【摘 要】近幾年來鐵路站房玻璃幕墻玻璃爆裂的事件頻頻發(fā)生，高空玻璃的墜落會對下面經(jīng)過旅客造成很大傷害，作為鐵路房建設(shè)備管理維修單位，為了消除安全隱患，研究怎樣防止幕墻玻璃的碎裂也成為了工作重點。

【關(guān)鍵詞】玻璃破裂分析；玻璃自爆

玻璃幕墻在我國已廣泛應(yīng)用于各類建筑，鐵路上近些年高鐵車站站屋也基本采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，然而幕墻玻璃破裂時有所聞。有不少學(xué)者對幕墻玻璃破裂進行調(diào)查、分析，發(fā)表了不少調(diào)查（研究）報告、文章。這里簡單對玻璃的碎裂原因及解決方案進行探討，有利于進一步認識幕墻玻璃破裂的原因，采取相應(yīng)措施來消除（減少）幕墻玻璃破裂的發(fā)生。

一、鋼化玻璃自爆造成玻璃破裂；

生產(chǎn)玻璃的原料中通常含有微量的鎳和硫，熔化過程中鎳合金碎片也會增加玻璃中的鎳含量。當玻璃被加熱時，這些原子發(fā)生反應(yīng)，形成微小的硫化鎳晶體。熔爐中0.1克鎳可以形成的晶體數(shù)量多達5萬個，這些晶體以兩種方法存在：高溫下穩(wěn)定的密度較大的α相和室溫下穩(wěn)定的密度小一些的β相。強化過程中的高溫把所有的硫化鎳晶體都轉(zhuǎn)化成高密度的α相。但是接下來的冷卻過程如此迅速，以致于硫化鎳晶體沒有足夠的時間重新轉(zhuǎn)化成β相。這在玻璃中遺留下不穩(wěn)定的α相晶體，它就像被壓縮的彈簧一樣隨時準備毫無征兆地重新轉(zhuǎn)化為β相。硫化鎳晶體由α相轉(zhuǎn)化成β相時體積膨脹4%，如果α相晶體位于張力最大的玻璃中央，膨脹產(chǎn)生的壓力可以使整塊玻璃破裂。玻璃被日光加熱會加快晶體的轉(zhuǎn)化速度，破裂時間無法預(yù)測，可能是生產(chǎn)出來的幾個月或幾十年后。

玻璃廠家迄今沒有找到從源頭上消除這種雜質(zhì)的方法，不過他們正努力尋找防止玻璃中硫化鎳晶體產(chǎn)生危害的方法。其中有通過熱浸法給玻璃加熱數(shù)小時后使之強化，目的是把大多數(shù)硫化鎳晶體轉(zhuǎn)化成β相，使含有雜質(zhì)的玻璃在熔爐中破碎，存留下來的玻璃差不多可被當作不含雜質(zhì)。然而熱浸法迄今為止也沒有成為被廣泛接受的標準，而且熱浸法使玻璃成本提高1～4倍，為了降低成本有的公司熱浸時間短或者溫度低。反過來講，即使完全按標準生產(chǎn)也不能徹底避免玻璃破碎，一些大型建筑物輕易就會用上幾百噸玻璃，這意味著玻璃中硫化鎳存在的幾率很大。

二、玻璃本身質(zhì)量造成的幕墻玻璃破裂；

1、玻璃本身質(zhì)量不良容易造成玻璃幕墻破裂，如造成玻璃平整度差，厚薄不均，玻璃內(nèi)有氣泡夾渣等；在受到太陽照射下，熱效應(yīng)不均勻，導(dǎo)致玻璃破裂；

2、在裁切玻璃時，玻璃內(nèi)部產(chǎn)生三條裂痕，其中兩條是沿表面左右分開，另一條是垂直向下伸展的豎縫，在豎縫的端部會產(chǎn)生拉應(yīng)力，再加上曲折的彎力，豎縫向下伸展出去便可把玻璃切斷，玻璃在裁化切斷時，延玻璃周邊隱藏著許多微小的裂口，這些裂口在各種效應(yīng)與熱應(yīng)力影響下，會擴展成裂縫，裂縫進一步發(fā)展導(dǎo)致玻璃破裂；

3、在玻璃生產(chǎn)過程中，玻璃邊緣可能出現(xiàn)崩邊、牙邊、崩角等缺陷，玻璃在邊緣有傷殘的狀態(tài)下使用，在玻璃邊緣有缺陷處極易產(chǎn)生破裂；

解決應(yīng)玻璃本身質(zhì)量造成幕墻玻璃破裂的解決方案a、在玻璃裁切后，用磨邊機磨邊和倒角處理（磨邊或者精磨邊），消除玻璃周邊隱藏的微小的裂紋；b、幕墻生產(chǎn)廠家要加強玻璃質(zhì)量的檢查，對存在缺陷和有邊緣問題的玻璃一定不要應(yīng)用于幕墻；c、在安裝期間不要將玻璃向框的方向擠壓，這樣會導(dǎo)致玻璃邊緣破損；d、幕墻安裝過程中一定要使用玻璃吸盤來移動在框架槽口里的玻璃片，用撬桿提升或移動玻璃會造成邊緣損壞。

三、不合理的幕墻施工原因造成玻璃破裂；

施工質(zhì)量也是關(guān)系到玻璃開裂的重要原因，JGJ102規(guī)范規(guī)定了玻璃邊緣與槽口的配合尺寸，它的目的就是保證玻璃在溫度變化和其他因素影響下能自由伸縮，一旦出現(xiàn)阻礙玻璃自由伸縮的因素，玻璃就會破裂，如果在玻璃邊緣與鑲嵌槽底板之間存在一粒很微小的固體顆粒（即使該顆粒的直徑<1mm）也會使玻璃擠壓破裂，有時在玻璃邊緣有一顆釘子（即使直徑<1mm）阻礙玻璃伸縮也會使玻璃破裂，玻璃槽口兩側(cè)不能用干硬材料填塞，這些材料體積變化對玻璃產(chǎn)生擠壓而使玻璃破裂，玻璃在平面外作用的影響下會產(chǎn)生撓曲，如果嵌縫材料阻礙玻璃變曲變形亦會使玻璃破裂，必須用彈性材料填縫，填縫材料要保持必要的彈性以保證玻璃自由撓曲變形。

四、熱應(yīng)力造成的幕墻玻璃破裂；

玻璃熱應(yīng)力破壞產(chǎn)生的原因：

1、玻璃熱膨脹是玻璃熱應(yīng)力破壞的基本因素。玻璃在溫度變化影響下會熱脹冷縮，如果玻璃的膨脹和收縮收到限制，應(yīng)力會積累起來，當這種應(yīng)力大于玻璃的強度標準值時就會使玻璃發(fā)生破裂；

2、玻璃受熱不均勻會造成玻璃熱應(yīng)力破壞。如果同一塊玻璃一部分受熱而另一部分未受熱，比如日光直射玻璃中部，而玻璃邊緣遮在陰影中，就可能引發(fā)受熱部分的玻璃會膨脹并推擠未受熱部分的玻璃。這種不平衡膨脹的結(jié)果就是產(chǎn)生熱應(yīng)力。由于玻璃的斷裂韌度較低，邊緣存在瑕疵的玻璃就容易發(fā)生熱應(yīng)力破壞；

3、玻璃的朝向?qū)ΣＡ釕?yīng)力破壞也有明顯的影響。幕墻玻璃面朝南和朝北或其他方向，所受熱應(yīng)力均有不同。幕墻玻璃朝南時陽光直射照在幕墻玻璃上，太陽的輻射能很大，熱應(yīng)力也就很大，如遇天氣突變或日落降溫很快，則易引起玻璃的熱應(yīng)力破裂；

4、寒冷的氣候條件：氣候寒冷時，如果室內(nèi)溫度較低，同時室外溫度驟降，可造成玻璃破裂。由于室內(nèi)直接采暖，玻璃窗內(nèi)側(cè)溫度較高，室外冷空氣式窗框和玻璃邊緣冷卻，結(jié)果可能造成巨大熱應(yīng)力，導(dǎo)致玻璃破裂。如果室內(nèi)熱空氣直吹玻璃窗，結(jié)果可能會更加嚴重；

5、玻璃的尺寸和厚度也是直接導(dǎo)致玻璃熱應(yīng)力破壞的因素。由于受溫度影響時，熱膨脹與物質(zhì)的長度直接相關(guān)，尺寸大的玻璃會經(jīng)受更大的熱應(yīng)力。大玻璃表面積大，能吸收更多太陽能，其邊緣熱應(yīng)力也會相應(yīng)加大。厚的玻璃，特別是厚的有色玻璃吸收熱量更多，溫度變化范圍也就更大。由于厚玻璃切割難度大，更容易出現(xiàn)邊緣瑕疵，熱應(yīng)力破壞的幾率也隨之增加；

6、室內(nèi)遮陽設(shè)備的不合理布置導(dǎo)致玻璃熱應(yīng)力破壞。室內(nèi)深色窗簾或百頁窗對太陽輻射能的吸收較高，并且具備較高的再輻射率。如果幕墻玻璃與內(nèi)側(cè)遮陽設(shè)備間無合適距離，且空氣流通不暢，幕墻玻璃不僅受室外太陽輻射能直接照射，同時也受到室內(nèi)遮陽裝置吸熱后的再輻射，導(dǎo)致熱量聚集起來，致使邊緣應(yīng)力增加，也易造成幕墻玻璃熱應(yīng)力破壞；

7、其他的影響玻璃熱應(yīng)力破壞的因素： a、幕墻上的空調(diào)通風口也可以導(dǎo)致玻璃面板不同部位明顯的溫度差，加大熱應(yīng)力，使玻璃熱應(yīng)力破裂的機率增加；

解決熱應(yīng)力破壞的方案：

1、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ102-20 03）和《建筑幕墻》GB/T 21086-2007 規(guī)定了玻璃邊緣槽口的尺寸，是為了保證玻璃在溫度變化和其他因素影響下的自由伸縮。

2、使用熱加固玻璃能極大降低玻璃熱應(yīng)力破壞的風險；

3、寒冷地區(qū)使用中空玻璃和斷熱型材來消除室內(nèi)外溫度對溫度的影響；

4、室內(nèi)必須懸掛窗簾、軟百葉窗或其他室內(nèi)遮陽裝置，可以在頂部和底部或一側(cè)和底部提供空間允許自然的空氣流過玻璃的室內(nèi)面，以避免熱聚集的形成。玻璃和遮陽設(shè)施之間的間隙最少是50mm；

5、空調(diào)熱氣、冷氣出口必須在室內(nèi)遮陽裝置的室內(nèi)側(cè)；

五、結(jié)束語

玻璃幕墻玻璃破裂，因各種玻璃性能不同，地區(qū)不同，安裝方法不同，破裂的原因也很復(fù)雜，因此實際情況仔細分析，找出原因，才能避免大面積玻璃的破裂。文中以上是結(jié)合各項研究及專家論著，簡單對幕墻玻璃破裂原因的分析與解決方案，寫出來與大家分享。