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玻璃破損與“自爆”的區別

來源:09年會論文集作者:牛曉日期:2009-4-13 　頁面功能【字體：大中小】【打印】【關閉】【評論】

摘要：本文探討玻璃破損與“自爆”產生的原因，倡議說:玻璃破損，不提倡說:玻璃“自爆”。
關鍵詞：玻璃破損“自爆"　

　　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。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〔1〕。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

　　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

　　3.安裝時產生的應力引起玻璃的破損
　　玻璃在安裝時，由于建筑物與玻璃的誤差范圍的不同，會引起玻璃扭曲變形，對玻璃產生額外的應力，會引起玻璃破損。由于玻璃墊塊的硬度以及部位、數量的選用不當，也會引起玻璃邊部的應力集中或過大，造成玻璃破損。破損狀態為直線形狀。

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