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建筑幕墙玻璃为什么会爆裂?

2022-08-09 17:03

如今,许多办公楼和住宅楼为追求美观而采用大面积玻璃幕墙,但有些幕墙在没有外力作用时也会突然爆裂。为达到所需强度,幕墙通常要求采用钢化玻璃。其较高的硬度和抗冲击性能,源于钢化炉热处理后表面形成的强大压应力。这种应力在一定程度上抵消外部冲击,因此钢化建筑玻璃幕墙表现出较高强度和硬度,而且应力越大,钢化玻璃强度越高。

但这是一种不平衡状态,只要有机会,就会趋向恢复平衡,其表现就是钢化玻璃爆裂并碎成颗粒。导致钢化玻璃破碎的原因可能来自外部,也可能来自内部。

外部原因包括超载、与硬物碰撞、预留间隙不当(间隙过小)及边缘损伤等。内部原因包括钢化玻璃边缘加工缺陷、尖角、孔洞等应力集中部位应力过高,玻璃内应力过大,以及硫化镍杂质的存在。

前两个因素与玻璃钢化过程中的工艺控制有关,硫化镍因素则产生于原文所称的glass-on-slide工序。由内部因素造成的破碎称为自爆。钢化玻璃自爆无法完全避免,且没有预兆,其发生概率通常为3‰,但我国的概率相对较高。

玻璃中可能含有细小的硫化镍杂质晶体,通常不会导致损坏。但玻璃在钢化过程中再次受热,会改变硫化镍杂质的相态。玻璃冷却定型时,高温α态硫化镍被保留下来,可能需要多年才恢复为β态。由于低温β态硫化镍体积增大,会在玻璃内部造成局部应力集中,引发钢化玻璃自爆。不过,只有较大的杂质位于拉应力区域中心时,才可能引起自爆。