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貴州玻璃廠家告訴你不可控鋼化玻璃自爆的特點

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貴州玻璃廠家告訴你不可控鋼化玻璃自爆的特點

發布日期:2017-09-28 作者: 點擊:

貴州玻璃廠家告訴你不可控鋼化玻璃自爆的特點

鋼化玻璃原因不清自爆的問題,責任難明。自爆時間沒有確定性,可能是剛出爐,也可能是出廠後1~2月,也有出廠1~2年才自爆的,引起鋼化玻璃較多自爆的時間可能是產品生產完成後的4~5年。

據不完全了解,大部份廠家產品的概率是3‰左右的自爆率;個別廠家產品的概率可能還要高。鋼化玻璃自爆的根本原因是因為玻璃中含有硫化鎳及異質相顆粒雜質,雜質是如何混入的現還未根本查清,玻璃中是如何混入鎳的,最大可能的來源是設備上使用的各種含鎳合金部件及窯爐上使用的各種耐熱合金。對於燒油的熔窯,曾報道在小爐中發現富鎳的凝結物。硫毫無疑問來源於配合料中及燃料中的含硫成份。當溫度超過1000℃時,硫化鎳以液滴形式存在於熔融玻璃中,這些小液滴的固化溫度為797℃。1克硫化鎳就能生成約1000個直徑為0.15mm的小結石。硫化鎳可以在生產完成後任何時候發生,故現在還不能完全杜絕,至今無有效地防止辦法稱為“玻璃幕牆的癌症”。

“玻璃幕牆的癌症”出自著名建築師福斯特之口:那年,由斯特事務所設計的倫敦市政廳幾塊從地板到天花板高度的玻璃破裂。這座市政廳靠近倫敦塔橋,全部用玻璃做覆麵,承包商不得不著手檢查所有的內部玻璃。大倫敦市議會發言人說,根據初步調查,問題出在玻璃含有鎳硫化物上,也就是說,在建造過程中玻璃被鎳元素汙染,鎳和玻璃中的硫化物進行化學反應,造成破裂。硫化鎳類自爆後更換難度大,處理費用高,同時會伴隨較大的質量投訴及經濟損失,造成業主的不滿甚至更為嚴重的其他後果。稱之為“玻璃幕牆的癌症”。鋼化玻璃自爆率及自爆原因。自爆率:國內的自爆率各生產廠家並不一致,從3%~0.3%不等。一般自爆率是按片數為單位計算的,沒有考慮單片玻璃的麵積大小和玻璃厚度,所以不夠準確,也無法進行更科學的相互比較。為統一測算自爆率,必須確定統一的假設。定出統一的條件:每5~8噸玻璃含有一個足以引發自爆的硫化鎳;每片鋼化玻璃的麵積平均為1.8m2;硫化鎳均勻分布。則計算出6mm厚的鋼化玻璃計算自爆率為0.64%~0.54%,即6mm鋼化玻璃的自爆率約為3‰~5‰。這與國內高水平加工企業的實際值基本吻合。

即使完全按標準生產,也不能徹底避免鋼化玻璃自爆。大型建築物輕易就會用上幾百噸玻璃,這意味著玻璃中硫化鎳和異質相雜質存在的幾率很大,所以鋼化玻璃雖經熱浸處理,自爆依然不可避免4、鋼化玻璃不可控自爆的原因鋼化玻璃不可控自爆的來源不僅是傳統認識中的nis微粒,還有許多其它異質相顆粒。玻璃中的裂紋萌發和擴展主要是由於在顆粒附近處產生的殘餘應力所導致的。這類應力可分為兩類,一類是相變膨脹過程中的相變應力,另一類是由熱膨脹係數不匹配產生的殘餘應力。硫化鎳(nis)及異質相顆粒。玻璃內部包含硫化鎳雜質,以小水晶狀態存在,在一般情況下,不會造成玻璃破損,但是由於鋼化玻璃重新加熱,改變了硫化鎳雜質的相態,硫化鎳的高溫α態在玻璃急冷時被凍結,他們在恢複到β態可能需要幾年的時間,由於低溫β態的硫化鎳雜質將產生體積增大,在玻璃內部產生局部的應力集中,這時鋼化玻璃自爆將發生。然而,僅僅比較大的雜質將引起自爆,而且僅僅當雜質在拉應力的核心部位時才能發生鋼化玻璃自爆。

nis是一種晶體,存在二種晶相:高溫相α-nis和低溫相β-nis,相變溫度為379℃,玻璃在鋼化爐內加熱時,因加熱溫度遠高於相變溫度,nis全部轉變為α相。然而在隨後的淬冷過程中,α-nis來不及轉變為β-nis,從而被凍結在鋼化玻璃中。在室溫環境下,α-nis是不穩定的,有逐漸轉變為β-nis的趨勢。這種轉變伴隨著約2~4%的體積膨脹,使玻璃承受巨大的相變張應力,從而導致自爆。從自爆後玻璃碎片中提取的nis結石的掃描電鏡照片中可看到,其表麵起伏不平、非常粗糙。

異質相顆粒引起鋼化玻璃自爆,可以破裂源處玻璃碎片的橫截麵照片中看到,一個球形微小顆粒引起的首次開裂痕跡與二次碎裂的邊界區。

如何鑒別鋼化玻璃的自爆,首先看起爆點(鋼化玻璃裂紋呈放射狀,均有起始點)是否在玻璃中間,如在玻璃邊緣,一般是因為玻璃未經過倒角磨邊處理或玻璃邊緣有損傷,造成應力集中,裂紋逐漸發展造成的;如起爆點在玻璃中部,看起爆點是否有兩小塊多邊形組成的類似兩片蝴蝶翅膀似的圖案(蝴蝶斑),如有仔細觀察兩小塊多邊形公用邊(蝴蝶的軀幹部分)應有肉眼可見的黑色小顆粒(硫化鎳結石),則可判斷是自爆的;否則就應是外力破壞的。玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑。玻璃碎片呈放射狀分布,放射中心有二塊形似蝴蝶翅膀的玻璃塊,俗稱“蝴蝶斑”。nis結石位於二塊"蝴蝶斑"的界麵上。貴州玻璃廠家

徑向應力r≥a 切向應力r≥a 顆粒與玻璃之間界麵的應力對於異質顆粒在玻璃基體中,降溫過程溫差是負的,所以顆粒周邊的徑向應力是壓力,切向應力是拉力。

玻璃中間層球形單質矽顆粒的掃描電鏡圖像和邊緣擠壓形貌,顆粒周邊的徑向應力是壓力,切向應力是拉力,所以切向應力是裂紋啟始的根源。鋼化玻璃自爆機理理論探討:鋼化玻璃自爆是當前玻璃幕牆安全迫切需要解決的重要問題。但是對於安全玻璃的概念,傳統的概念是,(全)鋼化玻璃屬於安全玻璃。其根據除了強度較高外,主要是由於(全)鋼化玻璃破碎時會整塊玻璃全部破碎成蜂窩狀鈍角小顆粒,不易傷人。通過這次調查和眾多事故實踐,對於這一概念提出了質疑,關於高層建築玻璃幕牆使用安全玻璃問題,有討論的必要。對於高層建築玻璃幕牆使用安全玻璃,其安全的主要擔心是玻璃破碎墜落傷人。這裏應該包含三部分要求:

一是玻璃具有足夠的強度,使其承受設計荷載不破壞。

二是玻璃萬一破裂要具有防碰碎散落性,使其處於破碎狀態時保證不會墜落飛散。

三是足夠斷裂韌度k1c。2、(全)鋼化玻璃具備較高強度和其破壞形態為鈍角小顆粒這兩個安全因素。但不具備防破碎散落性這一對高層建築玻璃幕牆而言關鍵性的安全因素、因此而帶來的不安全後果,(全)鋼化玻璃破碎後的大群呈鈍角的碎片,從高空散落而下,即使顆粒較小,但速度已很大,同樣能傷人。其中的罪魁禍首便是自由落體的重力加速度。對高層建築玻璃幕牆的玻璃不論何種形態的玻璃碎片,如高層建築上散落 而下,都是危險的甚至是致命的。此外,(全)鋼化玻璃自爆破壞無先兆,目前尚無有效的完全防止的方法,是玻璃幕牆的癌症,玻璃自爆破碎和高空散落,高層建築玻璃幕牆使用(全)鋼化玻璃並不安全。

安全是一個相對的概念,是有條件的;不是絕對的,無條件的。脫離使用條件,僅僅隻從其碎片形態來定義玻璃幕牆安全玻璃,是不全麵的,鋼化玻璃並不是不破裂,隻是玻璃之碎粒較小,但碎片容易下落和飛濺而造成意外事故,因此,在很多國外玻璃幕牆技術標準和規範中都明確玻璃幕牆不宜使用單片鋼化玻璃,應采用防飛散玻璃,日本高層建築玻璃幕牆上使用(全)鋼化玻璃,必須增貼一層防飛散膜,以確保安全。

“強而不破碎,破碎不散落”,防飛散玻璃才是玻璃幕牆使用的安全玻璃。

推薦采用半鋼化玻璃。

半鋼化玻璃生產采用與鋼化玻璃類似的工藝方法.隻是冷卻速度較慢.因此其表麵應力略小於鋼化玻璃。半鋼化玻璃在機械強度、抗風壓性能、抗衝擊性能和抗熱震性方麵明顯優子普通退火玻璃,較適合使用於玻璃幕牆中。半鋼化玻璃特性:強度為普通玻璃的2倍;可以有效地抵抗熱應力作用.避免玻璃的熱炸裂,一旦破裂.半鋼化玻璃裂紋全部是延伸到邊.其碎片可以保留在框架內而不會墜落;不易發生鋼化玻璃的自爆現象;比鋼化玻璃具有更好的平整度。

結論

1、國內玻璃幕牆造成危害主要來源是鋼化玻璃自爆。

2、鋼化玻璃自爆的來源不僅是傳統認識中的NiS微粒,還有許多其它異質相顆粒。

3、玻璃中的裂紋萌發和擴展主要是由於在顆粒附近處產生的切向拉應力。

4、鋼化玻璃自爆不可控,事前無任何征兆。稱為“玻璃幕牆的癌症”。

5、幕牆及門窗應采用防飛散玻璃,貴州玻璃廠家推薦采用半鋼化玻璃


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