng tăng, ở nhiệt độ T 500C800C, độ dốc của đường biểu đồ
P-càng giảm (8%30%) so với trường hợp T 300C Độ cứng giảm.
3.7 So sánh và nhận xét chung về kết quả thực nghiệm: 3.7.1 Biểu đồ quan hệ 0 3.7.1 Biểu đồ quan hệ 0 u P T C của 2 nhóm mẫu: Hình 3.42 Biểu đồ quan hệ lực 0 u P T C của 2 nhóm mẫu. - Nhận xét:
+ Với cùng chiều dày kính, khi tăng chiều dày lớp film PVB (hint) thì khả năng chịu lực tới hạn (Pu)của kính ghép không thay đổi nhiều (nhóm 8mm khi tăng hinttừ 2P lên 3P: 1,9% 6%; nhóm 12mm khi tăng hinttừ 2P lên 3P: 7% 15,8%).
+ Ở giai đoạn T 300C500C, khả năng chịu lực tới hạn (Pu) của kính ghép thay đổi rõ rệt tương ứng với sự thay đổi nhiệt độ; còn ở giai đoạn T 500C800C, khả năng chịu lực tới hạn (Pu) của kính ghép ít thay đổi khi nhiệt độ biến động.
56
3.7.2Biểu đồ quan hệ 0
mid
y T C của 2 nhóm mẫu:
Hình 3.43 Biểu đồ quan hệ chuyển vị 0
mid
y T C của 2 nhóm mẫu. - Nhận xét chung:
+ Khi nhiệt độ tăng cao,độ võng của kính ghép có xu hướng tăng theo ( ở
0
80
T C, với kính 8mm-2P: tăng 12,9%; với kính 12mm-2P: tăng 22%; với kính 12mm-3P: tăng 12%, so với độ võng của kính khi ở T 300C_.
+ Với cùng chiều dày kính, khi tăng chiều dày lớp film PVB thì độ võng của kính ghép thay đổi không rõ ràng.
3.7.3 Biểu đồ quan hệ P hu glass của 2 nhóm mẫu:
57
- Nhận xét:
+ So với kính 8mm, khi sử dụng kính 12mm (tăng chiều dày 0,5 lần) thì khả năng chịu lực của kính ghép tăng lên rất nhiều (1,41 – 1,76 lần) và tăng đều theo tất cả các điều kiện nhiệt độ.
3.7.4Biểu đồ quan hệ ymid hglass của 2 nhóm mẫu:
Hình 3.45 Biểu đồ quan hệ ymid hglass của 2 nhóm mẫu.
- Nhận xét:
+ So với kính 8mm, khi sử dụng kính 12mm (tăng chiều dày 0,5 lần), độ võng của kính ghép giảm xuống rõ rệt, đặc biệt với trường hợp 3P ở T 300C (12% - 16%) và các mẫu kính ghép có ứng xử tương tự nhau ở từng điều kiện nhiệt độ, giống nhau cho cả 2 nhóm 2P và 3P.
+ Khi T 300C, độ dốc đường biểu đồ cao hơn khi ở nhiệt độ T 500C và
0
80
T C( ở T 300C, độ dốc đường biểu đồ: 12,6% 16,8%; ở T 500C và T 800C, độ dốc đường biểu đồ: 3,7% 8,3%).
58
3.7.5Biểu đồ quan hệ 0
ax
m T C
của 4 nhóm mẫu:
- Mô hình hồi qui được thực hiện trên chương trình Sigma plot v11.0.
- Ứng suất lớn nhất maxcủa mẫu thí nghiệm được xác định như sau: (dựa trên công thức SBVL)
Hình 3.47 Sơ đồ tính toán của mẫu thí nghiệm.
ax ax 3( 2 ) 2s b m Pm L L bG bh (3.1) 2 3 4 s bG gL h (3.2) Với: b - bề rộng mẫu thí nghiệm.
h - chiều dày mẫu thí nghiệm (bỏ qua chiều dày lớp PVB), h=h1+h2.
s
L - khoảng cách giữa 2 gối tựa.
b
59 g - lực trọng trường.
ax
m
- ứng suất lớn nhất của mẫu thí nghiệm uốn 3 điểm.
bG
- ứng suất do trọng lượng của mẫu thí nghiệm gây ra.
- trọng lượng riêng của kính.
- Nhận xét:
Nếu lấy T 300C làm nhiệt độ tham chiếu, khi nhiệt độ tăng lên T 500C, ứng suất lớn nhất (max) của kính ghép giảm rõ rệt (10.8% 27.9%) ; còn khi tăng từ nhiệt độ T 500C lên nhiệt độ T 800C, lấy T 500C làm nhiệt độ tham chiếu, ứng suất lớn