Glas spontane breuk

Glas spontane breuk

Copyright: de heer Amanda Gibney Weko

Spontane breuk

Kleine randbeschadigingen tijdens het hanteren van glas, een kras of inkeping tijdens de installatie, een ontwerpfout of een natuurlijke imperfectie in het glas kunnen allemaal leiden tot spontane breuk.

We hebben allemaal het schokkende kraken gehoord van een kiezelsteen of stuk wegafval dat de voorruit van onze auto raakt. We kunnen een onmiddellijk gaatje of barst zien en weten dat dit onvermijdelijk een spinnenweb over het glas zal veroorzaken en ervoor zal zorgen dat de voorruit breekt als deze niet wordt behandeld.

Dat een kleine impact aanzienlijke glasschade kan veroorzaken, is niet beperkt tot onze voertuigen. Soortgelijke problemen doen zich voor bij commerciële beglazing.

Kleine randbeschadigingen tijdens het hanteren van glas, een kras of inkeping tijdens de installatie, een ontwerpfout of een natuurlijke imperfectie in het glas kunnen allemaal leiden tot spontane breuk - het schijnbaar ongevraagde verbrijzelen van glas.

Voor ontwerp- en constructieprofessionals is het begrijpen hoe en waarom glasbreuken de sleutel kunnen zijn tot preventie.

VEILIGHEID BEGLAZING

Over het algemeen wordt glas gemaakt door silica (een bestanddeel van zand), natriumcarbonaat (of natriumcarbonaat, dat het smeltpunt van silica verlaagt) en calciumoxide (of kalk, dat chemische stabiliteit toevoegt) samen te smelten bij een hoge temperatuur.

Het glas wordt vervolgens gekoeld, gevormd en verder gekoeld (een proces dat gloeien wordt genoemd) om het te stabiliseren en te versterken.

Standaard gegloeid glas kan worden gebruikt voor ramen in gebieden met weinig verkeer, maar de meeste codes verplichten in plaats daarvan veiligheidsglas. Indien gebroken, zal onthard glas in scherpe scherven en stukken breken.

Links: standaard gegloeid glas breekt in scherpe scherven; Rechts: gehard of gehard glas versplintert tot kleine stukjes kiezel
Links: standaard gegloeid glas breekt in scherpe scherven; Rechts: gehard of gehard glas versplintert tot kleine stukjes kiezel

Veiligheidsruiten verminderen de kans op letsel door breuk. Het glas is behandeld om de breukeigenschappen te versterken en te veranderen. Er zijn twee hoofdtypen veiligheidsglas: gehard glas en gelaagd glas.

Hittebestendig glas biedt meer stabiliteit dan gegloeid, maar kan niet worden beschouwd als veiligheidsglas omdat het bij breuk grote scherven kan vormen.

Zowel gehard als hittebestendig glas is warmtebehandeld tot 1200 graden F (650 graden C) en geforceerd gekoeld om oppervlakte- of randcompressie te creëren.

Gehard glas wordt zeer snel gekoeld, waardoor een hogere oppervlakte- en randcompressie ontstaat.

Hittebestendig glas wordt langzamer gekoeld voor een lagere oppervlakte- en randcompressie dan gehard glas, maar nog steeds hogere eigenschappen dan gegloeid glas.

Diagram met thermisch versterkt glas
Diagram weergegeven hittebestendig glas

Gehard glas, ook wel gehard glas genoemd, is warmtebehandeld voor een minimale oppervlaktecompressie van 10,000 PSI en slagvastheid vier keer sterker dan gegloeid glas.

Door het snelle koel- of doofproces worden de oppervlakken en randen van glas samengedrukt terwijl het midden onder spanning blijft.

Het proces verandert de breekkarakteristiek van het glas, zodat het breekt in kleine stukjes ter grootte van een kiezelsteen en het verwondingspotentieel van scherpe scherven vermindert.

Gehard glas kan niet worden gesneden. Hittebestendig glas is warmtebehandeld voor een oppervlaktecompressie van 3,500-7,500.

Bij tweemaal de oppervlaktecompressie van gegloeid glas, wordt warmteversterkte beglazing gebruikt in plaats van algemene beglazing waar aanvullende thermische en windbescherming gewenst is.

Een andere optie voor veiligheidsglas: gelaagd glas gebruikt een combinatie van warmte en druk om een ​​of meer lagen polyvinylbutyral (PVB) tussen twee of meer glaslagen te plaatsen.

De gelaagde glaslagen houden het paneel bij elkaar in geval van breuk, terwijl de sterkte en de randstabiliteit worden vergroot.

Illustratie van gelaagd glas met dank aan JE Berkowitz
Illustratie van gelaagd glas met dank aan JE Berkowitz

OORZAKEN VAN BREUK

Glas is een inherent kwetsbaar bouwmateriaal en kan altijd breken.

Terwijl fabrikanten veiligheidsglas en zelfherstellende coatings produceren en nieuwe methoden ontwikkelen om glas sterker en veiliger te maken, moeten ontwerp- en constructieprofessionals rekening houden met veelvoorkomende oorzaken van breuk en preventieve maatregelen.

OMGAAN MET SCHADE

De meest voorkomende oorzaak van glasbreuk komt van rand- of oppervlakteschade tijdens het hanteren.

Zelfs de kleinste inkeping of spaander in het glas tijdens verpakking, verzending of installatie kan - na verloop van tijd en natuurlijke uitzetting en krimp door temperatuurveranderingen en subtiele beweging van het gebouw - een spanningsconcentratie rond de imperfectie opbouwen, wat kan leiden tot toekomstige breuk.

Hoewel ze spontaan lijken, hebben dit soort pauzes een natuurlijke oorzaak. Correcte behandeling door getrainde professionele glazenmakers is een belangrijk middel om dit soort breuken te helpen voorkomen.

FRAME-GERELATEERDE BREAK

Als de pakkingen, instelblokken of randblokken in een metalen raam of gordijnframe ontbreken, beschadigd zijn of niet voldoende zijn om het glas te beschermen tegen glas-op-metaal contact veroorzaakt door temperatuurveranderingen en beweging van het gebouw, kunnen spanningen zich ophopen die uiteindelijk leiden tot breken.

Beweging van een gebouw of raamsysteem als gevolg van wind of omgevingsfactoren kan ook bijdragen aan contact tussen glas en metaal.

Een onjuist geconstrueerde ruit die te groot of te dun is voor de locatie, kan worden beschadigd door weer of wind.

Zorgvuldige ontwerpbeoordeling, juiste engineering en professionele installatie kunnen framegerelateerde spontane breuk voorkomen.

THERMISCHE STRESSBREUK

Met meer nadruk op natuurlijk daglicht en passief zonne-ontwerp, moet thermische breuk als gevolg van glasbreuk een zorg zijn.

Wanneer het midden van een ruit warmer wordt dan de rand, kan uitzetting van het verwarmde glascentrum trekkracht rond de rand veroorzaken.

Als de thermische spanning de randsterkte overschrijdt, kan het glas breken.

Grote isolatieglaseenheden (IGU's), vooral in combinatie met zonwerende coatings, vereisen thermische analyse om spanningsgerelateerde breuk te voorkomen.

Tijdens de ontwerpfase kunnen thermische modellering en ontwerpaanpassingen worden gemaakt om spontane breuk door thermische belasting te verminderen.

INCLUSIEBREUK

Het is relatief zeldzaam, maar tijdens het ontlaten kunnen nikkelverontreinigingen in het floatglas nikkelsulfidestenen veroorzaken.

Na verloop van tijd, wanneer het geïnstalleerde gehard glas wordt blootgesteld aan natuurlijke temperatuurschommelingen, kan de kleine steen uitzetten, waardoor het glas uiteenspat.

Nikkelsulfidestenen kunnen aanwezig zijn in gegloeid en met hitte versterkt glas, maar zijn niet onderhevig aan spontane breuk omdat de langzamere afkoelingscyclus ofwel de faseverandering van de stenen stopt of ze opsluit voordat ze volumetrisch kunnen uitzetten.

Er is geen technologie bekend om nikkelsulfidestenen te verwijderen en ze kunnen zo klein zijn - 0.003 tot 0.015 inch in diameter - dat er ook geen manier is om visueel te inspecteren op hun aanwezigheid in floatglas.

microscopische opname van nikkelsulfide
microscopische opname van nikkelsulfide

ASTM-richtlijnen laten vlekken, waaronder nikkelsulfidestenen, toe tussen 0.020 en 0.1 inch, maar dit is veel groter dan de typische steengrootte. Raadpleeg ASTM C1036 Standard Specification for Flat Glass voor volledige details.

Sommige fabrikanten nemen voorzorgsmaatregelen voor de aanwezigheid van nikkel-sulfidesteen.

PPG en andere Noord-Amerikaanse glasfabrikanten gebruiken nikkel niet in primaire batchformuleringen, verbieden nikkelhoudende metalen uit bewerkingen en gebruiken magnetische scheiders.

PPG beveelt ook warmteversterkt glas aan wanneer warmtebehandeld glas nodig is, behalve wanneer codes veiligheidsruiten verplicht stellen.

Sectoradviseur Bill Coddington, geciteerd in een Glass.com-artikel uit 2008, verklaarde: “De primaire glasfabrieken in de Verenigde Staten doen uitstekend werk met het selecteren van de gebruikte grondstoffen en productieapparatuur om de kans dat nikkel in de vlotter kan worden ingebracht te minimaliseren. glazen batch. "

Spontane breuk

Spontane breuk

Van boven: twee voorbeelden van beschadiging van de glasrand (bovenste afbeelding met dank aan Bruening Glass Works); breuk van gehard glas - merk op dat het glas binnen het frame blijft; mogelijke inclusie-onderbreking geïdentificeerd door "vlindervleugel" -breukpatroon in het midden

Spontane breuk

Spontane breuk

WARMTE ZACHT

Doorwarmen wordt vaak gebruikt in veeleisende toepassingen zoals puntondersteunende muren of wanneer het verminderen van de kans op spontane breuk een prioriteit is.

Voorbeelden zijn balustrades, deuren, zwaar gehard glas en isolatieglaseenheden.

Tijdens het doorweken wordt een monsterbatch of een volledige partij panelen van gehard glas gedurende maximaal vier uur blootgesteld aan temperaturen van 288 tot 316 ° C (550 tot 660 ° F) om insluitsels te testen en te verminderen.

Het proces zorgt ervoor dat eventuele insluitsels van fase veranderen en het glas breken voordat het wordt verzonden.

De branche is het oneens over de "break-now-notlater" -aanpak van warmte-inweken. Het proces verkleint de kans op inclusiegerelateerde breuk, maar kan niet voorkomen of garanderen dat andere insluitsels in de toekomst mogelijk niet veranderen en de breuk stimuleren.

In feite kan het proces ervoor zorgen dat kleine, stabiele insluitsels beginnen met faseverandering tijdens het inweken van warmte en mogelijk de transformatie voltooien nadat het glas is geïnstalleerd.

Doorweken kan ook een negatieve invloed hebben op de oppervlaktecompressie en de inherente sterkte-eigenschappen, en het toegevoegde proces - en de bijbehorende behandeling - kan meer kansen creëren op randbeschadiging, krassen of veranderingen in de eigenschappen van oppervlaktecoating.

Doorweken na fabricage kan sommige gebarsten glaspanelen vernietigen, maar is een kostbaar, tijdrovend proces dat niet alle nikkelsulfide-insluitsels zal elimineren.

JE Berkowitz biedt doorweking door warmte om het optreden van spontane breuk als gevolg van nikkel-sulfide-insluitsels en fabricageschade in gehard glas te verminderen, volgens de internationale norm EN 14179-1: 2005 (HST).

De standaard, officieel Glass in Building - Heat Soaked Thermally Toughened Soda Lime Silicate Safety Glass, definieert het heat soak processysteem samen met toleranties voor vlakheid, randwerk, fragmentatie en fysieke en mechanische kenmerken van monolithische platte warmte gedrenkte thermisch geharde natronkalk silicaat veiligheid glas voor gebruik in gebouwen.

In het JE Berkowitz warmte-inweekproces wordt volledig gehard glas gestapeld in een speciaal geconstrueerde en gecertificeerde oven, verwarmd tot 550 graden F en geleidelijk gekoeld.

Het totale proces duurt ongeveer zes uur: twee uur om de temperatuur te verhogen, ongeveer twee tot vier uur verblijfstijd en nog eens twee uur om de temperatuur te verlagen.

Thermische cupples worden op het glas geplaatst om de temperatuur te bewaken. Toch vermindert het proces alleen de kans op breuk van een standaard acht lites op 1,000 tot vijf lites op 1,000.

Gerelateerd nieuws

Contact

0086-17705464660

Verkoop e-mail: marketing@cnmorn.com
Technische ondersteuning: han@cnmorn.com

Mobiel / Wechat: 0086-17705464660

QR code
×
Hallo, welkom bij Morn Building Materials.
× Hoe kan ik u helpen?