玻璃由于其特有的通透性能,從其發明到現在在建筑領域和交通工具中還沒有可以替代它的產品。其除了具有遮風避雨的特性外,隨著科學技術的進步和提高,還提供美輪美負的觀感、優良的性能和舒適的室內環境。但是由于人們對其特性的認識不足,在玻璃發生破損時,都認為是玻璃發生了“自爆”。但是玻璃如果沒有受到外應力的作用,是不會發生破損,即所謂的“自爆”現象。事實上我們應該稱其為:玻璃破損。因為:玻璃產生破損有以下的原因:設計方面的原因;生產環節的原因;運輸領域的原因;安裝時產生的原因;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。
玻璃由于其晶體結構的特點,它在突然破裂之前沒有屈服的表現過程。所以人們普遍會認為是玻璃產生了“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力(詞條“張應力”由行業大百科提供)大于壓應力和表面缺陷作用產生的結果,從來不是純粹的壓應力的原因。玻璃在表面壓應力層被穿透后都會發生破損,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生危險的壓強。這時玻璃表面和玻璃內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(詞條“冷卻”由行業大百科提供)。突然加熱會增加玻璃表面的壓應力,突然冷卻會增加玻璃表面的張應力。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。所以厚玻璃易產生熱炸裂現象。
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,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所謂的“自爆”現象。鋼化玻璃“自爆”特性,蝴蝶般現象見圖1。
玻璃破損原因分析
1.設計原因
玻璃的設計強度低于許用強度值,能造成玻璃破損。玻璃結構設計不合理,造成玻璃局部應力過大而產生的破損,如:三角形,凸凹形,挖孔等結構,會造成玻璃的局部應力集中。見圖2
普通平板玻璃設計時未考慮玻璃的熱炸裂現象。玻璃特別是吸熱玻璃與熱反射玻璃在受到陽光照射時,玻璃表面會形成不均勻的溫度場,從而在玻璃中形成熱應力,當這種熱應力超過玻璃的強度允許范圍時,就會發生熱炸裂,熱炸裂呈現為曲線狀態。
設計時玻璃厚度偏薄或尺寸偏大,玻璃在受到風荷載即風壓的作用后,風壓的作用力超過玻璃的強度允許范圍時,玻璃發生破損。
還有就是玻璃的撓度(詞條“撓度”由行業大百科提供)問題。在JGJ113-2009《建筑玻璃應用技術規程》中規定,不大于短邊的1/60,玻璃就不會產生彎曲的破損,但是,如果玻璃的板面大,玻璃厚度薄,撓度變形過大,就有可能,讓玻璃的邊部與金屬框架相碰。因此產生玻璃的“自爆”現象的發生。
2.在生產、運輸和搬運時對玻璃的影響
玻璃在生產、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生嚴重的劃傷,爆邊,磨傷等缺陷,也會造成玻璃局部的應力集中。引起玻璃破損。見圖4.圖5
玻璃在生產時,如果在玻璃表面和邊部產生了大的劃傷、大的爆邊、大的缺角等現象,就會造成玻璃局部的強度值急劇下降。從而會使玻璃產生“自爆”的現象。
到底多大的爆邊會引起玻璃的“自爆”?按照國家標準《建筑用安全玻璃(詞條“安全玻璃”由行業大百科提供) 第二部分:鋼化玻璃》GB15763.2-2005中,表6鋼化玻璃的外觀質量,要求。
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