钢化玻璃自爆的原因是什么
家里玻璃无缘无故突然爆裂
家里玻璃无缘无故突然爆裂。
答：玻璃门自然爆裂原因：质量缺陷引起的自爆、应力不均匀、钢化程度过高造成。
1、质量缺陷引起的自爆第一种是在玻璃生产的过程中，结石、杂质和气泡的掺入，这些结石、杂质和气泡会造成玻璃的应力不均，从而导致爆炸。
这种缺陷一般情况下我们肉眼就能够发现，属于可控自爆。
2、应力不均匀偏移造成的自爆钢化玻璃生产过程中加热或者冷却过程沿玻璃厚度的方向产生了温度不均匀，使得张应力偏向了某一边，造成应力不均匀从而自爆。
3、钢化程度过高造成一般来说，钢化玻璃的钢化程度越高，钢化玻璃越容易自爆。
钢化程度每提高1级自爆概率提高20%~25%。
拓展：挑选玻璃门的注意事项1、看玻璃质量很多时候我们看到了自己喜欢的玻璃门之后，可能会忘了要检查它的质量，所谓检查质量主要是看玻璃门上是否有裂纹，玻璃门的厚度是否达到国家的标准等等。
2、看门框门框是将玻璃门固定的好东西，我们必须要保证门框的质量过关，才能确保玻璃门里的玻璃不会掉落，不会给人带来任何伤害。
目前市面上的玻璃门门框主要有碳钢材料、铝镁合金材料、铝钛合金材料，而这些材料中，铝钛合金的材料是最为坚固的，我们可以选择这样的门框。
3、看铝材在选购玻璃门的时候，我们还要看它的铝材。
一般的玻璃门，它的铝材质量也是比较好的。
所以消费者在选购的时候，可以检查它的硬度和厚度，从而判断铝材的质量。
4、五金配件五金配件虽然在比例上而言，只是门上一个较小的器件，但是，玻璃门上的五金配件却能直接影响着门的整体美观，并且还能决定门的安全性，我们在购买玻璃门的时候，我们一定要先看看玻璃门的五金配件是否有松动的现象、五金配件外表是否光亮等。
钢化玻璃自爆的原因是什么
钢化玻璃自爆的原因是什么
钢化玻璃的自爆原因复杂多样，以下是一些常见的原因：
1.制造缺陷：钢化玻璃在制造过程中，如果控制不当，可能会引入一
些制造缺陷，如表面不均匀的应力、机械性破坏或化学性缺陷。
这些缺陷
会削弱玻璃的耐力，导致自爆。
2.温度差异：钢化玻璃具有较高的抗热冲击性能，但当温度差异较大时，玻璃会受到一定的应力。
如果温度急剧变化，或玻璃表面有冷热不均
匀的情况，玻璃的应力可能会不均匀释放，导致自爆。
3.压力变化：玻璃表面受到外部冲击力，或周围环境压力变化，都可
能导致钢化玻璃自爆。
例如，玻璃表面被撞击后，会引起局部应力的变化，进而导致自爆。
4.玻璃混入金属离子：在玻璃加工过程中，如果杂质或残留物进入玻
璃内部，并与玻璃表面相互作用，可能导致玻璃发生离子交换。
这种离子
交换会导致玻璃表面的压应力增加，从而增加了玻璃自爆的风险。
5.玻璃安装不当：如果钢化玻璃的安装不符合规范，如安装时没有遵
循正确的承载和支撑方式，或者安装过程中发生突发事件，这些因素都可
能导致钢化玻璃自爆。
当钢化玻璃发生自爆时，可能会出现玻璃全面碎裂的情况，也可能只
是玻璃表面出现小碎片。
无论是哪种情况，都会给人们带来损失和伤害。
因此，在使用钢化玻璃时，应当遵守相关的安全操作规程，确保正确安装
和维护，减少钢化玻璃自爆的风险。
最后，总结一下，钢化玻璃自爆的原因包括制造缺陷、温度差异、压
力变化、玻璃混入金属离子和玻璃安装不当等多种因素。
为了减少钢化玻
璃自爆的风险，应严格按照规范安装和维护玻璃，并保持良好的使用环境，避免剧烈温度变化和外力冲击。
钢化玻璃自爆的主要原因及解决方案
钢化玻璃自爆的主要原因及解决方案在广义上，钢化玻璃自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象。
实际上，钢化加工过程中的自动爆裂与储存、运输、使用过程中的自爆是两个完全不同的概念，二者不可混淆。
钢化玻璃生产过程中的自爆钢化玻璃在生产过程中的自爆一般由玻璃中的砂粒、气泡等夹杂物及冷加工时造成的缺口、刮伤、爆边和钢化不合理等工艺缺陷引起的。
对于玻璃在加工过程中炸裂，应采取以下措施：选用优质的玻璃原片：玻璃原片对于钢化玻璃成品质量的玻璃在炉内炸裂是至关重要的。
若玻璃内含有气泡、结石、冷裂纹以及表面划伤过重都会使用在热处理过程中产生应力集中，从而容易破裂。
但是，浮法玻璃生产线不稳定时也可能出现上述缺陷，应该认真做好每片原片玻璃的质检工作。
注意预处理方式：切割玻璃时应选用正确角度的刀轮和施加压力，使玻璃切面的上部裂纹带很窄，而下部的镜面较宽，从而获得良好切口，减少边部裂纹。
玻璃切割后边部都会存在微裂纹，钢化前尽量使用抛光边或精磨边，减少玻璃微裂纹的存在和对后期使用的影响。
角部尽量选用圆形角，减少钢化过程中的应力集中。
一般厚度≥8mm的玻璃要求进行精磨边，厚度≤6mm的玻璃可以用湿砂带磨边机磨边。
合理设置炉温：从玻璃受热及内应力变化分析来看，温度的剧烈变化是引起玻璃炉内炸裂是主要的外部因素。
温度越高，玻璃厚度方向上温度梯度越大，内应力越大，玻璃炸裂概率越高。
12mm、15mm、19mm厚的玻璃危险性更大。
因此，在钢化温度范围内不宜采用过高的温度。
合理设置输送速度：当玻璃从上片台输入钢化炉时，玻璃前端先进入炉内受热膨胀，而处于炉外的玻璃后端较冷。
在冷热交界处平面方向上产生的温度差，使冷端产生张应力，热端产生压应力。
输送速度越快，这种温差越小。
但是，如果加快输送速度，玻璃迅速处于高温之中，受热冲击增大，即在厚度方向上的温度梯度相对增大，玻璃炉内炸裂概率随之增大。
因此，在实际生产中就要权衡利弊，然后选择合理输送速度。
高层建筑玻璃幕墙玻璃自爆原因分析
高层建筑玻璃幕墙玻璃自
爆原因分析
Jenny was compiled in January 2021
高层建筑玻璃幕墙玻璃自爆原因分析
一、高层建筑幕墙玻璃应能承受一定的风荷载和热应力
二、钢化玻璃自爆比例：6mm钢化玻璃的自爆率约为3‰～5‰
三、自爆原因：
1、是指由玻璃中可见缺陷引起的自爆，这种情况一般目视可见，检测相对容易，故生产中可控。
；
2、是指由玻璃中硫化镍（NiS）杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。
这种情况主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发，无法目测检验，故不可控。
四、如何判断是否是玻璃自爆：
玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑（玻璃碎片呈放射状分布，放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块，俗称“蝴蝶斑”）。
判断钢化玻璃是否自爆，首先看起爆点是否在玻璃中间，如起爆点在玻璃中部，看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案（蝴蝶斑），如仔细观察两小块多边形公用边（蝴蝶的躯干部分）应有肉眼可见的黑色小颗粒（硫化镍结石），则可判断是自爆，否则就应是外力破坏。
如在玻璃边缘，一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤，造成应力集中，裂纹逐渐发展造成的；
五、预防对策：
控制钢化应力、对钢化玻璃进行热均质处理，降低自爆率、在结构设计过程中增加必要的保护措施（玻璃周边采用装饰框进行保护，框架与玻璃周边留有间隙并用密封胶填缝，使玻璃不直接与金属框接触，同时，尽量在设计上确保玻璃粘结厚度不小于6mm，可防止在使用过程中，在受到挤压时自爆。
）。
钢化玻璃自爆与热浸
•
NiS晶体图片
• 自爆是钢化玻璃的固有特性，半钢化玻璃不存在
• •
自爆。 每4吨玻璃液中含有一个NiS晶体 按国外玻璃行业界的统计，钢化玻璃自爆的概率 约为0.3—0。5%
• 钢化玻璃自爆的概率与大小、玻璃的厚度外界温
度的变化都有影响。
钢化玻璃自爆图片
减少钢化玻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ自爆率的措施
• 均质处理也叫热浸处理 • 实际上就是一种引爆措施 • 下图天津南玻热浸炉
热浸处理的标准
标准 升温时间 保温时间 (~300℃) 降温时间 (至75℃以下)
DIN18516
4 hs 1 hs 1 hs
4 hs 2 hs 2 hs
4 hs 1 hs 1 hs
EN14179 JGJ102条文
热浸 并不能完全消除钢化玻璃自爆！
热浸处理后钢化玻璃自爆率 ≤1‰
钢化玻璃自爆的原因
• 玻璃自爆机理：玻璃经钢化处理后，表面形成压
应力，内部形成张应力，张应力与压应力保持平 衡，该平衡受到破坏，超过玻璃的抗张极限--玻 璃破裂。 钢化玻璃自爆是由于钢化玻璃内部的硫化镍晶体 发生相变转变，其体积膨胀，导致钢化玻璃内部 应力失衡而自爆。 硫化镍由制造玻璃的原材料石英砂带入玻璃
• •
• NiS高温状态时以 α-NiS六方晶体存在,常温时以
• •
β- NiS三方晶体存在。 当α-NiS六方晶体转变为β- NiS三方晶体时，伴 随着体积膨胀2.38%。 NiS在278℃有一个相变过程：这个转变过程的快 慢，取决于硫化镍（包括Ni7S6、 NiS、 NiSX）在 玻璃中的成份比含量，还有温度的变化。当膨胀 的数量足够并位于钢化玻璃的张应力层时，足以 引爆钢化玻璃。 玻璃钢化时（温度600-700℃），然后快速冷却 到常温（23 ℃）α-NiS到 β- NiS无法及时转 换始终处在转换进程中。
钢化玻璃自爆的原因是什么
自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象.在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆.自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍NiS杂质膨胀引起的自爆.这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理.前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控.后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控.在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素.硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果.所以,硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点.钢化玻璃自爆机理钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因.玻璃经钢化处理后,表面层形成压应力.内部板芯层呈张应力,压应力和张应力共同构成一个平衡体.玻璃本身是一种脆性材料,耐压但不耐拉,所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的.钢化玻璃中硫化镍晶体发生相变时,其体积膨胀,处于玻璃板芯张应力层的硫化镍膨胀使钢化玻璃内部产生更大的张应力,当张应力超过玻璃自身所能承受的极限时,就会导致钢化玻璃自爆.国外研究证明：玻璃主料石英砂或砂岩带入镍,燃料及辅料带入硫,在1400℃～1500℃高温熔窑燃烧熔化形成硫化镍.当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式随机分布于熔融玻璃液中.当温度降至797℃时,这些小液滴结晶固化,硫化镍处于高温态的α-NiS 晶相六方晶体.当温度继续降至379℃时,发生晶相转变成为低温状态的β-NiS三方晶系,同时伴随着 2.38%的体积膨胀.这个转变过程的快慢,既取决于硫化镍颗粒中不同组成物包括Ni7S6、NiS、NiS1.01的百分比含量,还取决于其周围温度的高低.如果硫化镍相变没有转换完全,则即使在自然存放及正常使用的温度条件下,这一过程仍然继续,只是速度很低而已.当玻璃钢化加热时,玻璃内部板芯温度约620℃,所有的硫化镍都处于高温态的α-NiS相.随后,玻璃进入风栅急冷,玻璃中的硫化镍在379℃发生相变.与浮法退火窑不同的是,钢化急冷时间很短,来不及转变成低温态β-NiS而以高温态硫化镍α相被“冻结”在玻璃中.快速急冷使玻璃得以钢化,形成外压内张的应力统一平衡体.在已经钢化了的玻璃中硫化镍相变低速持续地进行着,体积不断膨胀扩张,对其周围玻璃的作用力随之增大.钢化玻璃板芯本身就是张应力层,位于张应力层内的硫化镍发生相变时体积膨胀也形成张应力,这两种张应力叠加在一起,足以引发钢化玻璃的破裂即自爆.进一步实验表明：对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃,其内部的张应力为45MPa左右.此时张应力层中任何直径大于0.06mm的硫化镍均可引发自爆.另外,根据自爆研究统计结果分析,95%以上的自爆是由粒径分布在0.04mm～0.65mm之间的硫化镍引发.根据材料断裂力学计算出硫化镍引发自爆的平均粒径为0.2mm.因此,国内外玻璃加工行业一致认定硫化镍是钢化玻璃自爆的主要原因.钢化玻璃自爆还有一些其他因素：玻璃开槽及钻孔的不合理、玻璃原片质量较差、厚度不均如压花玻璃、应力分布不均例如弯钢化玻璃及区域钢化玻璃等.一、前言中国建筑装饰协会幕墙工程委员会受建设部委托,对北京、上海、天津、重庆、西安、武汉、深圳、哈尔滨、厦门、温州10个城市进行了既有幕墙安全状况调查,调查样本的选取是在10个城市自检自查基础上,由城市建设行政主管部门推荐提供的120项既有建筑幕墙项目,在本次调查中,幕墙玻璃破损437块.全玻幕墙此次调查有１７项,其中１０项发现大玻璃碎裂,共计６８块,玻璃肋断裂３块,还发现很多玻璃幕墙无肋玻璃.中空玻璃漏气１８０块,镀膜玻璃脱膜现象个别城市也比较多.调查中发现了９项有重要隐患的幕墙工程,占调查项目总数的９．３８％．如果去掉钢化玻璃自爆破裂,比例下降到２．３％.幕墙门窗采用钢化玻璃致使玻璃幕墙和门窗的玻璃破裂事故居高不下,改变这种状况已迫在眉捷.本文根据国内、外幕墙和门窗的玻璃破裂事故的分析,建议幕墙及门窗应采用防飞散玻璃.二、钢化玻璃自爆及其分类1、钢化玻璃自爆分类从钢化玻璃诞生开始,就伴随着自爆问题.钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象.在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆.自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍NIS杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆.BALLANTYNE于1961年首次提出钢化玻璃自爆的硫化镍机制.BORDEAUX和KASPERｒ通过对250例自爆的研究,发现引起自爆的硫化镍直径在0.04～0.65mm之间,平均粒径为0.2mm.新发现异质相颗粒引起钢化玻璃自爆.这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理.前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控.后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控.在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素.2、不可控钢化玻璃自爆的特点钢化玻璃原因不清自爆的问题,责任难明.自爆时间没有确定性,可能是刚出炉,也可能是出厂后1～2月,也有出厂1～2年才自爆的,引起钢化玻璃较多自爆的时间可能是产品生产完成后的4～5年.据不完全了解,大部份厂家产品的概率是３‰左右的自爆率；个别厂家产品的概率可能还要高.钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍及异质相颗粒杂质,杂质是如何混入的现还未根本查清,玻璃中是如何混入镍的,最大可能的来源是设备上使用的各种含镍合金部件及窑炉上使用的各种耐热合金.对于烧油的熔窑,曾报道在小炉中发现富镍的凝结物.硫毫无疑问来源于配合料中及燃料中的含硫成份.当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中,这些小液滴的固化温度为797℃.1克硫化镍就能生成约1000个直径为0.15mm的小结石.硫化镍可以在生产完成后任何时候发生,故现在还不能完全杜绝,至今无有效地防止办法称为“玻璃幕墙的癌症”.“玻璃幕墙的癌症”出自着名建筑师福斯特之口：那年,由斯特事务所设计的伦敦市政厅几块从地板到天花板高度的玻璃破裂.这座市政厅靠近伦敦塔桥,全部用玻璃做覆面,承包商不得不着手检查所有的内部玻璃.大伦敦市议会发言人说,根据初步调查,问题出在玻璃含有镍硫化物上,也就是说,在建造过程中玻璃被镍元素污染,镍和玻璃中的硫化物进行化学反应,造成破裂.硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果.称之为“玻璃幕墙的癌症”.三、钢化玻璃自爆率及自爆原因1、自爆率国内的自爆率各生产厂家并不一致,从3%～0.3%不等.一般自爆率是按片数为单位计算的,没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度,所以不够准确,也无法进行更科学的相互比较.为统一测算自爆率,必须确定统一的假设.定出统一的条件：每5～8吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍；每片钢化玻璃的面积平均为1.8m2；硫化镍均匀分布.则计算出6mm厚的钢化玻璃计算自爆率为0.64%～0.54%,即6mm钢化玻璃的自爆率约为3‰～5‰.这与国内高水平加工企业的实际值基本吻合.即使完全按标准生产,也不能彻底避免钢化玻璃自爆.大型建筑物轻易就会用上几百吨玻璃,这意味着玻璃中硫化镍和异质相杂质存在的几率很大,所以钢化玻璃虽经热浸处理,自爆依然不可避免.2、钢化玻璃不可控自爆的原因－硫化镍NiS及异质相颗粒钢化玻璃不可控自爆的来源不仅是传统认识中的nis微粒,还有许多其它异质相颗粒.玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的残余应力所导致的.这类应力可分为两类,一类是相变膨胀过程中的相变应力,另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力.硫化镍nis及异质相颗粒.玻璃内部包含硫化镍杂质,以小水晶状态存在,在一般情况下,不会造成玻璃破损,但是由于钢化玻璃重新加热,改变了硫化镍杂质的相态,硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结,他们在恢复到β态可能需要几年的时间,由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大,在玻璃内部产生局部的应力集中,这时钢化玻璃自爆将发生.然而,仅仅比较大的杂质将引起自爆,而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆.nis是一种晶体,存在二种晶相：高温相α－nis和低温相β－nis,相变温度为379℃,玻璃在钢化炉内加热时,因加热温度远高于相变温度,nis全部转变为α相.然而在随后的淬冷过程中,α－nis来不及转变为β－nis,从而被冻结在钢化玻璃中.在室温环境下,α－nis是不稳定的,有逐渐转变为β－nis的趋势.这种转变伴随着约2～4％的体积膨胀,使玻璃承受巨大的相变张应力,从而导致自爆.从自爆后玻璃碎片中提取的nis结石的扫描电镜照片中可看到,其表面起伏不平、非常粗糙.异质相颗粒引起钢化玻璃自爆,可以破裂源处玻璃碎片的横截面照片中看到,一个球形微小颗粒引起的首次开裂痕迹与二次碎裂的边界区3、如何鉴别钢化玻璃的自爆首先看起爆点钢化玻璃裂纹呈放射状,均有起始点是否在玻璃中间,如在玻璃边缘,一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤,造成应力集中,裂纹逐渐发展造成的；如起爆点在玻璃中部,看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案蝴蝶斑,如有仔细观察两小块多边形公用边蝴蝶的躯干部分应有肉眼可见的黑色小颗粒硫化镍结石,则可判断是自爆的；否则就应是外力破坏的.玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑.玻璃碎片呈放射状分布,放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块,俗称“蝴蝶斑”.nis结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上.4、钢化玻璃自爆机理理论探讨径向应力r≥a切向应力r≥a颗粒与玻璃之间界面的应力对于异质颗粒在玻璃基体中,降温过程温差是负的,所以颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力.玻璃中间层球形单质硅颗粒的扫描电镜图像和边缘挤压形貌,颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力,所以切向应力是裂纹启始的根源.四、玻璃幕墙使用全钢化玻璃问题值得探讨1、钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题.但是对于安全玻璃的概念,传统的概念是,全钢化玻璃属于安全玻璃.其根据除了强度较高外,主要是由于全钢化玻璃破碎时会整块玻璃全部破碎成蜂窝状钝角小颗粒,不易伤人.通过这次调查和众多事故实践,对于这一概念提出了质疑,高层建筑玻璃幕墙使用安全玻璃问题,有讨论的必要.对于高层建筑玻璃幕墙使用安全玻璃,其安全的主要担心是玻璃破碎坠落伤人.这里应该包含三部分要求：一是玻璃具有足够的强度,使其承受设计荷载不破坏.二是玻璃万一破裂要具有防碰碎散落性,使其处于破碎状态时保证不会坠落飞散.三是足够断裂韧度k1c.2、全钢化玻璃具备较高强度和其破坏形态为钝角小颗粒这两个安全因素.但不具备防破碎散落性这一对高层建筑玻璃幕墙而言关键性的安全因素、因此而带来的不安全后果,全钢化玻璃破碎后的大群呈钝角的碎片,从高空散落而下,即使颗粒较小,但速度已很大,同样能伤人.其中的罪魁祸首便是自由落体的重力加速度.对高层建筑玻璃幕墙的玻璃不论何种形态的玻璃碎片,如高层建筑上散落而下,都是危险的甚至是致命的.此外,全钢化玻璃自爆破坏无先兆,目前尚无有效的完全防止的方法,是玻璃幕墙的癌症,玻璃自爆破碎和高空散落,高层建筑玻璃幕墙使用全钢化玻璃并不安全.安全是一个相对的概念,是有条件的；不是绝对的,无条件的.脱离使用条件,仅仅只从其碎片形态来定义玻璃幕墙安全玻璃,是不全面的,钢化玻璃并不是不破裂,只是玻璃之碎粒较小,但碎片容易下落和飞溅而造成意外事故,因此,在很多国外玻璃幕墙技术标准和规范中都明确玻璃幕墙不宜使用单片钢化玻璃,应采用防飞散玻璃,日本高层建筑玻璃幕墙上使用全钢化玻璃,必须增贴一层防飞散膜,以确保安全.“强而不破碎,破碎不散落”,防飞散玻璃才是玻璃幕墙使用的安全玻璃.3、推荐采用半钢化玻璃.半钢化玻璃生产采用与钢化玻璃类似的工艺方法．只是冷却速度较慢．因此其表面应力略小于钢化玻璃.半钢化玻璃在机械强度、抗风压性能、抗冲击性能和抗热震性方面明显优子普通退火玻璃,较适合使用于玻璃幕墙中.半钢化玻璃特性：强度为普通玻璃的２倍；可以有效地抵抗热应力作用．避免玻璃的热炸裂,一旦破裂．半钢化玻璃裂纹全部是延伸到边．其碎片可以保留在框架内而不会坠落；不易发生钢化玻璃的自爆现象；比钢化玻璃具有更好的平整度.五、结论1、国内玻璃幕墙造成危害主要来源是钢化玻璃自爆.2、钢化玻璃自爆的来源不仅是传统认识中的ＮｉＳ微粒,还有许多其它异质相颗粒.3、玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的切向拉应力.4、钢化玻璃自爆不可控,事前无任何征兆.称为“玻璃幕墙的癌症”.5、幕墙及门窗应采用防飞散玻璃,推荐采用半钢化玻璃.。
钢化玻璃自爆的原因
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钢化玻璃自爆的原因
钢化玻璃自爆的原因，是由于在玻璃的制造过程中，在原料或耐火材料等的熔出物中混有一些含镍杂质，这些杂质在玻璃熔融过程中，互相使用形成了硫化镍晶体。
硫化镍晶体超过380℃高温是α相态，常温下是β相。
当硫化镍晶体从α相态，转变为β相时，晶体的体积会有2-4%的变化，引起钢化玻璃自爆的硫化镍晶体的直径平均为0.2mm左右。
在原片玻璃成型时，需经过一个缓慢的退火过程，硫化镍晶体基本不会影响玻璃的强度。
但是当对玻璃进行钢化加工时情况就大不相同了。
由于钢化玻璃采用的是淬火工艺。
在冷却风的作用下玻璃冷却速度非常快，当玻璃被冷却到常温，结构完全固定后，α相的硫化镍晶体还来不及转换成低温态的β相，而仍以高温的α相态存在。
如果硫化镍晶体出现在钢化玻璃的张应力区，那么只要出现晶型转变，就一定会发生自爆。
由于晶型转变的时间不定，常温下钢化玻璃的自爆也是完全不确定的。
引爆处理降低自爆概率
解决钢化玻璃自爆的办法，是对钢化玻璃进行均质处理：就是将钢化玻璃重新加热到280-300℃，然后保温2-4小时，使有条件发生自爆的钢化玻璃在这个过程中爆裂。
钢化玻璃的均质还称为钢化玻璃的引爆处理或钢化玻璃的热浸处理。
据统计表明，经严格的均质处理后，钢化玻璃自爆概率会大大降低，每1万平方米玻璃在1年内发生1片自爆的概率仅为1%以下。
此时的钢化玻璃才可以称得上真正的安全玻璃。
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钢化玻璃自爆原因及对策
对流加热的效果依赖于热空气在炉内的循环路线，因此均质炉内的气体流股必须经过精心 设计，总的原则是尽可能地使炉内气流通畅、温度均匀。即使发生玻璃破碎，碎片也不能堵 塞气流通路。
#1
样 σ(Mpa) Dc(µ
品
m)
号
#2 σ(Mpa) Dc(µ
m)
#3 σ(Mpa) Dc(µ
m)
#4 σ(Mpa) Dc(µ
m)
#5 σ(Mpa) Dc(µ
m)
批 次
第 90 一 批
68 82
78 86
73 94
64
109
51
次
第 90 二 批 次
68 94
64
109
51
99
59 115
47
图 1. 自爆碎片形态图 玻璃碎片呈放射状分布，放射中心有二块形 似蝴蝶翅膀的玻璃块，俗称 “蝴蝶斑”。NiS 结石位于二块“蝴蝶斑”的界面上。
图 2. NiS 结石扫描电镜照片 粗糙的表面是硫化镍结石的一个主要特 征。
Bordeaux 和 Kasper 通过对 250 例自爆的研究[3]，发现引起自爆的硫化镍直径在 0.04—0.65 mm 之间，平均粒径为 0.2 mm(图 3)。 硫化镍在玻璃中一般位于张应力区，大部分集中在板 芯部位的高张应力区(图 4)。处在压应力区的 NiS，一般不会导致自爆。
2.自爆机理及影响因素 2.1 硫化镍(NiS) NiS 是一种晶体，存在二种晶相: 高温相 α-NiS 和低温相 β-NiS，相变温度为 379 oC . 玻璃 在钢化炉内加热时，因加热温度远高于相变温度，NiS 全部转变为 α 相。然而在随后的淬冷 过程中， α-NiS 来不及转变为 β-NiS，从而被冻结在钢化玻璃中。在室温环境下，α-NiS 是 不稳定的，有逐渐转变为 β-NiS 的趋势。这种转变伴随着约 2--4%的体积膨胀，使玻璃承受 巨大的相变张应力，从而导致自爆。典型的 NiS 引起的自爆碎片见图 1。图 2 是从自爆后玻 璃碎片中提取的 NiS 结石的扫描电镜照片，其表面起伏不平、非常粗糙。
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自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象。
在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。
自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆，例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍（NiS）杂质膨胀引起的自爆。
这是两种不同类型的自爆，应明确分类，区别对待，采用不同方法来应对和处理。
前者一般目视可见，检测相对容易，故生产中可控。
后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发，无法目测检验，故不可控。
在实际运作和处理上，前者一般可以在安装前剔除，后者因无法检验而继续存在，成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
硫化镍类自爆后更换难度大，处理费用高，同时会伴随较大的质量投诉及经济损失，造成业主的不满甚至更为严重的其他后果。
所以，硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点。
钢化玻璃自爆机理钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因。
玻璃经钢化处理后，表面层形成压应力。
内部板芯层呈张应力，压应力和张应力共同构成一个平衡体。
玻璃本身是一种脆性材料，耐压但不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的。
钢化玻璃中硫化镍晶体发生相变时，其体积膨胀，处于玻璃板芯张应力层的硫化镍膨胀使钢化玻璃内部产生更大的张应力，当张应力超过玻璃自身所能承受的极限时，就会导致钢化玻璃自爆。
国外研究证明：玻璃主料石英砂或砂岩带入镍，燃料及辅料带入硫，在1400℃～1500℃高温熔窑燃烧熔化形成硫化镍。
当温度超过1000℃时，硫化镍以液滴形式随机分布于熔融玻璃液中。
当温度降至797℃时，这些小液滴结晶固化，硫化镍处于高温态的α-NiS晶相（六方晶体）。
当温度继续降至379℃时，发生晶相转变成为低温状态的β-NiS（三方晶系），同时伴随着2.38%的体积膨胀。
这个转变过程的快慢，既取决于硫化镍颗粒中不同组成物（包括Ni7S6、NiS、NiS1.01）的百分比含量，还取决于其周围温度的高低。
如果硫化镍相变没有转换完全，则即使在自然存放及正常使用的温度条件下，这一过程仍然继续，只是速度很低而已。
当玻璃钢化加热时，玻璃内部板芯温度约620℃，所有的硫化镍都处于高温态的α-NiS相。
随后，玻璃进入风栅急冷，玻璃中的硫化镍在379℃发生相变。
与浮法退火窑不同的是，钢化急冷时间很短，来不及转变成低温态β-NiS而以高温态硫化镍α相被“冻结”在玻璃中。
快速急冷使玻璃得以钢化，形成外压内张的应力统一平衡体。
在已经钢化了的玻璃中硫化镍相变低速持续地进行着，体积不断膨胀扩张，对其周围玻璃的作用力随之增大。
钢化玻璃板芯本身就是张应力层，位于张应力层内的硫化镍发生相变时体积膨胀也形成张应力，这两种张应力叠加在一起，足以引发钢化玻璃的破裂即自爆。
进一步实验表明：对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃，其内部的张应力为45MPa左右。
此时张应力层中任何直径大于0.06mm 的硫化镍均可引发自爆。
另外，根据自爆研究统计结果分析，95%以上的自爆是由粒径分布在0.04mm～0.65mm之间的硫化镍引发。
根据材料断裂力学计算出硫化镍引发自爆的平均粒径为0.2mm.因此，国内外玻璃加工行业一致认定硫化镍是钢化玻璃自爆的主要原因。
钢化玻璃自爆还有一些其他因素：玻璃开槽及钻孔的不合理、玻璃原片质量较差、厚度不均如压花玻璃、应力分布不均例如弯钢化玻璃及区域钢化玻璃等。
一、前言中国建筑装饰协会幕墙工程委员会受建设部委托，对北京、上海、天津、重庆、西安、武汉、深圳、哈尔滨、厦门、温州10个城市进行了既有幕墙安全状况调查，调查样本的选取是在10个城市自检自查基础上，由城市建设行政主管部门推荐提供的120项既有建筑幕墙项目，在本次调查中，幕墙玻璃破损437块。
全玻幕墙此次调查有１７项，其中１０项发现大玻璃碎裂，共计６８块，玻璃肋断裂３块，还发现很多玻璃幕墙无肋玻璃。
中空玻璃漏气１８０块，镀膜玻璃脱膜现象个别城市也比较多。
调查中发现了９项有重要隐患的幕墙工程，占调查项目总数的９．３８％．如果去掉钢化玻璃自爆破裂，比例下降到２．３％。
幕墙门窗采用钢化玻璃致使玻璃幕墙和门窗的玻璃破裂事故居高不下，改变这种状况已迫在眉捷。
本文根据国内、外幕墙和门窗的玻璃破裂事故的分析，建议幕墙及门窗应采用防飞散玻璃。
二、钢化玻璃自爆及其分类1、钢化玻璃自爆分类从钢化玻璃诞生开始，就伴随着自爆问题。
钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象。
在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。
自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆，例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍（NIS）杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。
BALLANTYNE于1961年首次提出钢化玻璃自爆的硫化镍机制。
BORDEAUX和KASPERｒ通过对250例自爆的研究，发现引起自爆的硫化镍直径在0.04～0.65mm之间，平均粒径为0.2mm。
新发现异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。
这是两种不同类型的自爆，应明确分类，区别对待，采用不同方法来应对和处理。
前者一般目视可见，检测相对容易，故生产中可控。
后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发，无法目测检验，故不可控。
在实际运作和处理上，前者一般可以在安装前剔除，后者因无法检验而继续存在，成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
2、不可控钢化玻璃自爆的特点钢化玻璃原因不清自爆的问题，责任难明。
自爆时间没有确定性，可能是刚出炉，也可能是出厂后1～2月，也有出厂1～2年才自爆的，引起钢化玻璃较多自爆的时间可能是产品生产完成后的4～5年。
据不完全了解，大部份厂家产品的概率是３‰左右的自爆率；个别厂家产品的概率可能还要高。
钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍及异质相颗粒杂质，杂质是如何混入的现还未根本查清，玻璃中是如何混入镍的，最大可能的来源是设备上使用的各种含镍合金部件及窑炉上使用的各种耐热合金。
对于烧油的熔窑，曾报道在小炉中发现富镍的凝结物。
硫毫无疑问来源于配合料中及燃料中的含硫成份。
当温度超过1000℃时，硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中，这些小液滴的固化温度为797℃。
1克硫化镍就能生成约1000个直径为0.15mm的小结石。
硫化镍可以在生产完成后任何时候发生，故现在还不能完全杜绝，至今无有效地防止办法称为“玻璃幕墙的癌症”。
“玻璃幕墙的癌症”出自著名建筑师福斯特之口：那年，由斯特事务所设计的伦敦市政厅几块从地板到天花板高度的玻璃破裂。
这座市政厅靠近伦敦塔桥，全部用玻璃做覆面，承包商不得不着手检查所有的内部玻璃。
大伦敦市议会发言人说，根据初步调查，问题出在玻璃含有镍硫化物上，也就是说，在建造过程中玻璃被镍元素污染，镍和玻璃中的硫化物进行化学反应，造成破裂。
硫化镍类自爆后更换难度大，处理费用高，同时会伴随较大的质量投诉及经济损失，造成业主的不满甚至更为严重的其他后果。
称之为“玻璃幕墙的癌症”。
三、钢化玻璃自爆率及自爆原因1、自爆率国内的自爆率各生产厂家并不一致，从3%～0.3%不等。
一般自爆率是按片数为单位计算的，没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度，所以不够准确，也无法进行更科学的相互比较。
为统一测算自爆率，必须确定统一的假设。
定出统一的条件：每5～8吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍；每片钢化玻璃的面积平均为1.8m2；硫化镍均匀分布。
则计算出6mm厚的钢化玻璃计算自爆率为0.64%～0.54%，即6mm钢化玻璃的自爆率约为3‰～5‰。
这与国内高水平加工企业的实际值基本吻合。
即使完全按标准生产，也不能彻底避免钢化玻璃自爆。
大型建筑物轻易就会用上几百吨玻璃，这意味着玻璃中硫化镍和异质相杂质存在的几率很大，所以钢化玻璃虽经热浸处理，自爆依然不可避免。
2、钢化玻璃不可控自爆的原因－硫化镍（NiS）及异质相颗粒钢化玻璃不可控自爆的来源不仅是传统认识中的nis微粒，还有许多其它异质相颗粒。
玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的残余应力所导致的。
这类应力可分为两类，一类是相变膨胀过程中的相变应力，另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力。
硫化镍（nis）及异质相颗粒。
玻璃内部包含硫化镍杂质，以小水晶状态存在，在一般情况下，不会造成玻璃破损，但是由于钢化玻璃重新加热，改变了硫化镍杂质的相态，硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结，他们在恢复到β态可能需要几年的时间，由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大，在玻璃内部产生局部的应力集中，这时钢化玻璃自爆将发生。
然而，仅仅比较大的杂质将引起自爆，而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆。
nis是一种晶体，存在二种晶相：高温相α－nis和低温相β－nis，相变温度为379℃，玻璃在钢化炉内加热时，因加热温度远高于相变温度，nis全部转变为α相。
然而在随后的淬冷过程中，α－nis来不及转变为β－nis，从而被冻结在钢化玻璃中。
在室温环境下，α－nis是不稳定的，有逐渐转变为β－nis的趋势。
这种转变伴随着约2～4％的体积膨胀，使玻璃承受巨大的相变张应力，从而导致自爆。
从自爆后玻璃碎片中提取的nis结石的扫描电镜照片中可看到，其表面起伏不平、非常粗糙。
异质相颗粒引起钢化玻璃自爆，可以破裂源处玻璃碎片的横截面照片中看到，一个球形微小颗粒引起的首次开裂痕迹与二次碎裂的边界区3、如何鉴别钢化玻璃的自爆首先看起爆点（钢化玻璃裂纹呈放射状，均有起始点）是否在玻璃中间，如在玻璃边缘，一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤，造成应力集中，裂纹逐渐发展造成的；如起爆点在玻璃中部，看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案（蝴蝶斑），如有仔细观察两小块多边形公用边（蝴蝶的躯干部分）应有肉眼可见的黑色小颗粒（硫化镍结石），则可判断是自爆的；否则就应是外力破坏的。
玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑。
玻璃碎片呈放射状分布，放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块，俗称“蝴蝶斑”。
nis结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上。
4、钢化玻璃自爆机理理论探讨径向应力r≥a切向应力r≥a颗粒与玻璃之间界面的应力对于异质颗粒在玻璃基体中，降温过程温差是负的，所以颗粒周边的径向应力是压力，切向应力是拉力。
玻璃中间层球形单质硅颗粒的扫描电镜图像和边缘挤压形貌，颗粒周边的径向应力是压力，切向应力是拉力，所以切向应力是裂纹启始的根源。
四、玻璃幕墙使用全钢化玻璃问题值得探讨1、钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题。
但是对于安全玻璃的概念，传统的概念是，（全）钢化玻璃属于安全玻璃。
其根据除了强度较高外，主要是由于（全）钢化玻璃破碎时会整块玻璃全部破碎成蜂窝状钝角小颗粒，不易伤人。