殘缺美:堅韌玻璃的問題
1.1999年八月二日所禀,在英國的C鎮(zhèn)是一個特別熱的一天地粪,一大面堅硬的玻璃在購物中心頂部毫無征兆的掉下來粉碎了。當(dāng)制造窗格的大型玻璃制造商P的專家分析碎片時發(fā)現(xiàn),在玻璃中間隱藏的微小的硫化物結(jié)晶引起了這個失誤首装。
2.BW脓魏,說玻璃產(chǎn)業(yè)非常關(guān)注這個事故兰吟,BW是玻璃聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)委員會的主席,一個英國貿(mào)易協(xié)會茂翔,在P的一個標(biāo)志發(fā)展機(jī)構(gòu)混蔼。但是他堅持說,這種情況很少發(fā)生珊燎,這是極其少見的現(xiàn)象惭嚣。
3.其他人則表示反對。每月我平均會看到1-2棟建筑物因為硫化物失誤而出事故悔政。BJ說道晚吞,BJ是這次調(diào)研中的工程顧問。另一個專家說了相似的經(jīng)歷谋国。倫敦辦事處的工程顧問TW和H的S都說他們了解到有上百種這種案例槽地。你聽到的只是冰山一角,RE的玻璃專家TF說道。他認(rèn)為原因很簡單捌蚊,沒人喜歡負(fù)面報道集畅。
堅韌玻璃到處可見。從汽車到公交車在到窗逢勾、墻以及成千上萬個建筑物的屋頂牡整。很容易就知道原因。這種玻璃的強(qiáng)度是普通玻璃的五倍溺拱,當(dāng)它破碎時逃贝,它會粉碎成很小的立方體,而不是大型的鋒利的陶瓷碎片迫摔。建筑師非常喜歡他沐扳,因為大型的板能被拴住來制作透明的墻壁,把它轉(zhuǎn)換成屋頂和地板是非常容易的句占。
4.它是通過加熱一片普通的玻璃到620度使它輕微的變軟沪摄,使得它的結(jié)構(gòu)擴(kuò)張,這時用冷空氣噴嘴迅速冷卻它纱烘。這就使得窗格外層收縮杨拐,并在內(nèi)部凝固前先凝固。當(dāng)內(nèi)部最終凝固并且收縮時擂啥,在外層受到施加壓力哄陶,就成為永久的壓縮,鑄造了玻璃內(nèi)部可伸長的強(qiáng)力哺壶。因為裂縫在強(qiáng)壓下傳播很快屋吨,表面壓縮的力度必須超過窗格破碎前的壓力,這使得它更能抵抗破裂山宾。
5.當(dāng)玻璃中含有硫化物雜志時至扰,問題就出現(xiàn)了。硫磺這些微量元素通常出現(xiàn)在原材料资锰,用來制作玻璃敢课。同時通過碎片被引進(jìn)到融化的玻璃中。隨著玻璃被加熱台妆,這些原子反映形成細(xì)小的硫化物結(jié)晶翎猛。表面上僅僅1/10克鎳就能創(chuàng)造出5萬個結(jié)晶物。
6.這些硫化物以兩種形式存在接剩。一種稠密形式叫做A相。它在高溫下非常穩(wěn)定萨咳,不那么稠密的叫B相懊缺,它在室溫下非常穩(wěn)定。用在加固過程中的高溫把所有的結(jié)晶體轉(zhuǎn)換成稠密狀,緊密結(jié)合成A形狀鹃两。但是隨后的冷卻太快了遗座,結(jié)晶體沒有時間轉(zhuǎn)換成B相。這使得玻璃中有不穩(wěn)定的A結(jié)晶體俊扳,整整齊齊的像一個盤繞的彈簧途蒋,毫無征兆的準(zhǔn)備恢復(fù)到B相。
7.當(dāng)這種情況發(fā)生時馋记,結(jié)晶體擴(kuò)張到4%号坡。如果他們包含在中心,隔窗玻璃的拉力區(qū)域梯醒,他引發(fā)的壓力能夠使整塊玻璃破碎宽堆。這個在失敗發(fā)生前消逝時間是不可預(yù)測的。它可能在剛出廠幾月后就發(fā)生茸习,或者十年后才發(fā)生畜隶。盡管如果玻璃受到陽光加熱,例如号胚,發(fā)生的進(jìn)程就會加快籽慢。倫敦工程顧問GD說,諷刺的是猫胁,最久的堅硬的窗格玻璃失敗是因為保護(hù)結(jié)晶物是LL的玻璃研究建筑物箱亿。窗格玻璃只有27年的歷史。
8.數(shù)據(jù)顯示杜漠,結(jié)晶物問題的規(guī)模不太可能得出极景。如果這些結(jié)晶物發(fā)生在一批里面就更復(fù)雜了。因此即使總體來說七噸的玻璃里面1個驾茴,如果你在你的建筑物里碰到一個結(jié)晶物失敗盼樟,這可能意味著你可能不止有一個窗格玻璃有問題。J說在上個十年锈至,他考察了15多個建筑物晨缴,有兩倍的失敗記錄。
9.一個最嚴(yán)重的案例發(fā)生在WP峡捡,在1990年完成的击碗。在過去的十年中,40層的B承受了一個巨大的失敗们拙。堅韌玻璃的80個窗格玻璃粉碎是因為它的成分稍途,最終專家介入。JB是結(jié)晶物污染方面的專家砚婆,他分析了這棟樓里的每一塊玻璃械拍。用工作室一個相機(jī),一個攝影師坐在搖籃里拍照片,照了建筑物里每一個窗格玻璃坷虑。這些是在修改的細(xì)微碎片下掃描的甲馋。我們發(fā)現(xiàn)至少有另外120個窗格玻璃,有潛在危險物迄损,后來被替代定躏。這是非常昂貴的并且耗時的。大概需要六個月去完成芹敌。盡管這個工程需要1.6百萬美金痊远,可供選擇的覆蓋整個建筑要花比這還高10倍價格。