鋼化玻璃自爆可以表述為鋼化玻璃在無(wú)外部直接作用的情況下而自動(dòng)發(fā)生破碎的現象。在鋼化加工、貯存、運輸、安裝、使用等過(guò)程中均可發(fā)生鋼化玻璃自爆。

　　自爆按起因不同可分為兩種：一:是由玻璃中可見(jiàn)缺陷引起的自爆，例如結石、砂粒、氣泡(詞條“氣泡”由行業(yè)大百科提供)、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等;:二:是由玻璃中硫化鎳(NiS)雜質(zhì)膨脹引起的自爆。

　　這是兩種不同類(lèi)型的自爆，應明確分類(lèi)，區別對待，采用不同方法來(lái)應對和處理。前者一般目視可見(jiàn)，檢測相對容易，故生產(chǎn)中可控。后者則主要由玻璃中微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發(fā)，無(wú)法目測檢驗，故不可控。

　　在實(shí)際運作和處理上，前者一般可以在安裝前剔除，后者因無(wú)法檢驗而繼續存在，成為使用中的鋼化玻璃自爆的主要因素。硫化鎳類(lèi)自爆后更換難度大，處理費用高，同時(shí)會(huì )伴隨較大的質(zhì)量投訴及經(jīng)濟損失，造成業(yè)主的不滿(mǎn)甚至更為嚴重的其他后果。所以，硫化鎳引發(fā)的自爆是我們討論的重點(diǎn)。

　　鋼化玻璃自爆原理

　　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(jīng)鋼化處理后，表面層形成壓應力(詞條“壓應力”由行業(yè)大百科提供)。內部板芯層呈張應力，壓應力和張應力共同構成一個(gè)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(fā)的。鋼化玻璃中硫化鎳晶體發(fā)生相變時(shí)，其體積膨脹，處于玻璃板芯張應力層的硫化鎳膨脹使鋼化玻璃內部產(chǎn)生更大的張應力，當張應力超過(guò)玻璃自身所能承受的極限時(shí)，就會(huì )導致鋼化玻璃自爆。

　　國外研究證明：玻璃主料石英砂或砂巖(詞條“砂巖”由行業(yè)大百科提供)帶入鎳，燃料及輔料帶入硫，在1400℃～1500℃高溫熔窯(詞條“熔窯”由行業(yè)大百科提供)燃燒熔化形成硫化鎳。

　　當溫度超過(guò)1000℃時(shí)，硫化鎳以液滴形式隨機分布于熔融玻璃液中。當溫度降至797℃時(shí)，這些小液滴結晶固化，硫化鎳處于高溫態(tài)的α-NiS晶相(六方晶體)。當溫度繼續降至

　　379℃時(shí)，發(fā)生晶相轉變成為低溫狀態(tài)的β-NiS(三方晶系)，同時(shí)伴隨著(zhù)2.38%的體積膨脹。這個(gè)轉變過(guò)程的快慢，既取決于硫化鎳顆粒中不同組成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量，還取決于其周?chē)鷾囟鹊母叩汀?

　　如果硫化鎳相變沒(méi)有轉換完全，則即使在自然存放及正常使用的溫度條件下，這一過(guò)程仍然繼續，只是速度很低而已。

　　當玻璃鋼化加熱時(shí)，玻璃內部板芯溫度約620℃，所有的硫化鎳都處于高溫態(tài)的α-NiS相。隨后，玻璃進(jìn)入風(fēng)柵急冷，玻璃中的硫化鎳在379℃發(fā)生相變。與浮法退火窯(詞條“退火窯”由行業(yè)大百科提供)不同的是，鋼化急冷時(shí)間很短，來(lái)不及轉變成低溫態(tài)β-NiS而以高溫態(tài)硫化鎳α相被“凍結”在玻璃中?？焖偌崩涫共ＡУ靡凿摶?，形成外壓內張的應力統一平衡體。

　　在已經(jīng)鋼化了的玻璃中硫化鎳相變低速持續地進(jìn)行著(zhù)，體積不斷膨脹擴張，對其周?chē)ＡУ淖饔昧﹄S之增大。鋼化玻璃板芯本身就是張應力層，位于張應力層內的硫化鎳發(fā)生相變時(shí)體積膨脹也形成張應力，這兩種張應力疊加在一起，足以引發(fā)鋼化玻璃的破裂即自爆。

　　進(jìn)一步實(shí)驗表明：對于表面壓應力100MPa的鋼化玻璃，其內部的張應力為45MPa左右。此時(shí)張應力層中任何直徑大于0.06mm的硫化鎳均可引發(fā)自爆。另外，根據自爆研究統計結果分析，95%以上的自爆是由粒徑分布在0.04mm～0.65mm之間的硫化鎳引發(fā)。根據材料斷裂力學(xué)計算出硫化鎳引發(fā)自爆的平均粒徑為0.2mm.因此，國內外玻璃加工行業(yè)一致認定硫化鎳是鋼化玻璃自爆的主要原因。鋼化玻璃自爆還有一些其他因素：玻璃開(kāi)槽及鉆孔的不合理、玻璃原片質(zhì)量較差、厚度不均如壓花玻璃、應力分布不均例如彎鋼化玻璃及區域鋼化玻璃等。

　　中國建筑裝飾協(xié)會(huì )幕墻工程委員會(huì )受建設部委托，對北京、上海、天津、重慶、西安、武漢、深圳、哈爾濱、廈門(mén)、溫州10個(gè)城市進(jìn)行了既有幕墻安全狀況調查，調查樣本的選取是在10個(gè)城市自檢自查基礎上，由城市建設行政主管部門(mén)推薦提供的120項既有建筑幕墻項目，在本次調查中，幕墻玻璃破損437塊。全玻幕墻此次調查有17項，其中10項發(fā)現大玻璃碎裂，共計68塊，玻璃肋斷裂3塊，還發(fā)現很多玻璃幕墻無(wú)肋玻璃。中空玻璃(詞條“中空玻璃”由行業(yè)大百科提供)漏氣180塊，鍍膜玻璃脫膜現象個(gè)別城市也比較多。調查中發(fā)現了9項有重要隱患的幕墻工程，占調查項目總數的9.38%.如果去掉鋼化玻璃自爆破裂，比例下降到2.3%。幕墻門(mén)窗采用鋼化玻璃致使玻璃幕墻和門(mén)窗的玻璃破裂事故居高不下，改變這種狀況已迫在眉捷。

　　本文根據國內、外幕墻和門(mén)窗的玻璃破裂事故的分析，建議幕墻及門(mén)窗應采用防飛散玻璃。鋼化玻璃自爆及其分類(lèi)1、鋼化玻璃自爆分類(lèi)從鋼化玻璃誕生開(kāi)始，就伴隨著(zhù)自爆問(wèn)題。鋼化玻璃自爆可以表述為鋼化玻璃在無(wú)外部直接作用的情況下而自動(dòng)發(fā)生破碎的現象。在鋼化加工、貯存、運輸、安裝、使用等過(guò)程中均可發(fā)生鋼化玻璃自爆。

　　自爆按起因不同可分為兩種：

　　一是由玻璃中可見(jiàn)缺陷引起的自爆，例如結石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等;

　　二是由玻璃中硫化鎳(NIS)雜質(zhì)和異質(zhì)相顆粒引起鋼化玻璃自爆。

　　BALLANTYNE于1961年首次提出鋼化玻璃自爆的硫化鎳機制。BORDEAUX和KASPERr通過(guò)250例自爆的研究，發(fā)現引起自爆的硫化鎳直徑在0.04～0.65mm之間，平均粒徑為0.2mm。新發(fā)現異質(zhì)相顆粒引起鋼化玻璃自爆。

　　這是兩種不同類(lèi)型的自爆，應明確分類(lèi)，區別對待，采用不同方法來(lái)應對和處理。前者一般目視可見(jiàn)，檢測相對容易，故生產(chǎn)中可控。后者則主要由玻璃中微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發(fā)，無(wú)法目測檢驗，故不可控。在實(shí)際運作和處理上，前者一般可以在安裝前剔除，后者因無(wú)法檢驗而繼續存在，成為使用中的鋼化玻璃自爆的主要因素。

　　不可控鋼化玻璃自爆的特點(diǎn)

　　鋼化玻璃原因不清自爆的問(wèn)題，責任難明。自爆時(shí)間沒(méi)有確定性，可能是剛出爐，也可能是出廠(chǎng)后1～2月，也有出廠(chǎng)1～2年才自爆的，引起鋼化玻璃較多自爆的時(shí)間可能是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的4～5年。

　　據不完全了解，大部份廠(chǎng)家產(chǎn)品的概率是3‰左右的自爆率;個(gè)別廠(chǎng)家產(chǎn)品的概率可能還要高。鋼化玻璃自爆的根本原因是因為玻璃中含有硫化鎳及異質(zhì)相顆粒雜質(zhì)，雜質(zhì)是如何混入的現還未根本查清，玻璃中是如何混入鎳的，最大可能的來(lái)源是設備上使用的各種含鎳合金部件及窯爐上使用的各種耐熱合金。對于燒油的熔窯，曾報道在小爐中發(fā)現富鎳的凝結物。硫毫無(wú)疑問(wèn)來(lái)源于配合料中及燃料中的含硫成份。當溫度超過(guò)1000℃時(shí)，硫化鎳以液滴形式存在于熔融玻璃中，這些小液滴的固化溫度為797℃。1克硫化鎳就能生成約1000個(gè)直徑為0.15mm的小結石。硫化鎳可以在生產(chǎn)完成后任何時(shí)候發(fā)生，故現在還不能完全杜絕，至今無(wú)有效地防止辦法稱(chēng)為“玻璃幕墻的癌癥”。

　　“玻璃幕墻的癌癥”出自著(zhù)名建筑師福斯特之口：那年，由斯特事務(wù)所設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(zhù)手檢查所有的內部玻璃。大倫敦市議會(huì )發(fā)言人說(shuō)，根據初步調查，問(wèn)題出在玻璃含有鎳硫化物上，也就是說(shuō)，在建造過(guò)程中玻璃被鎳元素污染，鎳和玻璃中的硫化物進(jìn)行化學(xué)反應，造成破裂。硫化鎳類(lèi)自爆后更換難度大，處理費用高，同時(shí)會(huì )伴隨較大的質(zhì)量投訴及經(jīng)濟損失，造成業(yè)主的不滿(mǎn)甚至更為嚴重的其他后果。稱(chēng)之為“玻璃幕墻的癌癥”。

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