Почему закаленное стекло, используемое при строительстве стеклянных теплиц, самопроизвольно взрывается?
Любой продукт будет иметь свои преимущества и недостатки в процессе использования. Например, стекло является основным материалом покрытия для строительства стеклянных теплиц. Его преимущества включают в себя длительный срок службы, высокую светопропускаемость и высококачественный и элегантный внешний вид. Однако у стекла также есть свои недостатки, причем самопроизвольное разрушение является его самой значительной слабостью. Проблема самопроизвольного разрушения однослойного закаленного стекла является распространенным явлением независимо от региона использования. Что касается того, почему закаленное стекло самопроизвольно разрушается, я обобщил следующие четыре причины и надеюсь, что каждый сможет предложить ценные предложения. Когда кристаллы сульфида никеля в закаленном стекле претерпевают фазовый переход, их объем увеличивается. Расширение сульфида никеля в слое растягивающего напряжения в сердцевине стеклянной пластины вызывает большее растягивающее напряжение внутри закаленного стекла. Когда растягивающее напряжение превышает предел, который может выдержать стекло, это приведет к самопроизвольному разрушению закаленного стекла. Зарубежные исследования доказали, что никель привносится основным сырьем стекла, кварцевым песком или песчаником, а сера привносится топливом и вспомогательными материалами. Они образуют сульфид никеля при высокой температуре от 1400 до 1500 градусов Цельсия в плавильной печи. Когда температура превышает 1000 градусов Цельсия, сульфид никеля существует в виде капель, хаотично распределенных в расплавленном стекле. Когда температура падает до 797 градусов Цельсия, эти мелкие капли кристаллизуются и затвердевают, и сульфид никеля находится в высокотемпературной кристаллической фазе α-НиС (гексагональный кристалл). Когда температура продолжает падать до 379 градусов Цельсия, он претерпевает кристаллическое фазовое превращение в низкотемпературную β-НиС (тригональная кристаллическая система), сопровождающееся расширением объема на 2,38%. Скорость этого процесса превращения зависит не только от процентного содержания различных компонентов (включая Ni7S6, НиС, NiS1.01) в частицах сульфида никеля, но и от окружающей температуры. Если фазовое превращение сульфида никеля не произошло полностью, даже при естественном хранении и нормальных условиях эксплуатации этот процесс все равно будет продолжаться, хотя и с очень низкой скоростью.
Расширение сульфида никеля внутри закаленного стекла является основной причиной его спонтанного разрушения. При нагревании закаленного стекла внутренняя температура стекла составляет около 620 градусов по Цельсию, и весь сульфид никеля находится в высокотемпературной фазе α-НиС. Затем стекло поступает в систему быстрого охлаждения дутьем воздуха. Сульфид никеля в стекле претерпевает фазовый переход при 379 градусах по Цельсию. В отличие от печи для отжига во флоатинге, время быстрого охлаждения при закалке очень короткое, и сульфид никеля не успевает перейти в низкотемпературную фазу β-НиС, но "замораживается в стекле в высокотемпературной α-фазе. Быстрое охлаждение позволяет закалять стекло, образуя сбалансированное по напряжению тело с внешним сжатием и внутренним растяжением. В уже закаленном стекле фазовый переход сульфида никеля продолжается с низкой скоростью, и его объем непрерывно расширяется, увеличивая силу, действующую на окружающее стекло. Сердцевина самой закаленной стеклянной пластины представляет собой слой растягивающего напряжения. Когда сульфид никеля в этом слое претерпевает фазовый переход и расширяется, он также образует растягивающее напряжение. Сочетание этих двух растягивающих напряжений достаточно, чтобы вызвать разрушение закаленного стекла, то есть спонтанное разрушение.
Проще говоря, элемент никеля очень мал при высоких температурах, но становится больше при нормальных температурах. В процессе нагрева закаленного стекла элемент никеля становится меньше, но у него нет достаточно времени, чтобы вернуться к своему нормальному размеру при температуре во время быстрого охлаждения, поэтому закаленное стекло может самопроизвольно сломаться. Национальный стандарт устанавливает, что скорость самопроизвольного разрушения закаленного стекла составляет 3‰.
Причины, связанные с технологией и процессом монтажа
Этот момент часто упускается из виду. Хотя купленные материалы хороши, если рабочие не установят их должным образом во время установки, это может привести к неравномерному распределению силы вокруг закаленного стекла, что легко приведет к его самопроизвольному разрушению. Закаленное стекло имеет такую особенность, что оно не разобьется легко, если приложить силу к середине, но если углы закаленного стекла слегка нагружены, это вызовет неравномерное распределение силы и затем разобьется. Самое простое и распространенное место — это место, где встречаются два желоба для воды. Иногда из-за проблем в процессе установки может быть горизонтальная разница между верхней и нижней частями двух желобов для воды, в результате чего стекло по обе стороны стыка легко подвергается неравномерной силе, что приводит к самопроизвольному разрушению. Конечно, это происходит только в областях с разницей в высоте. Как правило, эта проблема не возникает в средней части всего водовода.
После закалки поверхностный слой стекла образует сжимающее напряжение, а внутренний слой — растягивающее напряжение. Сжимающее напряжение и растягивающее напряжение вместе образуют сбалансированную систему. Стекло по своей природе является хрупким материалом, устойчивым к сжатию, но не к растяжению. Поэтому большая часть разрушения стекла вызвана растягивающим напряжением.
Самовзрыв, вызванный неравномерной осадкой фундамента
Такая вероятность также довольно высока. Из-за почвенных условий в некоторых районах или некачественной конструкции фундамента может возникнуть неравномерная осадка фундамента после дождя или оттаивания мерзлого грунта. Пока в одной точке происходит осадка, которую нельзя заметить невооруженным глазом, вся верхняя часть также немного осядет. Как правило, осадка вызывает локальные горизонтальные различия, что приводит к неравномерному напряжению и последующему самовзрыву стекла. Еще одной причиной осадки является качество грунта обратной засыпки. При возведении такого типа фундамента он должен быть прочным и иметь повышенную несущую способность. Если грунт обратной засыпки не сделан должным образом, он склонен к осадке после дождя или оттаивания мерзлого грунта.
Самовзрыв, вызванный другими причинами
Конечно, есть и другие причины самовзрыва закаленного стекла. Например, во время обслуживания сверху обслуживающий персонал может временно наступить на острый угол закаленного стекла, или воздействие строительных инструментов также может вызвать неравномерную нагрузку на закаленное стекло, что приведет к самовзрыву. Могут быть даже другие причины, которые я не обобщил. Надеюсь, каждый может ими поделиться.
