王鉦濠

廣東省第一建筑工程有限公司 廣東 廣州 510000

引言

鋼化玻璃的綜合性能優(yōu)良，所以越來越多的使用在建筑工程過程當(dāng)中，其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，滿足了不同領(lǐng)域的使用需求[1]。但是由于在使用過程當(dāng)中，鋼化玻璃容易出現(xiàn)自爆的情況，也引起了人們的擔(dān)心以及相關(guān)管理工作人員的關(guān)注。很多學(xué)者針對(duì)建筑工程當(dāng)中幕墻工程鋼化玻璃自爆等問題，進(jìn)行了深入的研究，分析玻璃目前發(fā)生自爆的主要原因，并且制定出相應(yīng)的措施。

1 建筑工程幕墻自爆的分類

鋼化玻璃自爆指的鋼化發(fā)生的爆炸是在無任何直接外力作用下發(fā)生的自爆。自爆問題是在鋼化玻璃產(chǎn)生開始就一直伴隨的問題。鋼化玻璃加工，鋼化玻璃儲(chǔ)存，鋼化波運(yùn)輸，鋼化安裝等任何一道工序鋼化玻璃自爆均有可能發(fā)生。按照起因的不同，鋼化玻璃自爆分為2種，一是鋼化玻璃在生產(chǎn)當(dāng)中，就存在明顯缺陷，如沙礫、氣泡、劃傷、爆邊等，進(jìn)而會(huì)造成鋼化玻璃自爆問題[2]。二是由玻璃當(dāng)中的硫化鎳，雜質(zhì)以及異質(zhì)性顆粒引起鋼化玻璃自爆的情況。針對(duì)此兩種不同方式的自爆應(yīng)對(duì)也有一定的區(qū)別，采用不同的方式進(jìn)行處理和應(yīng)對(duì)。前者可以從外觀上可以明顯看見，檢測(cè)也能夠發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)過程當(dāng)中能夠控制。后者則是含有微小的硫化鎳顆粒鋼化玻璃，這些微小顆粒體積膨脹引發(fā)的鋼化自爆，無法使目測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)，所以不可控。在實(shí)際的工作和處理過程當(dāng)中，前者可以提前預(yù)防，在進(jìn)行安裝前及時(shí)的進(jìn)行，后者則因?yàn)闊o法及時(shí)發(fā)現(xiàn)成為重大隱患。

2 鋼化玻璃發(fā)生自爆外部特征

鋼化玻璃自爆的典型特征就是蝴蝶斑，其主要是玻璃塊形似蝴蝶，共有兩塊玻璃碎片，位于放射中心。判斷鋼化玻璃是否有自爆的情況，首先，看其爆點(diǎn)是否在玻璃的正中間，如果在玻璃的邊緣處，一般情況下，就是未倒角磨邊的鋼化玻璃，或者是玻璃邊緣有所損傷，從而造成應(yīng)力集中的情況，導(dǎo)致裂紋逐漸發(fā)展。如果起爆點(diǎn)在玻璃的中部，則需要觀察起爆點(diǎn)是否有兩塊多邊形組成的，圖形是否比較像蝴蝶翅膀。其次，進(jìn)行外觀的觀察，如果經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，存在是否存在黑色小顆粒，則可以對(duì)自爆進(jìn)行判斷，否則就應(yīng)該是外力破壞的作用。

3 鋁合金有框幕墻產(chǎn)生玻璃裂紋的原因

3.1 玻璃材質(zhì)本身存在問題

想要弄清楚玻璃幕墻發(fā)生破裂的原因，首先就是檢查玻璃自身的材質(zhì)是否合格。如果玻璃原片平整度相對(duì)較長(zhǎng)，厚薄不均，玻璃內(nèi)產(chǎn)生氣泡、夾渣等缺陷，是否符合相關(guān)規(guī)定的合格標(biāo)準(zhǔn)，如果在規(guī)范內(nèi)則一般不會(huì)出現(xiàn)自爆的情況。如果不符合相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，在太陽照射下熱效應(yīng)不均勻，會(huì)產(chǎn)生自爆[3]。

3.2 玻璃在切割后未進(jìn)行磨邊

玻璃切割以后，可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，如細(xì)小的傷痕，或者是一些細(xì)小的裂紋，總會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，這種缺陷在各種荷載效應(yīng)與熱力作用的發(fā)展下會(huì)導(dǎo)致其擴(kuò)展成裂紋，裂紋進(jìn)一步發(fā)展的話，必然會(huì)導(dǎo)致目前發(fā)生破裂的情況。在使用人工進(jìn)行玻璃的切裁過程當(dāng)中，邊緣一定要平整光滑，不許有牙邊以及崩角等情況，在進(jìn)行切割后，玻璃進(jìn)行磨邊處理，對(duì)于內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行消除，保證玻璃周邊沒有殘缺的情況，否則容易出現(xiàn)自爆情況。

3.3 玻璃面板與鋁合金框之間縫隙不符合要求

玻璃幕墻在進(jìn)行安裝過程中，應(yīng)該盡量減少玻璃硬對(duì)硬的接觸情況，玻璃的下端不可以直接與鋁合金框等材料進(jìn)行接觸，否則會(huì)很容易受到熱膨脹而發(fā)生自爆。應(yīng)該在玻璃幕墻的下方安裝一種有彈性的固定墊塊位置，一般都會(huì)選擇安裝在玻璃邊緣部分的1/4處，至少要放這兩個(gè)墊塊，墊塊的數(shù)量應(yīng)該根據(jù)玻璃的寬度來決定，對(duì)于玻璃幕墻，使其下方與鋁框進(jìn)行接觸，并且是彈性接觸，這樣玻璃在外界環(huán)境的影響可以實(shí)現(xiàn)自由伸縮，從而減少發(fā)生自爆的情況。同時(shí)還應(yīng)選擇彈性較好的材料，對(duì)玻璃周邊進(jìn)行有效的密封，例如彈性較好的密封膠，應(yīng)盡量減少硬膠條的使用，否則可能出現(xiàn)自爆問題。與此同時(shí)對(duì)玻璃周邊與鋁框之間，應(yīng)設(shè)置一定的縫隙，一般情況下，縫隙的大小可以保持4～7mm，不可以直接進(jìn)行接觸，并且保證周邊間隙能夠均勻。

3.4 幕墻玻璃面板溫度不均勻引起的自爆

陽光的直接照射下玻璃會(huì)吸收光，光在玻璃的那不會(huì)轉(zhuǎn)化為一種熱能，讓玻璃本身的體溫升高，并且形成熱膨脹。像如果玻璃鑲嵌在鋁合金框的內(nèi)部，玻璃被鑲嵌的部分無法接受到與外部暴露在框外同樣照射情況，從而導(dǎo)致暴露整體出現(xiàn)受熱不均勻的情況，形成內(nèi)部的熱應(yīng)力，并且超過了玻璃抗張強(qiáng)度范圍之內(nèi)，進(jìn)而引起了玻璃自爆?？梢愿鶕?jù)以下特點(diǎn)進(jìn)行辨別，觀察玻璃破裂邊緣，如果裂口較為整齊且裂口數(shù)量相對(duì)較少，破裂現(xiàn)為曲折單線或者是復(fù)線，玻璃破裂線為直角，玻璃邊緣同樣也為直角。如果不具備上述特征，則可能是由于彎曲應(yīng)力引發(fā)的玻璃破裂，除此以外，也有可能是玻璃邊緣存在一定的缺陷所導(dǎo)致玻璃破裂。對(duì)于玻璃中區(qū)，觀察其破裂線，可以發(fā)現(xiàn)大部分為弧線形，鑲嵌玻璃的鋁框無法保證幾何的精度鋁礦扭擰不平發(fā)生彎曲變形，玻璃彎曲受力容易發(fā)生熱應(yīng)力產(chǎn)生自爆，因此必須嚴(yán)格遵循安裝標(biāo)準(zhǔn)（見圖1所示）。

圖1 鋼化玻璃自爆

3.5 在運(yùn)輸過程中保護(hù)不當(dāng)也會(huì)使幕墻發(fā)生自爆

在運(yùn)輸過程中，工人搬運(yùn)臨時(shí)放置在框下邊緣時(shí)輕輕地發(fā)生了觸碰，在進(jìn)行運(yùn)輸過程中由于保護(hù)不到位，在不平整的運(yùn)輸?shù)缆飞习l(fā)生震動(dòng)，都會(huì)使玻璃發(fā)生自爆。

4 隱框幕墻產(chǎn)生自爆的原因

在隱框玻璃幕墻施工過程中，首先要在單體鋁合金框格上粘貼鍍膜玻璃，通常采用結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行粘貼，并根據(jù)施工要求，對(duì)單體框格測(cè)量，完成測(cè)量后，將其懸掛在鋁合金幕墻的框架上。在對(duì)多面玻璃進(jìn)行密封時(shí)，通常情況下，主要采用的就是幕墻硅酮密封膠，形成一個(gè)鏡面形狀的玻璃幕墻，也未進(jìn)行鋁框的鑲嵌，所以不會(huì)出現(xiàn)溫差應(yīng)力引發(fā)玻璃自爆的情況。但是對(duì)于半隱框玻璃幕墻，根據(jù)施工要求需要鑲嵌鋁框，因此半隱框玻璃幕墻可能引發(fā)由于溫度應(yīng)力引發(fā)的自爆。

針對(duì)隱框玻璃幕墻，分析其發(fā)生自爆的原因主要包括以下幾個(gè)方面：

首先就是鍍膜玻璃尺寸問題。如果未嚴(yán)格按照規(guī)范要求對(duì)玻璃尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，導(dǎo)致單片玻璃設(shè)計(jì)呈面積相對(duì)較大，在此情況下，設(shè)計(jì)人員為了保證玻璃的抗壓性能，就會(huì)通增加鍍膜玻璃厚度來解決這一問題，但是隨之而來就會(huì)造成玻璃吸收更多的光，進(jìn)而就會(huì)容易出現(xiàn)熱應(yīng)力引發(fā)的自爆。如果鍍膜玻璃加工成明顯的長(zhǎng)條形狀，長(zhǎng)短對(duì)比會(huì)相對(duì)較大，就會(huì)越容易形成彎曲的應(yīng)力，同時(shí)加大熱力的自爆概率，所以鍍膜玻璃尺寸設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格控制其面積和長(zhǎng)度比例，將其控制在合理的范圍之內(nèi)，否則會(huì)增加玻璃幕墻自爆的概率。

其次是氣候條件的問題。我國一些溫差較大的地區(qū)，使用鋼化玻璃時(shí)，應(yīng)充分考慮溫差對(duì)鍍膜玻璃的影響，這主要是因?yàn)殄兡げＡ?duì)太陽輻射吸收量比較大，可能會(huì)造成熱應(yīng)力發(fā)生的自爆。例如炎熱地區(qū)使用鋼化玻璃，鍍膜玻璃吸收太陽輻射后表面溫度會(huì)達(dá)到800℃左右，有的甚至更高，這樣玻璃本身體內(nèi)的熱應(yīng)力相對(duì)較大。如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)膠粘貼寬度，厚度過大，對(duì)于鍍膜玻璃，無法實(shí)現(xiàn)自由伸縮，也容易引發(fā)鍍膜玻璃發(fā)生自爆。

再次是幕墻朝向問題。幕墻玻璃如果朝南或者朝北其他方向所受到的熱應(yīng)力均有著不同的情況，幕墻玻璃如果朝南進(jìn)行安裝，這樣幕墻吸收熱量也會(huì)相應(yīng)地增加，天氣突然變化或者日落降溫相對(duì)較快，則會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力破裂。因此設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)該主要應(yīng)對(duì)熱應(yīng)力的破壞為主，抗風(fēng)壓強(qiáng)為輔。反之，如果玻璃幕墻如果朝北進(jìn)行安裝，應(yīng)將玻璃的抗風(fēng)壓情況作為主要指標(biāo)之一，熱應(yīng)力破壞相對(duì)次之。

最后其他方面問題。在玻璃幕墻安裝過程當(dāng)中，會(huì)粘貼各種圖案或者文字廣告，這樣就會(huì)讓多磨玻璃吸熱局部增加，從而導(dǎo)致整片玻璃產(chǎn)生溫差?？照{(diào)通風(fēng)口處的鍍膜玻璃，與別處不同位置的玻璃在溫度上會(huì)出現(xiàn)有明顯差異，進(jìn)而造成熱應(yīng)力引發(fā)的自爆。

5 防止建筑工程幕墻自爆的措施

5.1 在生產(chǎn)加工過程中進(jìn)行預(yù)防

由于玻璃當(dāng)中成分硫化鎳，其特性具有許多的不確定性，這樣對(duì)鋼化玻璃也產(chǎn)生一定的影響，有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究資料顯示，鋼化玻璃在生產(chǎn)后的3～5年，玻璃較容易發(fā)生自爆，即自爆的高發(fā)期，所以在生產(chǎn)過程當(dāng)中，應(yīng)該選擇含硫，鎳相對(duì)較少的主量、原料以及輔料，能夠降低硫化鎳的生成，對(duì)于硫化鎳的含量，則應(yīng)適當(dāng)?shù)臏p少。當(dāng)前市面上超白玻璃，與其他類型的玻璃，硫化鎳雜質(zhì)就較少，在原料進(jìn)行熔化過程當(dāng)中，就可以通過精細(xì)技術(shù)以及控制手段，讓超白玻璃相對(duì)于普通玻璃來說其成分更加均勻，玻璃內(nèi)部的雜質(zhì)相對(duì)較少，從而有效降低鋼化后玻璃出現(xiàn)自爆的概率。通過精細(xì)的技術(shù)控制以及先進(jìn)的生產(chǎn)手段，能夠有效減少玻璃中硫化鎳的含量，防止鋼化玻璃發(fā)生自爆。在加工過程當(dāng)中采取相應(yīng)的措施，鋼化玻璃的應(yīng)力越大，硫化鎳的結(jié)石半徑就越小，自爆風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)加大，所以鋼化玻璃的應(yīng)力控制應(yīng)該在合適的范圍之內(nèi)，能夠有效減少自爆的概率。另外可以通過均質(zhì)處理解決鋼化玻璃的自爆方式，即對(duì)鋼化玻璃進(jìn)行加熱，將其加熱到290℃對(duì)鋼化玻璃進(jìn)行二次熱處理，并且保溫兩個(gè)小時(shí)在移動(dòng)到冷卻室內(nèi)，在這個(gè)過程當(dāng)中，鋼化玻璃能在出廠前提前完成晶相的轉(zhuǎn)變。運(yùn)輸過程當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)于玻璃的邊緣進(jìn)行磨邊，減少應(yīng)力集中的情況，并且采取適宜的運(yùn)輸保護(hù)措施，特別是針對(duì)玻璃的邊角要避免其被碰上出現(xiàn)崩邊掉角的情況，從而發(fā)生玻璃爆裂。

5.2 在進(jìn)行安裝過程當(dāng)中采取對(duì)應(yīng)的措施

當(dāng)前實(shí)際的工程案例顯示很多鋼化玻璃發(fā)生自爆與安裝不當(dāng)有明顯的關(guān)系，玻璃幕墻的安裝過程當(dāng)中，應(yīng)該選擇有經(jīng)驗(yàn)，有資質(zhì)的施工團(tuán)隊(duì)，施工過程當(dāng)中應(yīng)采用適宜的密封材料，盡量全部使用高彈性的密封材料，遵循嚴(yán)格的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證安裝人員具有較為專業(yè)的安裝技術(shù)，并且在安裝過程中，提高對(duì)安裝人員的管理力度，使得安裝工作更加科學(xué)規(guī)范。

5.3 玻璃幕墻設(shè)計(jì)方面的應(yīng)對(duì)措施

在玻璃幕墻設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，應(yīng)該充分考慮到材料之間位移，變形，充分把握好材料的使用情況，并且留出足夠的縫隙。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和要求，科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)和計(jì)算玻璃品種，對(duì)于面積和厚度的比例，需要經(jīng)過設(shè)計(jì)人員精確到計(jì)算，保證比例適當(dāng)，滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)束語

目前發(fā)生自爆的原因多種多樣，存在著內(nèi)在因素以及外在因素，內(nèi)在因素就是硫化鎳的影響，外在因素包括運(yùn)輸，安裝，設(shè)計(jì)等過程，通過對(duì)于生產(chǎn)，加工，安裝設(shè)計(jì)的一些改進(jìn)措施和預(yù)防措施，能夠有效地防止鋼化玻璃的自爆。另外，可以通過其他手段，降低玻璃自爆給人生帶來的損害。例如對(duì)于鋼化玻璃，可以將其制造成夾膠玻璃，這樣即使玻璃破碎，也會(huì)被黏附在薄膜上，與此同時(shí)還可以保證玻璃表面的整潔光滑的，可以保證人們的安全，避免發(fā)生玻璃墜落引發(fā)的安全事故?；蛘呤强梢詫⒎辣ふ迟N在鋼化玻璃上，提高鋼化玻璃的抗撞擊性，減少鋼化玻璃受外力撞擊所產(chǎn)生的不利影響，進(jìn)而防止玻璃破碎，保證安全問題。