钢化玻璃自爆原因分析与解决方法.PDFVIP

Architectural ＆FunctionalGlass N_o3 2013 钢化玻璃 自爆原因分析与解决方法 北京中新方建筑科技研究中心 刘忠伟 邱科 摘 要 ：本文从平板玻璃质量、钢化玻璃碎片数 、表面压应力、表面压应力均匀度、边部加工质量和钢 化玻璃板面尺寸等多方面分析 了钢化玻璃产生 自爆的原因，对钢化玻璃碎片数与钢化玻璃 自爆后的 危害性进行 了对比分析 ，提 出应将钢化玻璃碎片数限制在一定的合理范围，并对此进行 了试验验证 ． 所得结果应用于建筑工程行业标准 《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》中。 关键词 ：钢化玻璃 自爆 1前言 化镍粒子存在于平板玻璃 中，因而才存在于半钢化玻 将平板玻璃经过物理或化学的方法处理 ，使玻璃 璃和钢化玻璃 中。但平板玻璃和半钢化玻璃没有 自爆 表面形成压应力 ，内部形成张应力 ，从而获得高强度 、 现象，只有钢化玻璃才有 自爆 ，原 因是仅有硫化镍粒 高韧性的玻璃 ，称为钢化玻璃 。应用于建筑上通常是 子 由 相 向B相转变的热力学倾向是不够的，必须 物理钢化玻璃。钢化玻璃与平板玻璃相 比有许多优 具备一定的动力学条件才能实现这种相变 ．进而造成 点，如钢化玻璃 的强度高、韧性好 、抗热冲击性能优 玻璃的自爆。平板玻璃是退火玻璃 。其内部无应力。半 越 ，安全破裂。所谓安全破裂是指钢化玻璃碎片钝化 钢化玻璃和钢化玻璃经淬火后其内部具有应力 ，属于 了，即钢化玻璃碎片没有明显 的锐角，当人体撞击玻 预应力材料。半钢化玻璃和钢化玻璃 内部应力状态见 璃并发生玻璃破碎时，给人体 的切割伤或刺穿伤降 图 1。 低。因此钢化玻璃被广泛地应用于玻璃幕墙和门窗等 工程 中。但是钢化玻璃也有缺点，如 自爆。严格意义上 说 ，钢化玻璃只有在无荷载作用下发生的 自发性炸裂 才称为钢化玻璃的自爆。实际工程 中，对于没有外力 … 冲击 、正常使用条件下、具有典型 自爆裂纹 的钢化玻 璃破裂也归结为钢化玻璃 自爆。自爆是钢化玻璃固有 的弱点之一 ，但钢化玻璃 自爆原本应当是罕见事件 ． 至少应 当是少见现象，如汽车 、火车和轮船用钢化玻 图 1 半钢化玻璃和钢化玻璃 内部应 力 璃都极少发生 自爆。而建筑上用钢化玻璃却经常发生 自爆 ，以至于发展成一种普遍现象，甚至发生伤人 、损 由图 1可见，半钢化玻璃和钢化玻璃内部应力分 物事件，已到了必须解决的地步。本文全面分析了钢 布趋势是一致的，都是外表面处于压应力 ．内部处于 化玻璃 自爆的原因，提出了降低钢化玻璃 自爆率的方 张应力 ，两者的区别是钢化玻璃表面压应力和内部张 法，进行了相关的试验研究，所得结果将应用于 《建筑 应力比半钢化玻璃的表面压应力和内部张应力都大。 门窗幕墙应钢化玻璃》建筑工程行业标准制订中。 只有玻璃中的硫化镍粒子位于足够大的张应力区，硫 2硫化镍及其他缺陷 化镍粒子才具备相变 的动力学条件 ，因为硫化镍粒子 钢化玻璃 自爆 的原 因很多 ，最主要原因是硫化镍 相变伴随体积膨胀 ，足够大的张应力为硫化镍粒子体 粒子的膨胀。玻璃 中含有硫化镍夹杂物 ，硫化镍夹杂 积膨胀提供了动力学条件 ，这就是平板玻璃和半钢化 物一般以结 晶体 (NiS)存在 ，室温下存在着 相向8 玻璃不发生 自爆 ，钢化玻璃 自爆的原因。玻璃中的硫 相转变的热力学倾 向，并伴有 2％～3％的体积膨胀 。硫 化镍粒子是随机分布的。如果玻璃 中的硫化镍粒子位 一 6 一 建筑玻璃与工业玻璃2013，N_o3 于钢化玻璃最大张应力部位 ，该粒子就可能成为钢化