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玻璃破損與“自爆”的區(qū)別
來源:09年會論文集 作者:牛曉 日期:2009-4-13 頁面功能 【字體:
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摘要:本文探討玻璃破損與“自爆”產(chǎn)生的原因,倡議說:玻璃破損,不提倡說:玻璃“自爆”。
關(guān)鍵詞:玻璃破損“自爆"
玻璃由于其特有的通透性能,從其發(fā)明到現(xiàn)在在建筑領(lǐng)域和交通工具中還沒有可以替代它的產(chǎn)品。其除了具有遮風避雨的特性外,隨著科學技術(shù)的進步和提高,還提供美輪美負的觀感、優(yōu)良的性能和舒適的室內(nèi)環(huán)境。但是由于人們對其特性的認識不足,在玻璃發(fā)生破損時,都認為是玻璃發(fā)生了“自爆”。但是玻璃如果沒有受到外應(yīng)力的作用,是不會發(fā)生破損,即所謂的“自爆”現(xiàn)象。事實上我們應(yīng)該稱其為:玻璃破損。因為:玻璃產(chǎn)生破損有以下的原因:設(shè)計方面的原因;生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原因;運輸領(lǐng)域的原因;安裝時產(chǎn)生的原因;建筑物沉降的原因;人為的原因;天災的原因;玻璃的“自爆”原因。
玻璃由于其晶體結(jié)構(gòu)的特點,它在突然破裂之前沒有屈服的表現(xiàn)過程。所以人們普遍會認為是玻璃產(chǎn)生了“自爆”。由于玻璃屬于非耐用品和易碎品。所有玻璃的破裂都是由于張應(yīng)力大于壓應(yīng)力和表面缺陷作用產(chǎn)生的結(jié)果,從來不是純粹的壓應(yīng)力的原因。玻璃在表面壓應(yīng)力層被穿透后都會發(fā)生破損,雖然,玻璃邊部和表面劃痕以及微裂紋等缺陷,沒有完全穿透壓應(yīng)力層,但是隨著時間的推移,這些細小的損傷在溫度變化和風荷載等應(yīng)力的反復作用下,會慢慢地有效變大,最終將導致玻璃的“自爆”發(fā)生。由于玻璃破損前并沒有明顯的原因,往往讓人覺得出乎意料,是玻璃制造商的原因,理應(yīng)由玻璃商賠償,事實并非如此。
由于玻璃是熱的不良導體,當玻璃遇到溫度的突然變化時會產(chǎn)生危險的壓強。這時玻璃表面和玻璃內(nèi)部的溫差會導致玻璃破損。由于十分明顯的原因,突然加熱的危險性要小于突然冷卻。突然加熱會增加玻璃表面的壓應(yīng)力,突然冷卻會增加玻璃表面的張應(yīng)力。導致玻璃破損。玻璃的熱傳導率在溫度降低時逐漸下降,在溫度高于39℃時,玻璃的輻射傳導率明顯增大,玻璃在夏季中午時,表面的溫度將達到80℃左右。厚玻璃比薄玻璃以輻射方式進行的熱傳遞要明顯加強。所以厚玻璃易產(chǎn)生熱炸裂現(xiàn)象。
鋼化玻璃是將普通玻璃加熱到650℃左右軟化點范圍,然后在玻璃表面快速冷卻,表面形成較高的壓應(yīng)力,鋼化玻璃的強度一般比普通玻璃高4-5倍。由于鋼化玻璃的強度高,許多人錯誤地認為,鋼化玻璃在搬運過程中可以承受野蠻搬運,隨意安裝。實際上并非如此,鋼化玻璃同普通玻璃一樣,在搬運和安裝過程中要小心防止玻璃邊部和表面的損傷。如果玻璃邊部和表面出現(xiàn)大的爆邊和劃傷,將使玻璃的強度急劇下降,鋼化玻璃就會卻速度也比較慢與鋼化玻璃相比。半鋼化玻璃的強度是普通玻璃的2倍左右。半鋼化玻璃的顏色,純凈度,化學成分和透光性能這些特性都沒有改變,硬度,比重,熱膨脹系數(shù),軟化點,熱傳導率,陽光透過率和剛性也沒有改變,唯一改變的物理特性是彎曲強度。在均勻負荷條件下,半鋼化玻璃比相同普通玻璃要結(jié)實2倍。因此具有更好的抗熱沖擊、風荷載和外界物體,如冰雹等沖擊的能力。更重要的是半鋼化玻璃不會像鋼化玻璃出現(xiàn)所謂的“自爆”現(xiàn)象〔1〕。鋼化玻璃“自爆”特性,蝴蝶般現(xiàn)象見圖1
玻璃破損原因分析
1.設(shè)計原因
玻璃的設(shè)計強度低于許用強度值,能造成玻璃破損。玻璃結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,造成玻璃局部應(yīng)力過大而產(chǎn)生的破損,如:三角形,凸凹形,挖孔等結(jié)構(gòu),會造成玻璃的局部應(yīng)力集中。見圖2
2.在生產(chǎn)、運輸和搬運時對玻璃的影響
玻璃在生產(chǎn)、運輸和搬運時,如果對玻璃保護不當,會對玻璃表面或邊部產(chǎn)生嚴重的劃傷,爆邊,磨傷等缺陷,也會造成玻璃局部的應(yīng)力集中。引起玻璃破損。見圖4.圖5
3.安裝時產(chǎn)生的應(yīng)力引起玻璃的破損
玻璃在安裝時,由于建筑物與玻璃的誤差范圍的不同,會引起玻璃扭曲變形,對玻璃產(chǎn)生額外的應(yīng)力,會引起玻璃破損。由于玻璃墊塊的硬度以及部位、數(shù)量的選用不當,也會引起玻璃邊部的應(yīng)力集中或過大,造成玻璃破損。破損狀態(tài)為直線形狀。
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