魯米星帶你認(rèn)識(shí)鋼化玻璃的自爆現(xiàn)象

----魯米星特種玻璃科技股份有限公司生產(chǎn)部

一、概述

鋼化玻璃自爆就是鋼化玻璃在無(wú)外部直接作用的情況下而自動(dòng)發(fā)生破碎的現(xiàn)象。在鋼化加工、貯存、運(yùn)輸、安裝、使用等過(guò)程中均可發(fā)生鋼化玻璃自爆。自爆按起因不同可分為兩種：
1、由玻璃中可見缺陷引起的自爆，例如結(jié)石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等；

2、由玻璃中硫化鎳（NiS）雜質(zhì)膨脹引起的自爆。

前者一般目視可見，檢測(cè)相對(duì)容易，在生產(chǎn)中可控。后者則主要由玻璃中微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發(fā)，無(wú)法目測(cè)檢驗(yàn)，故不可控。

在實(shí)際運(yùn)作和處理上，前者一般可以在安裝前剔除，后者因無(wú)法檢驗(yàn)而繼續(xù)存在，成為使用中的鋼化玻璃自爆的主要因素。硫化鎳類自爆后更換難度大，處理費(fèi)用高，同時(shí)會(huì)伴隨較大的質(zhì)量投訴及經(jīng)濟(jì)損失，造成業(yè)主的不滿甚至更為嚴(yán)重的其他后果。

鋼化玻璃內(nèi)部的硫化鎳膨脹是導(dǎo)致鋼化玻璃自爆的主要原因。玻璃經(jīng)鋼化處理后，表面層形成壓應(yīng)力。內(nèi)部板芯層呈張應(yīng)力，壓應(yīng)力和張應(yīng)力共同構(gòu)成一個(gè)平衡體。

玻璃在制作過(guò)程中有時(shí)會(huì)在其內(nèi)部殘留一種叫硫化鎳的特殊雜質(zhì)。之所以說(shuō)它特殊，是因?yàn)樗粫?huì)像一般物質(zhì)一樣熱脹冷縮，恰恰相反，它會(huì)熱縮冷脹。

玻璃中有NiS雜質(zhì)無(wú)法從玻璃里完全剔除，總有一定量的NiS存在于玻璃里，

鋼化玻璃是由普通玻璃高溫驟冷處理（鋼化過(guò)程）之后制成的，在這一過(guò)程中，硫化鎳的體積先是受熱縮小，后又冷卻膨脹，這使鋼化玻璃內(nèi)部出現(xiàn)很大的應(yīng)力。但是因?yàn)槔鋮s時(shí)間很短，不足以讓它還原成常溫的大小，所以在冷卻完成后還會(huì)繼續(xù)變化，這種變化就可能會(huì)造成鋼化玻璃自爆，這是鋼化玻璃不可避免的。通常會(huì)在制成后不久自爆，但極個(gè)別情況時(shí)，當(dāng)硫化鎳恰好位于鋼化玻璃中間時(shí)，自爆就會(huì)延遲，最長(zhǎng)可以延遲到幾年之后。

中國(guó)建筑裝飾協(xié)會(huì)幕墻工程委員會(huì)受建設(shè)部委托，對(duì)北京、上海、天津、重慶、西安、武漢、深圳、哈爾濱、廈門、溫州10個(gè)城市進(jìn)行了既有幕墻安全狀況調(diào)查，調(diào)查樣本的選取是在10個(gè)城市自檢自查基礎(chǔ)上，由城市建設(shè)行政主管部門推薦提供的120項(xiàng)既有建筑幕墻項(xiàng)目，在本次調(diào)查中，幕墻玻璃破損437塊。全玻幕墻此次調(diào)查有１７項(xiàng)，其中１０項(xiàng)發(fā)現(xiàn)大玻璃碎裂，共計(jì)６８塊，玻璃肋斷裂３塊，還發(fā)現(xiàn)很多玻璃幕墻無(wú)肋玻璃。中空玻璃漏氣１８０塊，鍍膜玻璃脫膜現(xiàn)象個(gè)別城市也比較多。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了９項(xiàng)有重要隱患的幕墻工程，占調(diào)查項(xiàng)目總數(shù)的９．３８％．如果去掉鋼化玻璃自爆破裂，比例下降到２．３％。幕墻門窗采用鋼化玻璃致使玻璃幕墻和門窗的玻璃破裂事故居高不下，改變這種狀況已迫在眉捷。

根據(jù)國(guó)內(nèi)、外幕墻和門窗的玻璃破裂事故的分析，建議幕墻及門窗應(yīng)采用防飛散玻璃。

二、鋼化玻璃不可控自爆的原因

1、鋼化玻璃自爆的原因

鋼化玻璃不可控自爆的來(lái)源不僅是傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中的NiS微粒，還有許多其它異質(zhì)相顆粒。玻璃中的裂紋萌發(fā)和擴(kuò)展主要是由于在顆粒附近處產(chǎn)生的殘余應(yīng)力所導(dǎo)致的。

鋼化玻璃自爆的還有其他因素，如：玻璃開槽及鉆孔的不合理、玻璃原片質(zhì)量較差、厚度不均如壓花玻璃、應(yīng)力分布不均例如彎鋼化玻璃及區(qū)域鋼化玻璃等。

2、鋼化玻璃自爆具有不可控的特點(diǎn)

鋼化玻璃自爆原因不清的問(wèn)題，責(zé)任難明。自爆時(shí)間沒(méi)有確定性，可能是剛出爐，也可能是出廠后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(shí)間可能是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的4～5年。

玻璃中是如何混入硫化鎳的，最大可能的來(lái)源是設(shè)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(duì)于燒油的熔窯，曾報(bào)道在小爐中發(fā)現(xiàn)富鎳的凝結(jié)物。硫毫無(wú)疑問(wèn)來(lái)源于配合料中及燃料中的含硫成份。當(dāng)溫度超過(guò)1000℃時(shí)，硫化鎳以液滴形式存在于熔融玻璃中，這些小液滴的固化溫度為797℃。1克硫化鎳就能生成約1000個(gè)直徑為0.15mm的小結(jié)石。硫化鎳雜質(zhì)現(xiàn)在還不能完全杜絕，至今無(wú)有效地防止辦法，稱之為“玻璃幕墻的癌癥”。

{C}3、{C}鋼化玻璃自爆率

據(jù)不完全了解，國(guó)內(nèi)的鋼化玻璃自爆率各生產(chǎn)廠家從3%～0.3%不等。個(gè)別廠家產(chǎn)品的概率可能還要高。
    自爆率統(tǒng)一測(cè)算條件：每5～8噸玻璃含有一個(gè)足以引發(fā)自爆的硫化鎳；每片鋼化玻璃的面積平均為1.8m2；硫化鎳均勻分布。則計(jì)算出6mm厚的鋼化玻璃計(jì)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(guó)內(nèi)高水平加工企業(yè)的實(shí)際值基本吻合。

即使完全按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，也不能徹底避免鋼化玻璃自爆。大型建筑物輕易就會(huì)用上幾百噸玻璃，這意味著玻璃中硫化鎳和異質(zhì)相雜質(zhì)存在的幾率很大，所以鋼化玻璃雖經(jīng)熱浸處理，自爆依然不可避免
三、如何鑒別鋼化玻璃的自爆

首先看起爆點(diǎn)（鋼化玻璃裂紋呈放射狀，均有起始點(diǎn)）是否在玻璃中間，如在玻璃邊緣，一般是因?yàn)椴Ａ唇?jīng)過(guò)倒角磨邊處理或玻璃邊緣有損傷，造成應(yīng)力集中，裂紋逐漸發(fā)展造成的；如起爆點(diǎn)在玻璃中部，看起爆點(diǎn)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(xì)觀察兩小塊多邊形公用邊（蝴蝶的軀干部分）應(yīng)有肉眼可見的黑色小顆粒（硫化鎳結(jié)石），則可判斷是自爆的；否則就應(yīng)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(jié)石位于二塊"蝴蝶斑"的界面上。
四、改善和預(yù)防措施

1、在很多國(guó)外玻璃幕墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中都明確玻璃幕墻不宜使用單片鋼化玻璃，應(yīng)采用防飛散玻璃，高層建筑玻璃幕墻上使用（全）鋼化玻璃，必須增貼一層防飛散膜，以確保安全。“強(qiáng)而不破碎，破碎不散落”，防飛散玻璃是玻璃幕墻使用的安全玻璃。

2、采用半鋼化玻璃。

半鋼化玻璃生產(chǎn)采用與鋼化玻璃類似的工藝方法．只是冷卻速度較慢．因此其表面應(yīng)力略小于鋼化玻璃。半鋼化玻璃在機(jī)械強(qiáng)度、抗風(fēng)壓性能、抗沖擊性能和抗熱震性方面明顯優(yōu)子普通退火玻璃，較適合使用于玻璃幕墻中。半鋼化玻璃特性：強(qiáng)度為普通玻璃的２倍；可以有效地抵抗熱應(yīng)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(nèi)而不會(huì)墜落；不易發(fā)生鋼化玻璃的自爆現(xiàn)象；比鋼化玻璃具有更好的平整度。
五、總結(jié)
1、國(guó)內(nèi)玻璃幕墻造成危害主要來(lái)源是鋼化玻璃自爆。 
2、鋼化玻璃自爆原因既有傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中的NiS微粒，還有許多其它異質(zhì)相顆粒。
3、玻璃中的裂紋萌發(fā)和擴(kuò)展主要是由于在顆粒附近處產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力。
4、鋼化玻璃自爆不可控，事前無(wú)任何征兆。稱為“玻璃幕墻的癌癥”。
5、幕墻及門窗應(yīng)采用防飛散玻璃，推薦采用半鋼化玻璃。