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钢化玻璃,安全玻璃,玻璃技术探讨:玻璃破损与“自爆”的区别

信息来源:本站 日期:2016-05-19 

    玻璃由于其特有的通透性能,从其发明到现在在建筑领域和交通工具中还没有可以替代它的产品。其除了具有遮风避雨的特性外,随着科学技术的进步和提高,还提供 美轮美奂的观感、优良的性能和舒适的室内环境。但是由于人们对其特性的认识不足,在玻璃发生破损时,都认为是玻璃发生了“自爆”。但是玻璃如果没有受到外 应力的作用,是不会发生破损,即所谓的“自爆”现象。事实上我们应该称其为:玻璃破损。

 

    玻璃由于其晶体结构的特点,它在突然破裂之前没有屈服的表现过程。所以人们普遍会认为是玻璃产生了“自爆”。由于玻璃属于非耐用品和易碎品。所有玻璃的破 裂都是由于张应力大于压应力和表面缺陷作用产生的结果,从来不是纯粹的压应力的原因。玻璃在表面压应力层被穿透后都会发生破损,虽然,玻璃边部和表面划痕 以及微裂纹等缺陷,没有完全穿透压应力层,但是随着时间的推移,这些细小的损伤在温度变化和风荷载等应力的反复作用下,会慢慢地有效变大,最终将导致玻璃 的“自爆”发生。由于玻璃破损前并没有明显的原因,往往让人觉得出乎意料,是玻璃制造商的原因,理应由玻璃商赔偿,事实并非如此。

 

   由于玻璃是热的不良导体,当玻璃遇到温度的突然变化时会产生危险的压强。这时玻璃表面和玻璃内部的温差会导致玻璃破损。由于十分明显的原因,突然加热的危 险性要小于突然冷却。突然加热会增加玻璃表面的压应力,突然冷却会增加玻璃表面的张应力。导致玻璃破损。玻璃的热传导率在温度降低时逐渐下降,在温度高于 39℃时,玻璃的辐射传导率明显增大,玻璃在夏季中午时,表面的温度将达到80℃左右。厚玻璃比薄玻璃以辐射方式进行的热传递要明显加强。所以厚玻璃易产 生热炸裂现象。

 

    钢化玻璃是将普通玻璃加热到650℃左右软化点范围,然后在玻璃表面快速冷却,表面形成较高的压应力,钢化玻璃的强度一般比普通玻璃高4~5倍。由于钢化 玻璃的强度高,许多人错误地认为,钢化玻璃在搬运过程中可以承受野蛮搬运,随意安装。实际上并非如此,钢化玻璃同普通玻璃一样,在搬运和安装过程中要小心 防止玻璃边部和表面的损伤。如果玻璃边部和表面出现大的爆边和划伤,将使玻璃的强度急剧下降,钢化玻璃就会出现破损现象。

 

   半钢化玻璃是将普通玻璃加热到大约621℃,半钢化玻璃的加热温度低,同时冷却速度也比较慢与钢化玻璃相比。半钢化玻璃的强度是普通玻璃的2倍左右。半钢 化玻璃的颜色,纯净度,化学成分和透光性能这些特性都没有改变,硬度,比重,热膨胀系数,软化点,热传导率,阳光透过率和刚性也没有改变,唯一改变的物理 特性是弯曲强度。在均匀负荷条件下,半钢化玻璃比相同普通玻璃要结实2倍。因此具有更好的抗热冲击、风荷载和外界物体,如冰雹等冲击的能力。更重要的是半 钢化玻璃不会像钢化玻璃出现所谓的“自爆”现象。

钢化玻璃-安全玻璃

玻璃破损原因分析

 

1、 设计原因

    玻璃的设计强度低于许用强度值,能造成玻璃破损。玻璃结构设计不合理,造成玻璃局部应力过大而产生的破损,如:三角形,凸凹形,挖孔等结构,会造成玻璃的局部应力集中。

    设计时对玻璃的热炸裂现象未考虑或考虑不足。玻璃特别是吸热玻璃与热反射玻璃在受到阳光照射时,由于窗帘效应等因素,玻璃表面会形成不均匀的温度场,从而在玻璃中形成热应力,当这种热应力超过玻璃的强度允许范围时,就会发生热炸裂,玻璃热炸裂时呈现为曲线状态。

    设计时玻璃厚度偏薄或挠度偏大,玻璃在受到风荷载即风压的作用后,挠度过大会造成玻璃密封胶开裂,与框体接触的玻璃发生破损。

 

2、在生产、运输和搬运时对玻璃的影响

    玻璃在生产、运输和搬运时,如果对玻璃保护不当,会对玻璃表面或边部产生严重的划伤,爆边,磨伤等缺陷,也会造成玻璃局部的应力集中。引起玻璃破损。

 

3、安装时产生的应力引起玻璃的破损

    玻璃在安装时,由于建筑物与玻璃的误差范围的不同,会引起玻璃扭曲变形,对玻璃产生额外的应力,会引起玻璃破损。由于玻璃垫块的硬度以及部位、数量的选用不当,也会引起玻璃边部的应力集中或过大,造成玻璃破损。破损状态为直线形状。

 

4、建筑物的沉降不均,造成玻璃破损

    国内某大型幕墙企业曾对一栋建筑幕墙安装前后进行测量显示,该建筑物沉降达12mm。完全超过玻璃的许用抗弯强度值,势必会引起玻璃的破损。下面的照片可以看出点支撑杆件水平方向的变形量,也足以引起玻璃的破损。

 

5、人为的原因

    玻璃在使用状态下,人们有意无意的对玻璃造成的破损。在对玻璃进行安装时,主要对玻璃边部的撬和敲,会无意间造成玻璃的破损。或人们活动时无意对玻璃的冲击产生的破损。有意时:在制造冰裂玻璃时,人为对玻璃进行的破损现象。或人们对玻璃的主动冲击破损。

 

6、天灾的原因

   台风,冰雹,沙尘暴等引起玻璃的破损。

 

7、玻璃的“自爆”原因

    国家标准《建筑用安全玻璃  第二部分:钢化玻璃》GB15763.2-2005附录A.2 对钢化玻璃的自爆有比较明确地阐述:由于玻璃中存在微小的硫化镍结石,在热处理后一部分结石随着时间会发生晶态变化,体积增大,在玻璃内部引发微裂纹,从 而可能导致钢化玻璃自爆。常见减少这种自爆的三种办法:1,使用含较少硫化镍结石的原片,即使用优质原片。2,避免钢化应力过大。3,熱浸/引爆/均质。 特别注意:热浸/引爆/均质时避免炉膛温度超过320度,玻璃表面温度超过300度。

    实际上引起钢化玻璃产生“自爆”现象,除了硫化镍,还有单质多晶硅,三氧化二铝,Na2Al2Si5O10等物质。但是,热浸/引爆/均质的过程仅对由硫 化镍引起的“自爆”现象起作用,而对其他物质引起的“自爆”现象没有作用。所以,钢化玻璃的“自爆”行规:千分之三免赔。但是国外某著名加工企业承诺:钢 化玻璃热浸后,“自爆”率不超过千分之五。事实上澳大利亚技术人员对8栋建筑,研究跟踪12年,在总计17760片玻璃中,共发生306片玻璃“自爆”, 统计数据表明玻璃自爆率为:1.72%。

 钢化玻璃

   钢化玻璃的“自爆”有其特有的形状,即“蝴蝶斑”现象。只有在玻璃中存在:硫化镍,单质多晶硅,三氧化二铝,Na2Al2Si5O10等物质,并在受到外应力超过玻璃表面的压应力时,钢化玻璃才会发生所谓的“自爆”现象。

 

    综上所述,玻璃破损产生的原因较多,而“自爆”现象只是其中的一种。如果玻璃没有受到外应力的作用,是不会出现玻璃破损的。所以玻璃出现破损现象时,要从 多方面来进行分析,才能确认产生的原因和确定责任,不能玻璃出现破损就声称是玻璃产生“自爆”。就需要玻璃生产企业来承担责任。