Самопроизвольное разрушение стекла

Самопроизвольное разрушение стекла

Авторское право: г-н Аманда Гибни Веко

СПОНТАННЫЙ ПЕРЕРЫВ

Незначительные повреждения кромок при работе со стеклом, царапины или зазубрины во время установки, дефект конструкции или естественное несовершенство стекла могут привести к самопроизвольной поломке.

Мы все слышали резкий треск гальки или обломков дороги, падающих на лобовое стекло автомобиля. Мы можем увидеть мгновенное отверстие или трещину и знать, что это неизбежно приведет к появлению паутины на стекле и приведет к разрушению ветрового стекла, если его не обработать.

То, что крошечный удар может привести к значительному повреждению стекла, не ограничивается нашими транспортными средствами. Подобные проблемы случаются с коммерческим остеклением.

Незначительные повреждения кромок при работе со стеклом, царапины или зазубрины во время установки, дефект конструкции или естественное несовершенство стекла могут привести к самопроизвольному разрушению - казалось бы, беспрепятственному разрушению стекла.

Для специалистов по проектированию и строительству понимание того, как и почему разбиваются стекла, может стать ключом к профилактике.

БЕЗОПАСНОСТЬ ОСТЕКЛЕНИЯ

Как правило, стекло получают путем плавления кремнезема (компонента песка), карбоната натрия (или кальцинированной соды, которая снижает температуру плавления кремнезема) и оксида кальция (или извести, который добавляет химическую стабильность) вместе при высокой температуре.

Затем стекло охлаждают, формуют и дополнительно охлаждают (процесс, называемый отжигом), чтобы стабилизировать и укрепить его.

Стандартное отожженное стекло можно использовать для окон в зонах с небольшим движением, но в большинстве кодов вместо этого предусмотрено безопасное остекление. В случае разбивания отожженное стекло расколется на острые осколки и осколки.

Слева: стандартное отожженное стекло разбивается на острые осколки; Справа: закаленное или закаленное стекло разбивается на мелкие кусочки размером с гальку
Слева: стандартное отожженное стекло разбивается на острые осколки; Справа: закаленное или закаленное стекло разбивается на мелкие кусочки размером с гальку

Безопасное остекление снижает вероятность травм от поломок. Стекло обработано, чтобы усилить и изменить его свойства разрушения. Существует два основных типа безопасного остекления: закаленное стекло и многослойное стекло.

Термоупрочненное стекло обеспечивает большую стабильность, чем отожженное, но не может считаться безопасным остеклением, поскольку оно может образовывать большие осколки при разбивании.

Как закаленное, так и термически упрочненное стекло подвергают термической обработке до 1200 градусов F (650 градусов C) и принудительно охлаждают для создания поверхностного или краевого сжатия.

Закаленное стекло охлаждается очень быстро, создавая более высокое сжатие поверхности и края.

Термоупрочненное стекло охлаждается медленнее для более низкого сжатия поверхности и кромок, чем закаленное стекло, но все же обладает более высокими свойствами, чем отожженное стекло.

Диаграмма, показывающая закаленное стекло
Диаграмма, показывающая жаропрочное стекло

Закаленное стекло, также называемое закаленным стеклом, подвергалось термообработке с минимальным поверхностным сжатием 10,000 фунтов на квадратный дюйм и ударопрочностью в четыре раза сильнее, чем отожженное стекло.

Процесс быстрого охлаждения - или закалки - приводит к сжатию поверхностей и краев стекла, в то время как центр остается напряженным.

Процесс изменяет характеристики разбития стекла, поэтому при разбивании он разбивается на мелкие кусочки размером с гальку и снижает вероятность получения травм острыми осколками.

Закаленное стекло нельзя разрезать. Термоупрочненное стекло было подвергнуто термообработке для сжатия поверхности 3,500-7,500.

При двойном поверхностном сжатии отожженного стекла вместо обычного остекления используется теплоупрочненное остекление, где требуется дополнительная тепловая и ветрозащита.

Еще один вариант безопасного остекления, в многослойном стекле используется сочетание тепла и давления для размещения одного или нескольких слоев поливинилбутираля (PVB) между двумя или несколькими слоями стекла.

Слои многослойного стекла удерживают панель в случае поломки при одновременном повышении прочности и устойчивости кромки.

Иллюстрации ламинированного стекла любезно предоставлены JE Berkowitz
Иллюстрации ламинированного стекла любезно предоставлены JE Berkowitz

ПРИЧИНЫ ПЕРЕРЫВА

Стекло по своей природе является хрупким строительным материалом, и его всегда можно разбить.

В то время как производители производят безопасное остекление и самовосстанавливающиеся покрытия, а также разрабатывают новые методы, чтобы сделать стекло более прочным и безопасным, специалисты по проектированию и строительству должны помнить об общих причинах поломок и профилактических мерах.

ОБРАЩЕНИЕ С УЩЕРБОМ

Наиболее распространенная причина разбития стекла - это повреждение кромок или поверхности во время обработки.

Даже малейший надрез или скол в стекле во время упаковки, доставки или установки может - со временем и естественного расширения и сжатия в результате изменений температуры и тонкого движения здания - создать концентрацию напряжений вокруг дефекта, что может привести к поломке в будущем.

Хотя эти виды разрывов кажутся спонтанными, они имеют естественную причину. Правильное обращение с квалифицированными профессиональными стекольщиками является основным средством, позволяющим избежать таких разрывов.

Рама, связанная с рамой

Если прокладки, установочные блоки или краевые блоки в металлическом окне или каркасе занавеса отсутствуют, повреждены или недостаточны для защиты стекла от контакта стекла со металлом, вызванного изменениями температуры и движением здания, могут накапливаться напряжения, которые в конечном итоге приводят к ломаться.

Движение системы здания или каркаса из-за ветра или условий окружающей среды также может способствовать контакту стекла с металлом.

Неправильно спроектированная стеклянная панель, слишком большая или тонкая для ее расположения, может быть повреждена ветром или погодой.

Тщательный анализ конструкции, правильное проектирование и профессиональная установка могут предотвратить самопроизвольные поломки, связанные с рамой.

ТЕРМИЧЕСКИЙ СТРЕСС-ПЕРЕРЫВ

При уделении повышенного внимания естественному дневному освещению и пассивному солнечному дизайну, следует учитывать проблему разбития стекла, вызванного тепловым напряжением.

Когда центр стеклянного стекла становится горячее своего края, расширение нагретого стеклянного центра может создавать растягивающее напряжение вокруг края.

Если тепловое напряжение превышает прочность кромки, стекло может разбиться.

Большие стеклопакеты (IGU), особенно в сочетании с солнцезащитными покрытиями, требуют термического анализа, чтобы избежать поломок, связанных со стрессом.

Тепловое моделирование и корректировка конструкции могут быть сделаны на этапе проектирования, чтобы уменьшить самопроизвольное разрушение, связанное с тепловым напряжением.

ВКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕРЫВОВ

Это относительно редко, но во время процесса закалки никелевые загрязнения в флоат-стекле могут вызвать образование сульфидных никелевых камней.

Со временем, когда установленное закаленное стекло подвергается естественным изменениям температуры, крошечный камень может расширяться, вызывая разрушение стекла.

Никелево-сульфидные камни могут присутствовать в отожженном и термически упрочненном стекле, но не подвержены самопроизвольному разрушению, поскольку более медленный цикл охлаждения либо останавливает изменение фазы камней, либо задерживает их, прежде чем они могут расширяться в объеме.

Не существует известной технологии удаления камней сульфида никеля, и они могут быть настолько маленькими - от 0.003 до 0.015 дюйма в диаметре - что также нет способа визуально проверить их наличие в флоат-стекле.

микроскопическое включение сульфида никеля
микроскопическое включение сульфида никеля

Рекомендации ASTM допускают наличие пятен, в том числе никелевых сульфидных камней, от 0.020 до 0.1 дюйма, но это намного больше, чем типичный размер камня. Обратитесь к Стандартной спецификации ASTM C1036 для Плоского стекла для получения полной информации.

Некоторые производители принимают меры предосторожности в отношении присутствия никель-сульфидного камня.

PPG и другие североамериканские производители стекла не используют никель в каких-либо составах первичной партии, запрещают использование металлов, содержащих никель, и используют магнитные сепараторы.

PPG также рекомендует термоупрочненное стекло, когда требуется термообработанное стекло, за исключением тех случаев, когда коды предписывают безопасное остекление

Отраслевой консультант Билл Коддингтон, цитируемый в статье Glass.com 2008 года, заявил: «Завод по производству первичного стекла в Соединенных Штатах отлично справляется с выбором сырья и производственного оборудования, чтобы свести к минимуму вероятность попадания никеля в поплавок. стеклянная партия. »

СПОНТАННЫЙ ПЕРЕРЫВ

СПОНТАННЫЙ ПЕРЕРЫВ

Сверху: два примера повреждения краев стекла (фото любезно предоставлено Bruening Glass Works); разбитие закаленного стекла - обратите внимание, что стекло остается внутри рамы; возможный разрыв включения, определяемый по схеме «крыло бабочки» в центре

СПОНТАННЫЙ ПЕРЕРЫВ

СПОНТАННЫЙ ПЕРЕРЫВ

НАГРЕВАНИЕ ТЕПЛА

Тепловая пропитка часто используется в приложениях с высокими требованиями, таких как стены с точечной опорой, или когда приоритетной задачей является снижение вероятности самопроизвольного разрушения

Примеры включают в себя перила, двери, закаленное стекло и стеклопакеты.

Во время выдержки под воздействием тепла образец партии или полная партия панелей из закаленного стекла подвергаются воздействию температур от 288 до 316 градусов C (от 550 до 660 градусов F) в течение до четырех часов для проверки и уменьшения включений.

Процесс побуждает любые включения изменить фазу и разбить стекло перед его отправкой.

Индустрия не согласна с подходом «проломить сейчас нотариус». Этот процесс снижает вероятность поломки, связанной с включением, но не может предотвратить или гарантировать, что другие включения могут не измениться и привести к поломке в будущем.

Фактически, этот процесс может привести к тому, что небольшие стабильные включения начнут изменение фазы во время замачивания при нагревании и, возможно, завершат преобразование после установки стекла.

Тепловое прогревание также может отрицательно влиять на поверхностное сжатие и свойства, присущие прочности, а дополнительный процесс - и связанная с ним обработка - может создавать больше шансов для повреждения кромок, царапин или изменений свойств покрытия поверхности.

Тепловое прогревание после изготовления может разрушить некоторые дефектные стеклянные панели, но это дорогостоящий, длительный процесс, который не устранит все включения сульфида никеля.

JE Berkowitz предлагает тепловую пропитку, чтобы уменьшить частоту самопроизвольного разрушения из-за включений сульфида никеля и повреждения при изготовлении из закаленного стекла, в соответствии с международным стандартом EN 14179-1: 2005 (HST).

Стандартное официально стекло в строительстве - термоупрочненное термически закаленное натриево-силикатное безопасное стекло, определяет систему процесса термического замачивания вместе с допусками на плоскостность, ребристость, фрагментацию, а также физические и механические характеристики монолитного плоского термообработанного термически закаленного силиката из силиката и извести. стекло для использования в зданиях.

В процессе термического вымачивания JE Berkowitz полностью закаленное стекло укладывают в специально сконструированную и сертифицированную печь, нагревают до 550 градусов F и постепенно охлаждают.

Весь процесс занимает около шести часов: два часа для повышения температуры, примерно два-четыре часа времени выдержки и еще два часа для снижения температуры.

Термокружка помещается на стекло для контроля температуры. Тем не менее, этот процесс только снижает вероятность поломки со стандартных восьми литров в 1,000 до пяти литров в 1,000.

Новости по теме

Свяжитесь с нами

0086-17705464660

Менеджер по продажам E-mail: marketing@cnmorn.com
Техническая поддержка: han@cnmorn.com

Мобильные / WeChat: 0086-17705464660

QR-код
×
Здравствуйте, добро пожаловать в Morn Building Materials.
× Как я могу вам помочь?