玻璃在鋼化時破碎的原因,鋼化玻璃突然破碎是什麼原因

時間 2021-06-04 15:48:27

1樓:匿名使用者

自爆是鋼化玻璃固有的特性之一,產生自爆的原因很多,簡單地歸納為以下幾種:

1.玻璃中有結石、氣泡和雜質:玻璃是典型的脆性材料,其力學行為服從斷裂力學。玻璃中的結石、氣泡和雜質在玻璃中將會形成裂紋,是鋼化玻璃的薄弱點,特別是裂紋尖端是應力集中處。

如果結石、氣泡或雜質處在鋼化玻璃的張應力區,或在荷載作用下使其處於張應力,都可能導致鋼化玻璃炸裂。

2.玻璃中含有硫化鎳結晶物 :硫化鎳夾雜物一般以結晶體存在,室溫下存在著 相向 相轉變的傾向,並伴有一定量的體積膨脹。如果這些雜物在鋼化玻璃受張應力的部位,或在荷載作用下使其處於張應力區,則體積膨脹會引起自發炸裂。

由硫化鎳粒子造成的鋼化玻璃自爆其爆裂點裂紋形狀往往與蝴蝶相似,被稱為蝴蝶形裂紋,有些在爆裂點中部有一個有色顆粒,被認為是硫化鎳粒子,這兩個特性往往被用來作為鋼化玻璃是否是自爆的判據。硫化鎳粒子在鋼化玻璃自爆前後的體積是不同的,爆裂前體積小,不易被看見;自爆後其體積增大,地點確定,很容易被看見,這也是鋼化玻璃自爆不易預見的原因之一。

3.玻璃表面和邊部在加工、運輸、貯存和施工過程,可能造成有劃痕、炸口和爆邊等缺陷,易造成應力集中而導致鋼化玻璃自爆。玻璃表面本來就存在大量的微裂紋,這也是玻璃力學行為服從斷裂力學的根本原因。這些微裂紋在一定的條件下會擴充套件,如水蒸氣的作用、荷載的作用等,都可能加速微裂紋的擴充套件。

通常情況下微裂紋的擴充套件速度是極其緩慢的,表現為玻璃的強度是一恆定值。但是玻璃表面的微裂紋有一臨界值,當微裂紋尺寸接近或達到臨界值時,裂紋快速擴張,導致玻璃破裂。如果玻璃表面存在接近臨界尺寸的微裂紋,如玻璃表面和邊部在加工、運輸、貯存和施工過程造成的劃痕、炸口、爆邊等缺陷尺寸就較大,玻璃可能在極小的荷載作用下就導致玻璃表面微裂紋快速擴張,最終導致玻璃破裂。

4.鋼化玻璃在生產過程中需要對玻璃進行加熱和冷卻,玻璃在加熱或冷卻時沿玻璃板面方向不均勻和沿厚度方向的不對稱,將導致鋼化玻璃沿板面方向應力不均勻和沿厚度方向應力分佈不對稱,這些都有可能造成鋼化玻璃自爆。鋼化玻璃沿板面方向應力不均勻,可以造成玻璃區域性處於張應力,如果這種張應力過大,超過玻璃的斷裂強度,玻璃就會爆裂。玻璃板沿厚度方向應力分佈應當是對稱的,即上下兩表面處於壓應力,中間處於張應力,上下表面的壓應力大小、應力層厚度和變化完全是對稱的,玻璃板承受正負風壓的能力是相同的。

如果玻璃板沿厚度方向應力分佈不對稱,玻璃板承受正負風壓的能力就不相同,一側承受荷載的能力較強,另一側較小,即玻璃可能在較小荷載作用下破損,嚴重時,玻璃板在無荷載作用下產生變形,造成幕牆玻璃影像畸變。

5.理論分析和工程實踐證明,預應力越大,鋼化程度越高,自爆量也越大。普通平板玻璃和半鋼化玻璃幾乎沒有自爆現象,是因為鋼化玻璃沿玻璃板厚度方向上下兩表面處於壓應力,中間層處於張應力。表面壓應力越高,一般情況下鋼化玻璃的強度也越高,但是中間層的張應力也越高,過大的張應力將會增加鋼化玻璃的自爆。

6.我國鋼化玻璃標準中對鋼化玻璃的弓形彎曲度的要求過低,只有弓形彎曲度的相對值要求,沒有絕對值要求,對於尺寸小的鋼化玻璃可滿足要求,而對於尺寸較大的鋼化玻璃,儘管其弓形彎曲度的相對值滿足要求,但其絕對值過大,致使鋼化玻璃的裝配應力較大,經一段時間使用後發生鋼化玻璃自爆,這也是一些工程鋼化玻璃在使用幾年後發生自爆的原因。

針對以上鋼化玻璃自爆的原因,本人提出以下幾點降低鋼化玻璃自爆的方法:

1.優選平板玻璃

高質量的平板玻璃中結石、氣泡、雜質和硫化鎳含量低,採用優質平板玻璃作為製作鋼化玻璃的原片可顯著降低鋼化玻璃的自爆。

2.提高鋼化玻璃邊部加工質量,避免玻璃邊部和表面劃傷和磕碰。理論分析和實驗表明,鋼化玻璃邊部鋼化程度較低,因此應對鋼化玻璃邊部重點保護。對於點支式幕牆玻璃,如果對玻璃打孔,孔邊一定要精磨,最好達到拋光的程度,因為玻璃板孔邊是應力集中部位。

3.提高鋼化玻璃表面應力均勻度和沿厚度方向的對稱度。特別對於low-e玻璃的鋼化更要關注其鋼化玻璃應力沿厚度方向的對稱度,因為low-e玻璃上下表面對熱輻射吸收的差異將會造成low-e玻璃在加熱時玻璃板沿厚度方向溫度的差異,而這種差異最終將會導致鋼化玻璃應力沿厚度方向的不對稱,目前在玻璃鋼化過程中採用強制對流的方法來消除這種不利因素。

4.**降低鋼化玻璃表明壓應力限值的可能性。我國新標準要求其表面應力不應小於90mpa,這比此前老標準中規定的95mpa降低了5mpa,美國標準中規定鋼化玻璃的表面應力為大於69mpa,可否將我國鋼化玻璃表面壓應力降低到與美國標準一致非常值得研究。如果可行,將極大地降低鋼化玻璃的自爆率。

降低表面應力值限值可能會造成鋼化玻璃碎片偏大,不過即使鋼化玻璃表面應力很高,碎片很好,也無法保證碎片都以**狀態存在,許多情況下碎片表現為碎而不裂,形成「鋼化玻璃被」,其結果與大一點的碎片區別不大,因此可以考慮降低鋼化玻璃表面應力值限值。況且我國半鋼化玻璃標準規定,其表面應力值限值為不大於60mpa,鋼化玻璃標準規定,其表面應力值限值為不小於90mpa,如果玻璃表面應力限值處於60—90mpa之間,既不屬於半鋼化玻璃,也不屬於鋼化玻璃,屬於不合格品。從這個角度來說,也應將鋼化玻璃表面應力值限值降低,如果將半鋼化玻璃表面應力值限值與鋼化玻璃表面應力值限值連線有困難,至少可將鋼化玻璃表面應力值限值降低,縮小兩者的差距。

5.增加均質鋼化玻璃的應用量,研究檢測鋼化玻璃均質程度的方法,使得均質過程起到應有的作用。

6.減少鋼化玻璃應用總量,增加半鋼化玻璃和夾層玻璃的應用量,可降低鋼化玻璃自爆數量。不言而喻,鋼化玻璃應用的總量減少,鋼化玻璃自爆的數量一定減少。

7.減小鋼化玻璃板面尺寸,可降低鋼化玻璃自爆率。鋼化玻璃尺寸越大,玻璃板越厚,自爆概率越大。在一塊鋼化玻璃板中,只要有一個自爆點,並最終導致鋼化玻璃自爆,無論鋼化玻璃板塊大小,整個鋼化玻璃板都破碎。

玻璃板塊越大,含有雜質、硫化鎳粒子、邊部加工缺陷、表面劃傷、應力的不均勻等等導致鋼化玻璃自爆的不利因素就隨之增加。在同樣荷載作用下,玻璃板塊越大,玻璃板就得越厚,含有雜質、硫化鎳粒子、邊部加工缺陷、表面劃傷、應力的不均勻等等導致鋼化玻璃自爆的不利因素也會增加,鋼化玻璃自爆概率就會加大。

8.實踐工程中,鋼化玻璃使用面積越來越大,對於大板面的鋼化玻璃不僅對其彎曲度的相對值提出要求,而且應對其彎曲度的絕對值提出要求,以減小鋼化玻璃裝配應力,避免鋼化玻璃經長時間使用後發生自爆。【完】

鋼化玻璃突然破碎是什麼原因

2樓:匿名使用者

1.鋼化玻璃有自爆的特性

這是因為玻璃原材料中含有硫化鎳晶體,是全世界現存的任何製造技術都不可完全避免的,只能是通過對原材料純度和加工工藝的控制來稍許降低自爆機率。

就自爆率這個概念來說,我們國家內部僅僅對外牆的工程玻璃有國家標準,不知國外是否對其他行業用到的鋼化玻璃也有詳細規定。

一噸玻璃原料中,至少存在3-4個硫化鎳晶體,這一噸玻璃做成數塊一平米大小的玻璃後,其中會有3-4片自爆,這就是自爆的形象描繪。

2.鋼化玻璃的自爆存在多種誘發因素

a.例如安裝前是否對玻璃不小心有損壞,像崩邊、撞掉腳部等,因為鋼化玻璃的周邊範圍是弱鋼化區,其強度甚至弱於非鋼化玻璃,但是這部分破損很可能不會引起玻璃的當即破裂,但改變了此塊玻璃的內部應力。當上牆使用後,其內部應力逐漸變化,使玻璃破裂。

b.例如安裝後的溫度變化差異。就像你說的溫度、天氣什麼的,都會使玻璃內部壓應力區域性不均勻,從而引起爆裂。

c.安裝時有無正確的尺寸。若安裝太緊,規格不合適,會引起玻璃內部應力變化,引起爆裂。

d.剩下的就是外力了,包括撞擊、擠壓等。不僅僅是人力的撞擊,或者其他物品,甚至自然界中的風力等。

如果玻璃沒有掉落在地上,會有明顯的撞擊點,(如果是自爆會有蝴蝶斑),這些都可以拿來說事,但是如果在訴訟中就只能說是可能性了,因為你沒有用來證明的證據。在國內遇到這種情況,玻璃廠家一般就是賠償玻璃了事。

上一定要強調面說了這些,主要想和你說的就是你要強調玻璃本身有自爆的特性,這是誰也不可避免的。如果你朋友僅僅是安裝,不是生產,那就一定不要說自己有磕碰一類,也要強調嚴格按照尺寸安裝,是玻璃本身的問題。如果你朋友還是負責生產,賠償玻璃是免不了的了,但是是否傷人,就要你們來協商了,一般來說,五五分成,國內的經驗是廠家多少都賠一點的,但不會完全按照傷者的數額賠償。

好運吧~~

建築玻璃熱炸裂的影響因素

建築玻璃的熱炸裂是一個多因素問題,受到玻璃自身效能和外部環境條件和複雜影響,可以將其在一般性基礎上劃分為主要影響因素和非主要影響因素,在特定場合,非主要因素也可能起主要作用,這要針對應用條件作具體分析。玻璃自身造成熱炸裂的影響有三類原因:太陽輻射、外加荷載和設計因素。

除這三種原因外,玻璃與框架作為結構整體還有製造和裝配方面的影響 建築玻璃的熱炸裂是一個多因素問題,受到玻璃自身效能和外部環境條件和複雜影響,可以將其在一般性基礎上劃分為主要影響因素和非主要影響因素,在特定場合,非主要因素也可能起主要作用,這要針對應用條件作具體分析。玻璃自身造成熱炸裂的影響有三類原因:太陽輻射、外加荷載和設計因素。

除這三種原因外,玻璃與框架作為結構整體還有製造和裝配方面的影響。建築玻璃的熱炸裂是一個綜合性的問題,既要全面考慮各個因素的作用,又要針對工程實際排除次要因素不計,控制住主要因素。對一般情況而言,制約玻璃熱炸裂的主要因素有三個:

1、玻璃的吸熱率

由於熱炸裂的機理是玻璃吸收陽光中的紅外輻照,自身溫度升高,與邊部的冷端之間形成溫度梯度,造成非均勻膨脹或受到約束,形成熱應力,進而使薄弱部位發生裂紋擴充套件。所以玻璃本身對紅外線的吸收率是一個關鍵因素,吸熱玻璃廣泛採用以來,熱炸裂問題才突出起來。一般吸熱玻璃的熱吸收率在20—40%之間,在採用吸熱玻璃的設計時,一定要對使用環境作一全面評價再確定,比如玻璃的朝向,環境的溫度,邊框以及牆體的導熱情況等等,要特別注意是溫差造成熱炸裂。

玻璃吸收熱能,自身溫度升高,與較低溫度的邊框、牆體形成的溫度差越大,熱炸裂的危險性也越大。經驗告訴我們,熱炸裂通常不是發生在熱帶,而是發生在寒帶或溫帶的朝東南的玻璃,而且早晨、上午的熱炸裂最多,這是因為環境溫度低,玻璃吸收紅外輻射後容易與邊部形成較大的溫度梯度。在上述場合採用吸熱玻璃應對吸熱率、板面尺寸有計算依據。

2、玻璃的板面尺寸

玻璃的板面越大,受熱膨脹後的變形也越大,形成的約束反力也越大,相應地造成更大熱應力,增加了熱炸裂的機率。同時析面尺寸越大,越容易受到其它荷載的更大疊加效應。所以在追求大板面玻璃的裝飾效果的同時,應對風荷載、熱應力、邊框變形、自重、裝配應力等綜合影響作全面考慮。

吸熱玻璃在板面尺寸超過2m2以後應該對邊框約束條件提出相應的改善措施。

3、玻璃邊的加工質量

在熱應力分析中指出,炸裂一般從玻璃邊部起始,邊部的拉應力最大,邊部的加工缺陷最嚴重,所以改善邊部的加工質量是提高建築玻璃抗熱炸裂能力的關鍵因素之一。當玻璃邊部存在缺陷時,將極大地降低玻璃的抗拉強度,在加工安裝時最好將玻璃邊部進行細磨,並剔除有嚴重缺陷的玻璃。

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