Из года в год увеличивается число высотных зданий со стеклянными фасадами, зеркальными куполами и светопрозрачными покрытиями. Однако внешняя красота скрывает множество проблем, одной из которых является спонтанное саморазрушение закаленного стекла в светопрозрачных конструкциях.
Разрушение светопрозрачных конструкций происходит по ряду причин, в числе которых механическое воздействие твердом телом, увеличение напряжений вследствие температурных воздействий (термошок) или некачественно выполненного монтажа, нарушение технологии изготовления.
Для определения причины разрушения стекла необходимо тщательно изучить область начала разрушения. Очень часто, при обследовании наблюдается характерный рисунок в начале трещины в виде бабочки. Такой рисунок начала разрушения характерен для самопроизвольного растрескивания закаленного стекла из-за концентрации напряжений около частиц примеси в зоне растягивающего напряжения стекла. При ближайшем рассмотрении частицу примеси можно увидеть невооруженным взглядом в середине рисунка.
Причины саморазрушения закаленного стекла
Причиной саморазрушения стекол является в основном наличие в стекломассе при производстве стекла частиц сульфида никеля (NiS).
При нагреве во время процесса закалки, частицы сульфида никеля меняют свой объем. Охлаждение листа (собственно закалка) происходит достаточно быстро, частицы сульфида никеля в листе стекла не успевают вернуться к первоначальному размеру и остаются «замороженными» в этом состоянии, становясь источником объемных напряжений. В «спящем» состоянии такая частица может находиться длительное время. Под действием солнечных лучей частица сульфида никеля изменяется в объеме, что приводит к повышению внутренних напряжений. При попадании такой частицы в зону растягивающих напряжений в результате превышения уровня допустимых напряжений стекло спонтанно разрушается.
В Китайской академии строительных материалов при исследовании саморазрушения закаленных стекол было установлено, что причиной растрескивания стекол может быть наличие частиц монолитного кремния.
Дефект стекла в виде включения твердых частиц типа сульфида никеля или монолитного кремния опасен тем, что обнаружить его до разрушения стекла невозможно, следовательно, нельзя исключить дальнейшего самопроизвольного разрушения стекол в стеклопакетах светопрозрачного покрытия.
Для определения наличия критических включений сульфида никеля в закаленном листе стекла применяют испытание методом ускоренного старения. Для этого закаленное стекло помещают в камеру печи и нагревают приблизительно до 290ºC, что вызывает ускоренное расширение сульфида никеля. При этом стекло, содержащее включения сульфида никеля, растрескивается в камере термовыдержки, снижая тем самым риск вероятного разрушения стекла при эксплуатации.
