鋼化玻璃自爆原因分析

一, 自爆的原因

玻璃內(nèi)部包含硫化鎳雜質(zhì),以小水晶狀態(tài)存在,存在二種晶相：高溫相α－Nis和低溫相β－Nis,相變溫度為379℃,玻璃在鋼化爐內(nèi)加熱時,因加熱溫度遠(yuǎn)高于相變溫度,Nis全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣料�。然而在隨后的急速淬冷過程中,α－Nis來不及轉(zhuǎn)變?yōu)棣拢璑is,從而被凍結(jié)在鋼化玻璃中。在室溫環(huán)境下,α－Nis是不穩(wěn)定的,有逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)棣拢璑is的趨勢。這種轉(zhuǎn)變伴隨著約2～4％的體積膨脹,使玻璃承受巨大的相變張應(yīng)力,從而導(dǎo)致自爆。從自爆后玻璃碎片中提取的Nis結(jié)石的掃描電鏡照片中可看到,其表面起伏不平,非常粗糙。如圖：

鋼化玻璃的自爆發(fā)生時間無確定性,可能是剛出爐,也可能是1-2個月后,也有可能是1-2年之后,一般2年之后發(fā)生自爆的幾率較小。由于鋼化玻璃自爆不可控,事前無任何征兆,稱為“玻璃幕墻的癌癥”。

“玻璃幕墻的癌癥”出自著名建筑師福斯特之口：由福斯特事務(wù)所設(shè)計的倫敦市政廳幾塊從地板到天花板高度的玻璃破裂。這座市政廳靠近倫敦塔橋,全部用玻璃做覆面,承包商不得不著手檢查所有的內(nèi)部玻璃。大倫敦市議會發(fā)言人說,根據(jù)初步調(diào)查,題目出在玻璃含有鎳硫化物上,也就是說,在玻璃生產(chǎn)過程中被鎳元素污染,鎳和玻璃中的硫化物進行化學(xué)反應(yīng),造成破裂。硫化鎳類自爆后安全隱患巨大,二是更換難度大,同時會伴隨較大的質(zhì)量投訴及經(jīng)濟損失,造成業(yè)主的不滿甚至更為嚴(yán)重的其他后果,稱之為“玻璃幕墻的癌癥”。

在國內(nèi)的重點項目中,也因為出現(xiàn)玻璃自爆而引發(fā)了嚴(yán)重的安全隱患和高昂的后期更換,維護費用,比如：北京南站,CCTV大樓,梅蘭芳大劇院,北京西環(huán)廣場,北京南站,上海X2地塊,廣州西塔等。

一, 應(yīng)對措施

對于玻璃自爆,一直是困擾著業(yè)內(nèi)玻璃提升的大問題,嘗試通過各種方式來減少和避免。隨著生產(chǎn)技術(shù)的提升以及新材料的研發(fā),目前主要有2種方式通過實踐是最有效的方法：

1, 采用超白玻璃（低鐵玻璃）。由于玻璃中的重金屬鐵和鎳是

共生的,隨著超白玻璃鐵含量的大大降低,鎳含量也大大降低,可以從源頭上控制解決自爆的問題。但國內(nèi)市場上超白玻璃各個品牌也是良莠不齊,并不是所有的超白玻璃廠家都能很好的控制在廠房建設(shè)中,玻璃原料中,生產(chǎn)控制中鎳的含量,必須有應(yīng)用案例中無自爆的實踐驗證。據(jù)了解,國內(nèi)的“金晶”牌超白玻璃在從2005年開始應(yīng)用,到目前還未出現(xiàn)自爆的情況。

2, 采用半鋼化夾膠玻璃。由于安全玻璃規(guī)范中,半鋼化玻璃

必須要夾膠使用。由于半鋼化玻璃鋼化過程中加熱溫度低,而且冷卻速度慢,可以減少硫化鎳被凍結(jié)的情況。但此種方法雖然可以減少自爆的情況,但不能從根源上解決問題,且后期維護和更換費用更高。

3,采用均質(zhì)處理。玻璃鋼化后再入均質(zhì)爐進行,做硫化鎳的引爆處理,但一般小廠都沒有該設(shè)備。但由于硫化鎳晶型的轉(zhuǎn)變時間較慢,在有限的時間段進行引爆處理也不能完全杜絕自爆現(xiàn)象,且加工費用高昂。

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