解析钢化玻璃自爆原因

第一篇：解析钢化玻璃自爆原因

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

解析玻璃幕墙钢化玻璃自爆原因

范陆平

电话：*** 邮箱：fanluping858@163.com

（南通建筑工程总承包有限公司）

【摘要】：本文根据行业标准《JGJ102-2003》的标准，解析浮法玻璃、镀膜玻璃、有框或隐框玻璃幕墙的玻璃以及中空玻璃自爆的原因。

【关键词】：钢化（中空）玻璃

自爆

原因

由于我国近年来大面积玻璃窗及各种玻璃幕墙日益增多，愈建愈高，各种玻璃在上墙后自裂(自爆)现象时有发生。我们经常接到此类咨询电话。高层幕墙的脚手架还在拆除中，玻璃就连续发生自爆(幕墙有个别向南的一面玻璃几乎全部自爆)，给施工单位带来很大经济损失，并且更换困难。施工单位和玻璃制造厂家责任不易分清。现将几种玻璃自爆原因浅析如下：

一、玻璃幕墙作为建筑外墙受到风荷载(风压)和温度的影响

每个地区风力强度和频度，受热条件等因素都不一样，因此决定了对玻璃因地区、楼层高度的不同而选择不同规格、不同型号、不同颜色的玻璃。玻璃用于外墙的要求起码要考虑承受两种应力：一种是承受风荷载能力，一种是承受热应力能力。应对上述应力进行认真验算，选用适当的玻璃才能减少自爆。玻璃本体质量，对自爆也极为重要。如平板玻璃和浮法玻璃相比较，平板玻璃的厚薄均匀度、平整度，玻璃表面的质量均比浮法玻璃质量差。因此平板玻璃承受风荷载能力及热应力能力也弱。如对玻璃进行半钢化、钢化，其抗风压及热应力能力有较明显的提高。半钢化玻璃或钢化玻璃，其表面最终形成压应力，因此玻璃抗压强度比抗张强度高得多，所以能经受弯曲、冲击和温度变化。如引用风荷载因子对不同类型玻璃抗风荷载能力的修正，以6毫米单片浮法玻璃为1，则6毫米半钢化玻璃为2.0，钢化玻璃为4.0。镀膜玻璃是利用物理方法、化学方法在玻璃表面镀上一层或

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

数层金属合金或化学膜，目前国内外生产不同工艺有：真空磁控溅射法(又称真空溅射镀膜)；在线喷涂法(在浮法玻璃生产过程中喷涂金属或其它化合物和玻璃融为一体，又称在线镀膜玻璃，可以热弯)；真空蒸发、凝胶法(又称化学镀膜)。上述四种镀膜玻璃因工艺不同，镀膜玻璃的性能和品质也存在很大差异。前两种镀膜玻璃质量优于后两种玻璃，可用于隐框玻璃幕墙。

建筑上用阳光控制玻璃，又称为热反射镀膜玻璃(简称镀膜玻璃)，主要特点是允许足够的太阳光射入室内，又能反映定量的太阳热能，能透过0.3～2.5微米的可见光，3～12微米远红外线被反射，维持室内凉爽，该玻璃的透光率为8～40％之间，可制成金、银、蓝、褐、绿等各种颜色。国内生产该种玻璃厂家甚多，由于不同做法，不同设备，及其它各种原因，质量差异很大。

国外生产的低辐射玻璃，它的特点是在不影响可见光的透光性的情况下，能透过80％太阳光辐射能，对室内有保温作用，同时这种玻璃可以挡大量紫外光，减少阳光中紫外线对室内家俱的影响。现国内没有生产这种低辐射玻璃。

二、玻璃是脆性材料，玻璃的自爆现象受多方面影响。

除玻璃本体质量外，玻璃的几何形状，如方能、矩形、三角形和圆形。玻璃安装状况如：四周紧固或松驰，玻璃底部是否安放支撑物，玻璃与四周铝合金框用什么硬度材质密封或用玻璃胶密封，以及后续工艺、受热状况等均对玻璃的自爆有密切影响。玻璃热应力自爆，一般是来自玻璃本体部位不均匀所致。玻璃上墙后，在阳光直接照射下，玻璃吸收阳光的红外光和部分可见光，这些光在玻璃体内转化为热能，使玻璃本体温度升高并形成玻璃四周的热膨胀。如玻璃镶嵌在铝合金框内部，玻璃被镶部份不能受到暴露在框外暴露同样照射，因此导致暴露整体受热不均，内部热应力形成，玻璃中区的热膨胀对玻璃边缘产生张应力，此张应力大于玻璃的抗张强度，就会造成玻璃的破裂(自爆)。热应力破裂一般可从以下特点来辨别：

1)玻璃破裂边缘裂口整齐，裂口数量少，破裂线为曲折单线或复线。

2)玻璃破裂线与玻璃边缘一般成直角，否则可能是弯曲应力破裂，或者是玻璃边缘缺陷所致。

3)在玻璃中区的破裂线多为弧线形。

三、铝合金有框幕墙玻璃自爆的原因：

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

1)玻璃本身质量不良是造成玻璃自爆原因之一，如玻璃平整度差，厚薄不均，玻璃内有气泡夹渣等。在受太阳照射下，热效应不均匀，导致自爆。

2)在采用人工裁切玻璃时，裁切的玻璃边缘一定要求平直光滑，不准许有崩边、牙边、崩角等缺陷。要保证玻璃周边没有伤残状态下使用，否则在玻璃边缘有缺陷处极易产生自爆点。

3)玻璃安装时为了减少硬对硬的接触，玻璃下端不能直接落在铝合金框上，否则玻璃受热膨胀极易自爆。应在玻璃下面有弹性的固定垫块，放置位置一般在玻璃边部1／4处，最少放两个垫块，垫块数量应以玻璃宽度而定。使玻璃下方与铝框为弹性接触，玻璃热胀冷缩时能自由伸缩，减少自爆。同时玻璃周边应当用弹性较好的材料密封。玻璃周边与铝框应留有4～7毫米左右缝隙，不直接接触，并周边间隙均匀。玻璃周边与铝框应用弹性好的玻璃密封胶密封，这比玻璃边缘内外两侧与铝框缝隙用硬胶条镶嵌为佳。现实中不少大面积玻璃因玻璃四周边缘用硬胶条镶嵌太紧，玻璃因热应力而自爆。

4)镶嵌玻璃的铝框，不能保证几何精度，铝框扭拧不平，弯曲变形，玻璃弯曲受力，极易造成热应力自爆。安装玻璃必须严格执行施工标准规范。

5)玻璃厚度的选择是非常重要的，不仅要考虑风荷载，也要考虑热应力。如玻璃面积大，厚度小，则该块玻璃抗弯曲、抗热应力均小，极易自爆。对玻璃幕墙玻璃厚度选择，一定要进行计算，低层、高层同一面积的玻璃受力就差别很大。尤其是镀膜玻璃的热膨胀系数远大于一般玻璃的热膨胀系数，热应力更为明显。有的厂家和设计者在玻璃计算时不考虑热应力而造成玻璃的自爆。一般镀膜玻璃的厚度、长宽比和最大面积的关系，一些镀膜玻璃生产厂家，给一个关系比。因玻璃的使用高低不同，地区不同，应有所调整，应以计算为准。

四、隐框幕墙玻璃的自爆

隐框玻璃幕墙是用结构胶把镀膜玻璃粘贴在单体铝合金框格上，再把粘好的一块块单体框格悬挂在铝合金幕墙的框架上。镀膜玻璃之间间隙用幕墙硅酮密封胶密封，形成一镜面状玻璃幕墙，镀膜玻璃的周边无铝框镶嵌，因此不存在镶嵌玻璃边内和边外温差的差异，也不会产生上述原因造成的温差热应力自爆的可能。但半隐框玻璃幕墙仍有一个对应边嵌在铝框内，仍应考虑嵌铝框内外玻璃的热应力，以防自爆。隐框玻璃幕墙的自爆原因，有以下几个可能：

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

1)镀膜玻璃的边缘质量：镀膜玻璃边缘裁切质量是非常重要的，是影响玻璃破裂的重要因素。因为镀膜玻璃是脆性材料，玻璃的边缘允许张应力的大小与玻璃边缘缺陷极为密切，如前面谈到过的崩角，崩角和参差不齐牙边等，玻璃边缘缺陷会导致应力集中及严重降低允许张应力(可降十多倍)。在边缘缺陷点，玻璃正常的弯曲应力、热应力等均可造成玻璃的自爆破裂。大面积隐框幕墙的镀膜玻璃最好采用裁剪机来切割玻璃，若手工切割玻璃要严格检查玻璃切割边缘质量或打磨边缘。

2)镀膜玻璃对太阳辐射能的吸收率热应力均远大于一般透明玻璃，因此对玻璃的原片质量要求甚严。如果玻璃原片的厚薄度、平整度较差，表面有疤痕均亦形成内应力不均而自行破裂。镀膜玻璃的原片只能用浮法玻璃，不能用一般平板玻璃。优良的新鲜玻璃原片是保证镀膜玻璃质量的重要一环。镀膜玻璃在生产过程中，如设备不先进，镀膜工艺不严，在镀膜过程中易产生膜层厚度不均，退火不完全等缺陷，即便是微小的差别，均是玻璃上墙后自爆的起因。如退火过程中局部有温差，也会造成镀膜玻璃中间弧形破裂等。因此在购置镀膜玻璃时，不仅要看设备是否先进，也要看软件是否过硬，技术是否熟练，原片质量是否新鲜。

3)镀膜玻璃尺寸大小的影响：隐框玻璃幕墙为了美观大方，往往把单片玻璃设计面积很大，为了保证抗风压的需要，镀膜玻璃的厚度就必然增加，这就导致了玻璃本身对太阳辐射能的吸收量增大，造成玻璃张应力增加，容易形成热应力自爆。如果镀膜玻璃是明显的长条状，长短比愈大，愈容易形成弯曲应力，同时加大热应力自爆的机率，所以镀膜玻璃的面积和长度比均不易过大，否则自爆率增加。

4)气候条件的影响：冬夏季节，清晨和傍晚的气温变化较大地区，要着重考虑镀膜玻璃的吸热情况。镀膜玻璃是太阳辐射热的高吸收体，在南方炎热地区，夏季高温季节，在太阳照射下，镀膜玻璃的表面温度在80℃左右，有的更高。这样玻璃本体内热应力也极大。如因结构胶粘贴宽度厚度过大，影响镀膜玻璃自由伸缩，易使镀膜玻璃自爆。

5)幕墙方向性影响：幕墙玻璃的方向对自爆也有明显的影响。如幕墙玻璃面朝南和朝北或其它方向，所受热应力均有不同，幕墙玻璃朝南都向阳方向，中午日照直接照在幕墙玻璃上，太阳的辐射能很大，热应力也就很大。如天气突变或日落降温较快，则该玻璃以热应力破裂为主，设计者应以热应力破坏为主，抗风压强为辅。反之幕墙玻璃朝北，设计者应以考虑抗风压强为主，热应力破裂为辅。朝南方向的镀膜玻璃的太阳能吸收率大于75％，解析钢化（中空）玻璃自爆原因

建议用钢化或半钢化玻璃。

6)集中在幕墙上方结构物遮阳的影响：在幕墙玻璃上方，由于室外装置或设计结构有遮太阳光部分，会在镀膜玻璃上留有阴影，暴露在阳光下和留有阴影的玻璃形成非常明显的温度差,极容易造成玻璃横向整齐的自爆。

7)室内遮阳部分的影响：室内深色窗帘或百叶窗对太阳辐射能的吸收也相当高，并且具备较高的再辐射率。幕墙玻璃不仅受室外太阳辐射能直接辐射，同时以往受到室内遮阳装置吸热后的再辐射也易造成热应力自爆。

8)其它的影响：经常看到在幕墙玻璃上安装、粘贴各种图案和文字广告，及玻璃表面粘贴或悬挂的装置图案或广告，可导致镀膜玻璃吸热量局部急剧增加，使整片玻璃产生温差，幕墙上的空调通风口也可以导致镀膜玻璃不同部位明显的温度，均加大热应力，给镀膜玻璃的自爆增加机率。

9)为了防止玻璃的热应力自爆，可对镀膜玻璃采取强化处理，强化处理后，可使玻璃承受风压强度和热应力强度均有较大的提高，可以明显减少热应力自爆的机率。

五、中空破璃的自爆

建筑物的室内外热交换，窗户和玻璃幕墙是主要热传导部分，所以冬天的取暖和夏日的空调需用量的大小，取决于窗户和玻璃幕墙的隔热性能好坏。中空玻璃有优良的绝热性能，在某些条件下，中空玻璃绝热性有时可能优于混凝土墙。中空玻璃也有较好的隔音性能，一般可使嗓音下降39～44分贝，可降低交通噪声30～40分贝。

中空玻璃是用两片或多片玻璃与周边用铝合金间隔分开一定距离，并用二次密封胶密封，使之形成两玻璃间有干燥气体空气的玻璃。中空玻璃间隔密封胶

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

1)中空玻璃的选材：

A 对玻璃质量要求，做中空玻璃的单片玻璃质量要好，要求玻璃平整、厚薄均匀，玻璃不准有疤痕和杂质。否则在制成中空玻璃后，玻璃受弯应力热应力影响下，易在上述玻璃缺陷处产生自爆。做中空玻璃的透明玻璃一定要用浮法玻璃，不能用廉价的平板玻璃。B 对中空玻璃的两片玻璃的选择，中空玻璃的两片玻璃是用一片透明玻璃和一片镀膜玻璃，或用带颜色的透明玻璃。至于选用什么颜色的镀膜玻璃和选用不同厚度的两片玻璃，均对中空玻璃的自爆有明显的影响。由于各种玻璃的可见光透过率、反射率、吸收率之不同，制成的中空玻璃效果也不一样。不同类型，不同厚度两片玻璃制成的中空玻璃，最大可见光透光率可达76％，最小12％，可见光反射率可达39％，最小15％，吸收率最大可达60％，最小24％。在中空玻璃的中空夹层，吸收率最大可达总照射光的78％。如果吸收率过大，会造成中空夹层高温，这对中空玻璃的自爆影响极大，中空玻璃向阳面，中午吸收大量的太阳热使中空玻璃夹层温度升高，晚间外层玻璃温度下降明显，而中空玻璃夹层四周密封。温度下降较慢，形成玻璃的内外温差较大，易产生自爆。所以选用中空玻璃的两片玻璃时，不仅要考虑颜色美观，玻璃厚度安全，也要考虑镀膜玻璃吸热性能，这也和全国不同地区气候温差条件有关。在炎热地区，晴天13时左右中空玻璃为表面最高温度可达80℃左右，甚至更高。中空玻璃夹层温度也较高，如因风雨等原因温度急聚下降，极易造成中空玻璃的自爆。2)中空玻璃的制作：

有的人把中空玻璃的制作看得很简单。在两片玻璃中间加铝合金嵌条，装入干燥剂，用胶密封就算完成了。中空玻璃不送交专门中空玻璃生产厂家去加工，幕墙制作厂家自己土法制造，这样做的中空玻璃不仅保证不了不结露，更保证不了不自爆。制作中空玻璃，设备技术要求甚严，需专用设备甚多，对玻璃需机器裁剪、清洗、定位、打胶、加压……许多工艺，如有一个工艺达不到标准要求，将会给中空玻璃的自爆造成隐患。因此对下述各道工艺均要严格要求：

A、玻璃一定要用玻璃裁剪机剪裁。裁剪机裁剪的玻璃边缘平滑，决不允许有微小崩角、崩边和齿边，否则就是给自爆埋下隐患。如边缘不够平滑，最好在玻璃裁切边四周打磨。B、制作中空玻璃的原片剪切尺寸，一定要准确，误差要小。梯型中空玻璃，内外原片尺寸也要准确，不能超差，否则中空玻璃上墙后受弯应力、热应力影响，受力不均，将会造

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

成自爆。C、对中空玻璃厚度要求：中空玻璃四边厚度应一致，不允许中空玻璃制成后一边厚一边薄，也不允许一个角薄三个角厚，那样在上墙后易产生自爆。D、中空玻璃制作要平整，否则铝合金玻璃幕墙的玻璃受弯应力，热应力不匀而自爆，尤其有框铝合金玻璃幕墙最为明显，其次为半隐框玻璃幕墙，全隐框玻璃幕墙。3)中空玻璃的安装：

A，隐框中空玻璃幕墙制作和安装：隐框玻璃幕墙的制作，是先把中空玻璃用结构胶粘贴在铝合金单元框上，制成单元构件，再向幕墙铝合金框架上吊装。隐框幕墙中空玻璃单元构件的制作方法分：铝合金单元框架用结构胶粘贴在中空玻璃内侧玻璃内表面，或铝合金单元框架用结构胶粘贴在中空玻璃外侧玻璃的内表面。(阶梯型中空玻璃的粘贴方法，这种中空玻璃外面玻璃大，内侧玻璃小一周边，单元铝框就粘在这一周边上)。每个铝合金单元构件几何形状一定要规范、平整，不允许扭拧，对角线误差小，否则玻璃粘贴后，会因弯曲应力，热应力而产生玻璃的自爆。单元构件铝框和中空玻璃的粘贴，结构胶粘贴在铝框上的厚度、宽度一定要经过计算，宽度厚度要合适。如结构胶粘贴过宽过厚，将影响中空玻璃热应力的自由伸缩，产生内应力引起玻璃的自爆。

B，中空玻璃的安装方向对玻璃也有不同影响。例如玻璃面向南，向北，或向东南等方向的不同，季节不同，日照强弱，日照时间长短，外侧玻璃降温速度快慢等均应考虑。尽量减少玻璃内外表面温差过大的缺点，从而最大限度的减少玻璃的自爆。

C，半隐框中空玻璃幕墙的中空玻璃的自爆，介于全隐框及半隐框幕墙中空玻璃的两个特点。在制作安装中空玻璃时，要考虑铝材嵌边对玻璃的遮阳，也要认真注意单元铝合金构件平整无扭拧。同时也要注意中空玻璃粘贴在铝合金构件上结构胶粘贴边的宽窄和厚薄，要经过计算选取合适的粘胶宽度和厚度，同时也要注意玻璃的方向。尽量减少自爆的因素。D，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。

解析钢化（中空）玻璃自爆原因

六、结束语：

通过以上的解析钢化玻璃自爆的原因，对玻璃幕墙工程有了质量保证，减少施工成本损耗，保证施工进度的进行，为工程项目提高生产率，赢得更多的利润率。

第二篇：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。通过这次调查和众多事故实践，对于这一概念提出了质疑，关于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。

第三篇：钢化玻璃自爆解决方案

钢化玻璃自爆解决方案

钢化玻璃在没有机械外力作用下的爆裂，称之为自爆。

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，这种物质主要由玻璃原材料中的杂质带入。有一些硫化镍微粒经过一段时间它的晶体结构从α状态转变到β状态，在这个转变过程中，硫化镍微粒的体积产生较大程度的膨胀。这个体积膨胀过程引发钢化玻璃强大的内应力，导致钢化玻璃自爆。国家规定，钢化玻璃的自爆率为3‰。

为了防止因钢化玻璃自爆带来的危害，在玻璃加工及安装过程中往往会采取一些措施或方法，来减少钢化玻璃自爆带来的损失。

1、热浸处理：将钢化的玻璃放在热浸炉内进行加热、保温和降温处理，使钢化玻璃内的硫化镍达到稳定状态，使玻璃内部的应力去游平衡，以达到降低自爆率的目的。优点：自爆率大大降低，费用低，不改变玻璃规格和版面。不足之处：不能完全排除自爆，而且应力会相应降低。

2、夹胶玻璃：在玻璃之间夹上PVB中间膜，经高温高压加工制成。PVB膜的韧性非常好，夹胶玻璃在外力作用碎裂时，能吸收大量的冲击能量并使之迅速衰减，保持极好的完整性。这使采用了夹胶玻璃的建筑物在受到爆炸、风灾、地震等情况时，即使玻璃碎裂，仍能保持在门窗框架内，保护建筑内外的人员不受飞溅的玻璃碎片的危害，风雨及其他外来物也难以对室内造成破坏。不足之处是：第一：玻璃重量厚度增加建筑物承重和荷载；第二：火灾发生时不利于逃生和救援；第三：增加建筑造价。

3、贴膜玻璃：在玻璃上贴高性能聚酯薄膜。聚酯薄膜俗称安全防爆膜，玻璃因各种原因碎裂时，可以粘住玻璃碎片防止飞溅，保护建筑内外的人员不受飞溅的玻璃碎片的危害，风雨及其他外来物也难以对室内造成破坏。安全防爆膜可以和有机胶一起与框边系统相连，组成一个玻璃薄膜保护系统防止坠落。优点：加工方便，不改变玻璃规格和版面。不足之处：增加建筑造价。

4、围护设计：在人流密集处设置护栏等防止玻璃碎裂造成的损失

第四篇：钢化玻璃自爆原因及应对策略（范文）

钢化玻璃自爆原因及应对策略

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。

第一、控制钢化应力：钢化应力越大，硫化镍结石的临界半径就越小，能引起自爆的结石就越多。显然，钢化应力应控制在适当的范围内，这样既可保证钢化碎片颗粒度满足有关标准，也能避免高应力引起的不必要自爆风险。平面应力(钢化均匀度)应越小越好，这样不仅减小自爆风险，而且能提高钢化玻璃的平整度。己发展出无损测定钢化玻璃表面压应力的方法和仪器[6]。目前测定表面应力的方法主要有二种:差量表面折射仪法(Differential Surface Refractometry，简称DSR)和临界角表面偏光仪法(Grazing Angle Surface

Polarimetry，简称 GASP)。DSR应力仪原理是测定因应力引起的玻璃折射率的变化。当一定入射角的光到达玻璃表面时，由于应力双折射的作用，光束会分成两股以不同的临界角反射，借助测微目镜测出二光束之间的距离，即可计算出应力值。

第二、玻璃堆置方式 ：均质炉内的玻璃片之间是热空气的对流通道，因此玻璃的堆置方式对于均质处理的质量是极其重要的。首先玻璃的堆置方向应顺应气流方向，不可阻碍空气流股。其次，玻璃片与片之间的空隙须足够大，分隔物不能堵塞空气通道，玻璃片之间至少须有20 mm的间隙，片之间不能直接接触。对于大片玻璃，玻璃很容易因相互紧贴引起温差过大而破碎。

应对策略：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。

第五篇：中空玻璃自爆的原因

中空玻璃自爆的原因

建筑物的室内外热交换，窗户和玻璃幕墙是主要热传导部分，所以冬天的取暖和夏日的空调需用量的大小，取决于窗户和玻璃幕墙的隔热性能好坏。中空玻璃有优良的绝热性能，在某些条件下，中空玻璃绝热性有时可能优于混凝土墙。中空玻璃也有较好的隔音性能，一般可使嗓音下降39~44分贝，可降低交通噪声30~40分贝。

中空玻璃是用两片或多片玻璃与周边用铝合金间隔分开一定距离，并用二次密封胶密封，使之形成两玻璃间有干燥气体空气的玻璃。中空玻璃间隔密封胶第一道胶为丁基胶，丁基胶密封性能很好，但强度很低，只起密封作用，不承受力；第二道密封胶一般为聚硫胶，聚硫胶强度高，在受力时能保持中间玻璃间隔不变，但该胶怕太阳紫外线照射。用于有框玻璃幕墙时，聚硫胶被铝合金型材槽镶嵌在内，太阳照射不到聚硫胶。但用于隐框玻璃幕墙，太阳就可能直接照射到聚硫胶，因此在隐框或半隐框玻璃幕墙中空玻璃的第二道密封胶必须用中空玻璃结构胶，不怕太阳紫外线照射。中空玻璃结构胶也不同于一般结构胶，其变位能力一般为5%左右，这样能保证中空玻璃的两片玻璃间距不变，而一般结构胶变位能力为土25~50%。

各种玻璃上墙后的自爆，因各种玻璃性能不同，地区不同，安装方法不同，自爆原因也很复杂。因此对不同地区玻璃的自爆，均要根据实际情况仔细分析，找出原因，才能避免大面积玻璃的自爆。我们认为单片镀膜玻璃上墙后的自爆，多要从安装上找原因。中空玻璃上墙后自爆要从制作中空玻璃和安装上双方面找原因。总起来讲：白色浮法透明玻璃的自爆率低于带色透明玻璃的自爆率，所有带色透明玻璃的自爆率低于镀膜玻璃的自爆率，隐框幕墙的镀膜玻璃的自爆率低于有框玻璃幕墙的自爆率，单片玻璃上墙后的自爆率低于中空玻璃上墙后的自爆率。