Waarom explodeert gehard glas, dat gebruikt wordt in glazen kassen, vanzelf?
Elk product heeft zijn eigen voor- en nadelen tijdens gebruik. Glas is bijvoorbeeld een essentieel afdekmateriaal voor het bouwen van glazen kassen. De voordelen zijn onder andere een lange levensduur, hoge lichtdoorlatendheid en een hoogwaardig en elegant uiterlijk. Glas heeft echter ook zijn eigen nadelen, waarbij spontane breuk de grootste zwakte is. Het probleem van spontane breuk van enkellaags gehard glas is een veelvoorkomend fenomeen, ongeacht de regio van gebruik. Wat betreft de reden waarom gehard glas spontaan breekt, heb ik de volgende vier redenen samengevat en ik hoop dat iedereen waardevolle suggesties kan doen. Wanneer nikkelsulfidekristallen in gehard glas een faseverandering ondergaan, breidt hun volume zich uit. De uitzetting van nikkelsulfide in de trekspanningslaag in de kern van de glasplaat veroorzaakt een grotere trekspanning in het geharde glas. Wanneer de trekspanning de limiet overschrijdt die het glas kan verdragen, zal dit leiden tot spontane breuk van gehard glas. Buitenlands onderzoek heeft aangetoond dat nikkel wordt aangevoerd door de belangrijkste grondstof glas, kwartszand of zandsteen, en zwavel wordt aangevoerd door brandstof en hulpstoffen. Ze vormen nikkelsulfide bij een hoge temperatuur van 1400 tot 1500 graden Celsius in de smeltoven. Wanneer de temperatuur 1000 graden Celsius overschrijdt, bestaat nikkelsulfide in de vorm van druppeltjes die willekeurig verdeeld zijn in het gesmolten glas. Wanneer de temperatuur daalt tot 797 graden Celsius, kristalliseren en stollen deze kleine druppeltjes en bevindt nikkelsulfide zich in de hogetemperatuur α-NiS kristalfase (hexagonaal kristal). Wanneer de temperatuur blijft dalen tot 379 graden Celsius, ondergaat het een kristalfasetransformatie naar de lagetemperatuur β-NiS (trigonaal kristalsysteem), vergezeld van een volume-expansie van 2,38%. De snelheid van dit transformatieproces hangt niet alleen af van het percentage gehalte van verschillende componenten (waaronder Ni7S6, NiS, NiS1.01) in de nikkelsulfidedeeltjes, maar ook van de omgevingstemperatuur. Als de faseovergang van nikkelsulfide niet volledig is, zelfs niet onder natuurlijke opslag- en normale gebruiksomstandigheden, zal dit proces toch doorgaan, zij het met een zeer lage snelheid.
De uitzetting van nikkelsulfide in gehard glas is de belangrijkste oorzaak van spontane breuk. Wanneer gehard glas wordt verhit, is de kerntemperatuur van het glas ongeveer 620 graden Celsius en bevindt alle nikkelsulfide zich in de hogetemperatuur-α-NiS-fase. Vervolgens gaat het glas de luchtstroom in voor snelle afkoeling. Het nikkelsulfide in het glas ondergaat een faseverandering bij 379 graden Celsius. In tegenstelling tot de float-gloeioven is de snelle afkoeltijd voor het temperen erg kort en heeft het nikkelsulfide niet genoeg tijd om te transformeren naar de lagetemperatuur-β-NiS-fase, maar wordt "bevrorenddhhh in het glas in de hogetemperatuur-α-fase. Door de snelle afkoeling kan het glas worden getemperd, waardoor een spanningsgeünificeerd gebalanceerd lichaam ontstaat met externe compressie en interne spanning. In het reeds getemperde glas gaat de faseverandering van nikkelsulfide door met een lage snelheid en breidt het volume zich continu uit, waardoor de kracht op het omringende glas toeneemt. De kern van de geharde glasplaat zelf is een trekspanningslaag. Wanneer nikkelsulfide in deze laag een faseverandering ondergaat en uitzet, vormt het ook trekspanning. De combinatie van deze twee trekspanningen is voldoende om het breken van gehard glas te veroorzaken, dat wil zeggen spontane breuk.
Simpel gezegd is het nikkelelement erg klein bij hoge temperaturen, maar wordt groter bij normale temperaturen. Tijdens het verwarmingsproces van gehard glas wordt het nikkelelement kleiner, maar het heeft niet genoeg tijd om terug te keren naar zijn normale temperatuurgrootte tijdens snelle afkoeling, dus gehard glas kan spontaan breken. De nationale norm bepaalt dat de spontane breuksnelheid van gehard glas 3‰ is.
Redenen gerelateerd aan installatietechnologie en installatieproces
Dit punt wordt vaak over het hoofd gezien. Hoewel de gekochte materialen goed zijn, kan het, als de werknemers ze niet goed installeren tijdens de installatie, leiden tot een ongelijkmatige krachtverdeling rond het geharde glas, wat gemakkelijk kan leiden tot spontane breuk. Gehard glas heeft de eigenschap dat het niet gemakkelijk zal breken wanneer er kracht op het midden wordt uitgeoefend, maar als de hoeken van het geharde glas licht worden belast, zal het een ongelijkmatige krachtverdeling veroorzaken en vervolgens breken. De eenvoudigste en meest voorkomende plaats is waar twee waterbakken elkaar ontmoeten. Soms kan er, vanwege problemen met het installatieproces, een horizontaal verschil zijn tussen de bovenste en onderste delen van de twee waterbakken, waardoor het glas aan beide zijden van de verbinding gemakkelijk wordt blootgesteld aan ongelijkmatige kracht en resulteert in spontane breuk. Dit komt natuurlijk alleen voor in gebieden met een hoogteverschil. Over het algemeen zal dit probleem zich niet voordoen in het middelste deel van het hele waterkanaal.
Na het temperen vormt de oppervlaktelaag van het glas drukspanning, terwijl de kernlaag binnenin trekspanning vormt. De drukspanning en trekspanning vormen samen een uitgebalanceerd systeem. Glas is van nature een bros materiaal, bestand tegen druk maar niet tegen spanning. Daarom wordt het grootste deel van de breuk van glas veroorzaakt door trekspanning.
Zelfexplosie veroorzaakt door ongelijkmatige zetting van de fundering
Deze waarschijnlijkheid is ook vrij hoog. Vanwege de bodemgesteldheid in sommige gebieden of slechte constructie van de fundering, kan er een ongelijkmatige verzakking van de fundering optreden na regen of dooi van bevroren grond. Zolang er op één punt verzakking is, die niet met het blote oog kan worden waargenomen, zal de hele bovenkant ook licht verzakken. Over het algemeen zal verzakking lokale horizontale verschillen veroorzaken, wat resulteert in ongelijkmatige spanning en daaropvolgende zelfexplosie van het glas. Een andere oorzaak van verzakking is de kwaliteit van de opvulgrond. Bij het bouwen van dit type fundering moet deze stevig zijn en een verhoogd draagvermogen hebben. Als de fundering van de opvulgrond niet goed is uitgevoerd, is deze vatbaar voor verzakking na regen of dooi van bevroren grond.
Zelfexplosie veroorzaakt door andere redenen
Natuurlijk zijn er andere redenen voor de zelfexplosie van gehard glas. Bijvoorbeeld, tijdens toponderhoud kan onderhoudspersoneel tijdelijk op een scherpe hoek van het geharde glas stappen, of de impact van bouwgereedschap kan ook ongelijkmatige spanning op het geharde glas veroorzaken, wat leidt tot zelfexplosie. Er kunnen zelfs andere redenen zijn die ik niet heb samengevat. Ik hoop dat iedereen ze kan delen.
