鋼化玻璃內部的硫化鎳膨脹是導致鋼化玻璃自爆的主要原因。玻璃經鋼化處理後,表面層形成壓應力。內部板芯層呈張應力,壓應力和張應力共同構成一個平衡體。玻璃本身是一種脆性材料,耐壓但不耐拉,所以玻璃的大部分破碎是張應力引發的。
鋼化玻璃中硫化鎳晶體發生相變時,其體積膨脹,處於玻璃板芯張應力層的硫化鎳膨脹使鋼化玻璃內部產生更大的張應力,當張應力超過玻璃自身所能承受的極限時,就會導致鋼化玻璃自爆。國外研究證明:玻璃主料石英砂或砂岩帶入鎳,燃料及輔料帶入硫,在1400℃~1500℃高溫熔窯燃燒熔化形成硫化鎳。當溫度超過1000℃時,硫化鎳以液滴形式隨機分佈於熔融玻璃液中。
當溫度降至797℃時,這些小液滴結晶固化,硫化鎳處於高溫態的α-NiS晶相(六方晶體)。當溫度繼續降至379℃時,發生晶相轉變成為低溫狀態的β-NiS(三方晶系),同時伴隨著2.38%的體積膨脹。這個轉變過程的快慢,既取決於硫化鎳顆粒中不同組成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量,還取決於其周圍溫度的高低。
硫化鎳粒子造成的鋼化玻璃自爆具有主動性、自發性、無外因,是真正意義上的自爆。
硫化鎳粒子造成鋼化玻璃自爆需要兩個條件:
其一硫化鎳粒子所處位置的張應力大小;其二硫化鎳粒子的尺寸。硫化鎳粒子尺寸越大,它需要的張應力越小,即對應不同的張應力,硫化鎳粒子存在臨界尺寸,鋼化玻璃中張應力越大,硫化鎳粒子的臨界尺寸越小,產生自爆硫化鎳粒子越多,鋼化玻璃自爆的機率越大。
此外,風荷載、溫差作用、裝配應力等會改變鋼化玻璃內部的應力分佈,在荷載的作用下,原本處於不具備自爆條件的硫化鎳粒子可能變為具各自爆條件而自爆,這就是工程上鋼化玻璃安裝後,特別是採光頂鋼化玻璃自爆的主要原因
擴充套件資料
1、鋼化玻璃是普通玻璃在高溫條件下迅速冷化形成的。具有硬度大不易破碎的特點。破碎後會常出現整體破碎情況,且破碎玻璃無尖銳縫口。如果是汽車擋風玻璃出現裂紋,可以採用玻璃鑽頭在裂紋終端打孔,以阻止裂紋繼續蔓延,多用於公交擋風玻璃,如果是私家車,可能高速行駛,不建議採用此法。
目前鋼化玻璃無其他修復方案,其實鋼化玻璃價格也比較便宜。
2、玻璃表面和邊部在加工、運輸、駐村和施工過程,坑造成有劃痕、炸口和爆邊等缺陷,易造成應力集中而導致鋼化玻璃自爆。玻璃表面本來就存在大量的微裂紋,這也是玻璃力學行為服從斷裂力學的根本原因。這些微裂紋在一定的條件下回擴充套件,如水蒸氣的作用、荷載的作用等,都可能加速微裂紋的擴充套件。
通常情況下微裂紋的擴充套件速度是極其緩慢的,表現為玻璃的強度是一恆定值,但是玻璃表面的微裂紋有一臨界值,當微裂紋尺寸接近或達到臨界值時,裂紋快速擴張,導致玻璃破裂。如果玻璃表面和邊部存在接近臨界尺寸的微裂紋,如玻璃表面和邊部在加工、運輸、駐村和施工過程造成的劃痕、炸口、爆邊等缺陷尺寸就較大,玻璃可能在極小的荷載作用下就導致玻璃表面或邊部微裂紋快速擴張,最終導致玻璃破裂。
為此應提高鋼化玻璃邊部建功質量,明確邊部加工要求,如兩邊完全磨邊或三遍不完全磨邊,避免玻璃邊部和表面劃傷和磕碰:理論分析和實驗表明,鋼化玻璃邊部鋼化程度較低,因此應對鋼化玻璃邊部重點保護:對於點支式幕牆玻璃,如果對玻璃打孔,孔邊一定要精磨,最好達到拋光的程度,因為玻璃孔邊是應力集中部位。
鋼化玻璃內部的硫化鎳膨脹是導致鋼化玻璃自爆的主要原因。玻璃經鋼化處理後,表面層形成壓應力。內部板芯層呈張應力,壓應力和張應力共同構成一個平衡體。玻璃本身是一種脆性材料,耐壓但不耐拉,所以玻璃的大部分破碎是張應力引發的。
鋼化玻璃中硫化鎳晶體發生相變時,其體積膨脹,處於玻璃板芯張應力層的硫化鎳膨脹使鋼化玻璃內部產生更大的張應力,當張應力超過玻璃自身所能承受的極限時,就會導致鋼化玻璃自爆。國外研究證明:玻璃主料石英砂或砂岩帶入鎳,燃料及輔料帶入硫,在1400℃~1500℃高溫熔窯燃燒熔化形成硫化鎳。當溫度超過1000℃時,硫化鎳以液滴形式隨機分佈於熔融玻璃液中。
當溫度降至797℃時,這些小液滴結晶固化,硫化鎳處於高溫態的α-NiS晶相(六方晶體)。當溫度繼續降至379℃時,發生晶相轉變成為低溫狀態的β-NiS(三方晶系),同時伴隨著2.38%的體積膨脹。這個轉變過程的快慢,既取決於硫化鎳顆粒中不同組成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量,還取決於其周圍溫度的高低。
硫化鎳粒子造成的鋼化玻璃自爆具有主動性、自發性、無外因,是真正意義上的自爆。
硫化鎳粒子造成鋼化玻璃自爆需要兩個條件:
其一硫化鎳粒子所處位置的張應力大小;其二硫化鎳粒子的尺寸。硫化鎳粒子尺寸越大,它需要的張應力越小,即對應不同的張應力,硫化鎳粒子存在臨界尺寸,鋼化玻璃中張應力越大,硫化鎳粒子的臨界尺寸越小,產生自爆硫化鎳粒子越多,鋼化玻璃自爆的機率越大。
此外,風荷載、溫差作用、裝配應力等會改變鋼化玻璃內部的應力分佈,在荷載的作用下,原本處於不具備自爆條件的硫化鎳粒子可能變為具各自爆條件而自爆,這就是工程上鋼化玻璃安裝後,特別是採光頂鋼化玻璃自爆的主要原因
擴充套件資料
1、鋼化玻璃是普通玻璃在高溫條件下迅速冷化形成的。具有硬度大不易破碎的特點。破碎後會常出現整體破碎情況,且破碎玻璃無尖銳縫口。如果是汽車擋風玻璃出現裂紋,可以採用玻璃鑽頭在裂紋終端打孔,以阻止裂紋繼續蔓延,多用於公交擋風玻璃,如果是私家車,可能高速行駛,不建議採用此法。
目前鋼化玻璃無其他修復方案,其實鋼化玻璃價格也比較便宜。
2、玻璃表面和邊部在加工、運輸、駐村和施工過程,坑造成有劃痕、炸口和爆邊等缺陷,易造成應力集中而導致鋼化玻璃自爆。玻璃表面本來就存在大量的微裂紋,這也是玻璃力學行為服從斷裂力學的根本原因。這些微裂紋在一定的條件下回擴充套件,如水蒸氣的作用、荷載的作用等,都可能加速微裂紋的擴充套件。
通常情況下微裂紋的擴充套件速度是極其緩慢的,表現為玻璃的強度是一恆定值,但是玻璃表面的微裂紋有一臨界值,當微裂紋尺寸接近或達到臨界值時,裂紋快速擴張,導致玻璃破裂。如果玻璃表面和邊部存在接近臨界尺寸的微裂紋,如玻璃表面和邊部在加工、運輸、駐村和施工過程造成的劃痕、炸口、爆邊等缺陷尺寸就較大,玻璃可能在極小的荷載作用下就導致玻璃表面或邊部微裂紋快速擴張,最終導致玻璃破裂。
為此應提高鋼化玻璃邊部建功質量,明確邊部加工要求,如兩邊完全磨邊或三遍不完全磨邊,避免玻璃邊部和表面劃傷和磕碰:理論分析和實驗表明,鋼化玻璃邊部鋼化程度較低,因此應對鋼化玻璃邊部重點保護:對於點支式幕牆玻璃,如果對玻璃打孔,孔邊一定要精磨,最好達到拋光的程度,因為玻璃孔邊是應力集中部位。