玻璃由于其特有的通透性能,从其发明到现在在建筑领域和交通工具中还没有可以替代它的产品。其除了具有遮风避雨的特性外,随着科学技术的进步和提高,还提供美轮美负的观感、优良的性能和舒适的室内环境。但是由于人们对其特性的认识不足,在玻璃发生破损时,都认为是玻璃发生了“自爆”。但是玻璃如果没有受到外应力的作用,是不会发生破损,即所谓的“自爆”现象。事实上我们应该称其为:玻璃破损。因为:玻璃产生破损有以下的原因:设计方面的原因;生产环节的原因;运输领域的原因;安装时产生的原因;建筑物沉降的原因;人为的原因;天灾的原因;玻璃的“自爆”原因。
玻璃由于其晶体结构的特点,它在突然破裂之前没有屈服的表现过程。所以人们普遍会认为是玻璃产生了“自爆”。由于玻璃属于非耐用品和易碎品。所有玻璃的破裂都是由于张应力(词条“张应力”由行业大百科提供)大于压应力和表面缺陷作用产生的结果,从来不是纯粹的压应力的原因。玻璃在表面压应力层被穿透后都会发生破损,虽然,玻璃边部和表面划痕以及微裂纹等缺陷,没有完全穿透压应力层,但是随着时间的推移,这些细小的损伤在温度变化和风荷载等应力的反复作用下,会慢慢地有效变大,最终将导致玻璃的“自爆”发生。由于玻璃破损前并没有明显的原因,往往让人觉得出乎意料,是玻璃制造商的原因,理应由玻璃商赔偿,事实并非如此。
由于玻璃是热的不良导体,当玻璃遇到温度的突然变化时会产生危险的压强。这时玻璃表面和玻璃内部的温差会导致玻璃破损。由于十分明显的原因,突然加热的危险性要小于突然冷却(词条“冷却”由行业大百科提供)。突然加热会增加玻璃表面的压应力,突然冷却会增加玻璃表面的张应力。导致玻璃破损。玻璃的热传导率在温度降低时逐渐下降,在温度高于39℃时,玻璃的辐射传导率明显增大,玻璃在夏季中午时,表面的温度将达到80℃左右。厚玻璃比薄玻璃以辐射方式进行的热传递要明显加强。所以厚玻璃易产生热炸裂现象。
钢化玻璃是将普通玻璃加热到650℃左右软化点范围,然后在玻璃表面快速冷却,表面形成较高的压应力,钢化玻璃的强度一般比普通玻璃高4-5倍。由于钢化玻璃的强度高,许多人错误地认为,钢化玻璃在搬运过程中可以承受野蛮搬运,随意安装。实际上并非如此,钢化玻璃同普通玻璃一样,在搬运和安装过程中要小心防止玻璃边部和表面的损伤。如果玻璃边部和表面出现大的爆边和划伤,将使玻璃的强度急剧下降,钢化玻璃就会却速度也比较慢与钢化玻璃相比。半钢化玻璃的强度是普通玻璃的2倍左右。半钢化玻璃的颜色,纯净度,化学成分和透光性能这些特性都没有改变,硬度,比重,热膨胀系数,软化点,热传导率,阳光透过率和刚性也没有改变,唯一改变的物理特性是弯曲强度。在均匀负荷条件下,半钢化玻璃比相同普通玻璃要结实2倍。因此具有更好的抗热冲击、风荷载和外界物体,如冰雹等冲击的能力。更重要的是半钢化玻璃不会像钢化玻璃出现所谓的“自爆”现象。钢化玻璃“自爆”特性,蝴蝶般现象见图1。
玻璃破损原因分析
1.设计原因
玻璃的设计强度低于许用强度值,能造成玻璃破损。玻璃结构设计不合理,造成玻璃局部应力过大而产生的破损,如:三角形,凸凹形,挖孔等结构,会造成玻璃的局部应力集中。见图2
普通平板玻璃设计时未考虑玻璃的热炸裂现象。玻璃特别是吸热玻璃与热反射玻璃在受到阳光照射时,玻璃表面会形成不均匀的温度场,从而在玻璃中形成热应力,当这种热应力超过玻璃的强度允许范围时,就会发生热炸裂,热炸裂呈现为曲线状态。
设计时玻璃厚度偏薄或尺寸偏大,玻璃在受到风荷载即风压的作用后,风压的作用力超过玻璃的强度允许范围时,玻璃发生破损。
还有就是玻璃的挠度(词条“挠度”由行业大百科提供)问题。在JGJ113-2009《建筑玻璃应用技术规程》中规定,不大于短边的1/60,玻璃就不会产生弯曲的破损,但是,如果玻璃的板面大,玻璃厚度薄,挠度变形过大,就有可能,让玻璃的边部与金属框架相碰。因此产生玻璃的“自爆”现象的发生。
2.在生产、运输和搬运时对玻璃的影响
玻璃在生产、运输和搬运时,如果对玻璃保护不当,会对玻璃表面或边部产生严重的划伤,爆边,磨伤等缺陷,也会造成玻璃局部的应力集中。引起玻璃破损。见图4.图5
玻璃在生产时,如果在玻璃表面和边部产生了大的划伤、大的爆边、大的缺角等现象,就会造成玻璃局部的强度值急剧下降。从而会使玻璃产生“自爆”的现象。
到底多大的爆边会引起玻璃的“自爆”?按照国家标准《建筑用安全玻璃(词条“安全玻璃”由行业大百科提供) 第二部分:钢化玻璃》GB15763.2-2005中,表6钢化玻璃的外观质量,要求。
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