上周末(mo)，太古匯又(you)下了(le)一次(ci)“玻(bo)璃(li)雨”，玻(bo)璃(li)幕(mu)墻(qiang)的(de)(de)安全(quan)問(wen)題再次(ci)引起關注。在全(quan)國各地發(fa)生的(de)(de)玻(bo)璃(li)幕(mu)墻(qiang)碎落報道中(zhong)，鋼化(hua)玻(bo)璃(li)3‰左右的(de)(de)“自(zi)(zi)(zi)爆率”常被提(ti)及，玻(bo)璃(li)究竟為(wei)什(shen)么會“自(zi)(zi)(zi)爆”？玻(bo)璃(li)幕(mu)墻(qiang)的(de)(de)自(zi)(zi)(zi)爆為(wei)什(shen)么頻(pin)頻(pin)發(fa)生？它(ta)是無法避免的(de)(de)嗎(ma)？

“自爆”的都是(shi)鋼化玻璃

華南理(li)工(gong)大學(xue)材(cai)料科學(xue)與工(gong)程(cheng)(cheng)學(xue)院教(jiao)授(shou)、中國硅酸(suan)鹽(yan)學(xue)會特種玻璃(li)(li)(li)分會理(li)事(shi)彭明營介(jie)紹，玻璃(li)(li)(li)幕墻用的一(yi)般(ban)是經過(guo)鋼化(hua)(hua)處理(li)過(guo)的浮(fu)法(fa)玻璃(li)(li)(li)，是一(yi)種硅酸(suan)鹽(yan)玻璃(li)(li)(li)。之所以稱為(wei)浮(fu)法(fa)玻璃(li)(li)(li)，是因為(wei)在生產過(guo)程(cheng)(cheng)中玻璃(li)(li)(li)熔(rong)體浮(fu)于錫槽(cao)上部(bu)冷(leng)卻成(cheng)型(xing)的緣故(gu)。所謂鋼化(hua)(hua)處理(li)，就(jiu)是將玻璃(li)(li)(li)在600℃左右高(gao)溫(wen)處理(li)，然后急(ji)冷(leng)獲得(de)。

玻(bo)(bo)璃(li)(li)經過鋼化處(chu)理以(yi)后，玻(bo)(bo)璃(li)(li)表面形成(cheng)壓應(ying)力，內部形成(cheng)張應(ying)力，兩者在一般條件下達(da)到平衡，所以(yi)玻(bo)(bo)璃(li)(li)不(bu)會破碎(sui)。萬一破碎(sui)后，玻(bo)(bo)璃(li)(li)會碎(sui)成(cheng)鈍角而不(bu)是尖銳的碎(sui)片，所以(yi)可(ke)以(yi)在很(hen)大(da)程度上減少對人(ren)身的傷(shang)害，故而被人(ren)們(men)稱(cheng)之為(wei)安(an)全玻(bo)(bo)璃(li)(li)，受(shou)到用戶的青(qing)睞。

然而(er)這種玻璃(li)也(ye)有(you)(you)不安(an)全的(de)地方，那就是會有(you)(you)自爆(bao)現象。一(yi)般鋼(gang)化玻璃(li)的(de)結構失效(xiao)，既有(you)(you)外在原因，也(ye)有(you)(you)內在原因。

硫化(hua)鎳是玻璃自爆的元(yuan)兇

外(wai)(wai)在原(yuan)因有多種，玻璃(li)加工、儲存(cun)、運輸、安裝(zhuang)等(deng)過程中都會無意地(di)引(yin)入，譬如缺(que)口、劃痕、微裂紋等(deng)。這(zhe)些(xie)(xie)缺(que)陷可以成為玻璃(li)結構失(shi)效的起點，一定(ding)條件下長成致(zhi)命材料的致(zhi)命傷。這(zhe)些(xie)(xie)外(wai)(wai)在原(yuan)因仔細檢查(cha)，可以很容(rong)易(yi)發現。

有一些(xie)難(nan)以發現的(de)(de)(de)(de)內在原(yuan)因，使(shi)得安(an)全(quan)玻璃(li)(li)(li)不安(an)全(quan)，結構失效無先兆，也是(shi)(shi)玻璃(li)(li)(li)工業一直無法解決(jue)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，那就(jiu)是(shi)(shi)玻璃(li)(li)(li)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)包(bao)容(rong)物。包(bao)容(rong)物中(zhong)最為嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)(shi)一些(xie)硫化鎳微晶相，它(ta)被認為是(shi)(shi)玻璃(li)(li)(li)自爆的(de)(de)(de)(de)元兇。它(ta)主要(yao)是(shi)(shi)在浮法玻璃(li)(li)(li)生產(chan)過(guo)程中(zhong)引入的(de)(de)(de)(de)，部分來(lai)自于原(yuan)料(liao)如石英(ying)砂等，部分來(lai)源于燃料(liao)如重(zhong)油(you)，部分來(lai)源于生產(chan)設備上使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)含鎳合金(jin)等。

在高溫(wen)下(xia)，硫化(hua)鎳(nie)均勻分布在熔融玻璃液中，當(dang)(dang)溫(wen)度(du)逐(zhu)漸降低形成(cheng)玻璃的過程中，硫化(hua)鎳(nie)逐(zhu)漸結晶(jing)，由高溫(wen)A lpha相(xiang)(xiang)六(liu)方(fang)晶(jing)系(xi)，逐(zhu)漸轉變為低溫(wen)B eta相(xiang)(xiang)三方(fang)晶(jing)系(xi)，相(xiang)(xiang)轉變溫(wen)度(du)為379℃，當(dang)(dang)高溫(wen)相(xiang)(xiang)完全(quan)轉變為低溫(wen)相(xiang)(xiang)時(shi)，浮(fu)法(fa)玻璃不會自爆。(這兩種晶(jing)相(xiang)(xiang)的晶(jing)體結構如(ru)圖1與(yu)圖2所示。)

但當(dang)浮法(fa)玻璃(li)(li)(li)加工成鋼化玻璃(li)(li)(li)時(shi)，問題(ti)就出(chu)現(xian)了。鋼化需要將玻璃(li)(li)(li)在(zai)600℃左(zuo)右熱處理，這剛(gang)好在(zai)相(xiang)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)(wen)度以上，所有低(di)溫(wen)(wen)相(xiang)三方晶系(xi)硫化鎳(N iS)轉(zhuan)變(bian)(bian)為高溫(wen)(wen)六方晶系(xi)。熱處理后的急冷(leng)這一降溫(wen)(wen)過(guo)程，使得玻璃(li)(li)(li)中高溫(wen)(wen)相(xiang)硫化鎳無(wu)法(fa)完全轉(zhuan)變(bian)(bian)為低(di)溫(wen)(wen)相(xiang)，部分高溫(wen)(wen)相(xiang)被冷(leng)凍在(zai)玻璃(li)(li)(li)中。

被冷凍的(de)高溫相(xiang)，即使在室溫下也在非常緩慢地(di)向低(di)溫相(xiang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。這(zhe)種轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)的(de)過程，是一個體積膨(peng)脹的(de)過程，大約膨(peng)脹2%-4%。當溫度升高時(shi)，這(zhe)種轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)加劇，在玻(bo)璃內部產生體積膨(peng)脹，進而產生額(e)外的(de)張應(ying)力。當張應(ying)力增加到大于鋼化玻(bo)璃表層(ceng)的(de)壓應(ying)力時(shi)，玻(bo)璃結構破裂，形成自爆。

自爆的玻璃(li)(li)碎片如果從(cong)高空墜落(luo)，即便(bian)很小，但速度(du)很大，所以還是會造成(cheng)人身傷(shang)害。鑒于此，彭明營建議，在使用(yong)鋼化(hua)玻璃(li)(li)的地方，最(zui)好增設(she)(she)防(fang)玻璃(li)(li)散落(luo)的設(she)(she)施，也可以在玻璃(li)(li)表面貼(tie)上防(fang)散落(luo)膜，減少人身、財(cai)產損失。

追問

玻(bo)璃安全(quan)性(xing)能(neng)檢測出來(lai)嗎？

“二(er)次引爆”無法(fa)杜絕問題玻璃(li)出廠

廣東省建(jian)筑科技研究院(yuan)的工(gong)程(cheng)師(shi)邢先(xian)生從事玻璃幕(mu)墻物理(li)性(xing)能檢(jian)測(ce)，他說，玻璃“自(zi)爆”一般涉及玻璃產品質量本(ben)身(shen)，還有(you)幕(mu)墻體(ti)系本(ben)身(shen)的耐久性(xing)，即(ji)框架結構設(she)計(ji)、施工(gong)好(hao)不(bu)好(hao)。

玻璃(li)產品本身的自爆隱患(huan)，一(yi)(yi)般靠廠(chang)家(jia)自己把關，比如用抽樣辦(ban)法，拿(na)一(yi)(yi)塊(kuai)玻璃(li)切成小(xiao)塊(kuai)，用顯(xian)微鏡來看，若(ruo)玻璃(li)雜(za)質(zhi)分布均(jun)勻(yun)，抽檢結果就有代表(biao)性，若(ruo)正好雜(za)質(zhi)分布不均(jun)勻(yun)，抽檢也不一(yi)(yi)定準確。

實際(ji)上(shang)，玻(bo)璃的(de)自爆(bao)(bao)(bao)風(feng)險在安(an)裝之前是可以減小的(de)。他介(jie)紹(shao)，玻(bo)璃制成(cheng)成(cheng)品后，有一種“二次(ci)引爆(bao)(bao)(bao)”技術，就是創造條件，讓有隱(yin)患(huan)的(de)玻(bo)璃“會爆(bao)(bao)(bao)的(de)在廠里就爆(bao)(bao)(bao)了，破的(de)作廢，好(hao)的(de)出廠使用”。

不過，彭明營提醒，這種檢測一般只(zhi)能檢出(chu)劃痕、微裂紋(wen)等有外部缺陷的玻璃(li)，內部包(bao)容(rong)物(wu)形成(cheng)的硫化鎳(nie)微晶相(xiang)膨脹問題還是(shi)無法解決(jue)。

另一方面(mian)，玻璃幕墻框架(jia)設計、施工(gong)是否合格，比如框架(jia)是否會(hui)(hui)對玻璃產生壓、拉扯(che)的(de)力，一般在整(zheng)個工(gong)程竣工(gong)驗收時會(hui)(hui)納入(ru)到驗收體系(xi)中(zhong)，但實際操作中(zhong)不排除(chu)漏掉相(xiang)關隱患的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。

建筑(zhu)交付使用后(hou)，按照《廣州市建筑(zhu)玻璃幕墻使用維(wei)護管(guan)理(li)辦(ban)法(fa)》等規定，業主(zhu)一年后(hou)要全面(mian)檢(jian)查一次，此后(hou)每五年要“體(ti)檢(jian)”，邢先生說，這種規定的執行全靠自覺，沒(mei)有(you)什么實質上的監管(guan)體(ti)系，他(ta)遇到過的業主(zhu)許多沒(mei)有(you)這個意識，況且檢(jian)測還要花錢。

疑問

玻璃3‰“自爆率”從何來？

可能只是行業“毛估(gu)估(gu)”

廣州市現(xian)有(you)玻璃(li)幕墻(qiang)550萬(wan)平(ping)方(fang)米，如(ru)果(guo)按(an)照鋼(gang)化玻璃(li)3‰的“自(zi)(zi)爆(bao)(bao)率(lv)”，至少1萬(wan)多平(ping)方(fang)米的玻璃(li)如(ru)利劍懸在市民頭頂，真(zhen)有(you)這么(me)可怕(pa)嗎？廣東省建筑科技研究院工(gong)程師邢先生說，一(yi)般所說的鋼(gang)化玻璃(li)3‰左右的“自(zi)(zi)爆(bao)(bao)率(lv)”，只是生產行業普遍(bian)認可的一(yi)個正(zheng)常水平(ping)，他覺(jue)得(de)(de)，這可能(neng)是從實踐(jian)中得(de)(de)出的。但實際(ji)上(shang)，相關的產品技術標(biao)準中沒(mei)有(you)這個“自(zi)(zi)爆(bao)(bao)率(lv)”的評估標(biao)準。

在現(xian)實中(zhong)(zhong)，玻璃(li)自(zi)爆沒什么規(gui)律可言，“有的地(di)方上萬平方米玻璃(li)只(zhi)(zhi)破(po)一塊(kuai)，有的破(po)兩(liang)三百(bai)塊(kuai)”，而(er)他(ta)們所做的事后分(fen)(fen)析檢(jian)測，也(ye)只(zhi)(zhi)能提供(gong)可能性(xing)的分(fen)(fen)析，是(shi)一種推斷，“有可能某一批玻璃(li)產品雜質多，正好(hao)用在同(tong)一個(ge)地(di)方了，問題會有個(ge)集中(zhong)(zhong)性(xing)爆發”。