شکست شیشه ممکن است به علت بسیاری از عوامل مانند مواد واقعی تشکیل شیشه،محاسبات اولیه نمای شیشه و تماس فیزیکی است که ممکن است تحت تاثیر بار و باد قرار گیرد. شایع ترین و شناخته شده شکست شیشه ای ناشی از ترکیبات نیکل سولفید NiS، نقص در سطح، شکستگی حرارتی، فشار ضربه، و حرکت سیستم های پشتیبانی سازه ای است. شیشه تاثیر قابل توجهی در عملکرد دینامیکی  سازه نمای شیشه ای دارد. با این حال، شکستن شیشه ممکن است عملکرد دینامیکی سازه ای را کاهش دهد .

 

ناکافی بودن سولفید نیکل در شیشه

مسئله انبساط نیکل سولفید ابتدا در دهه ۱۹۴۰ مورد تأیید قرار گرفت .  نقص در شیشه  در طول فرآیند تولید شیشه، مخصوصا در شیشه شکوریت شده  تحت تاثیر قرار می گیرد. شیشه ممکن است با شکستگی خود به خودی به علت وجود نیکل به وجود آید . نیکل سولفید بوسیله واکنش با ذرات فلزی مواد خام  شیشه مذاب انحلال در تولید شیشه بوجود بیاورد . نیکل سولفید که معمولا شکل کروی دارد ، نمیتواند توسط چشم غیر مسلح قابل  مشاهده باشد زیرا اندازه نیکل بسیار کوچک است، معمولا از ۰٫۱ تا ۰٫۵ میلیمتر می باشد .

 

بسیاری از محققان توضیح دادند که شکستگی خودبخودی شیشه های سکوریت شده  به علت تغییرات حجمی سنگ نیک سولفید است . گسترش سنگ نیکل که در اثر انبساط شیشه حاصل می شود  باعث ایجاد ترک های در سطح شیشه  می شود که پس از آن باعث ایجاد تنش های  فشاری اضافی در مجاورت سنگ نیکل در بدنه شیشه می شود.

 

واکنش نیکل سدیم

واکنش نیکل سدیم

 

به منظور کاهش خطر انقباض خود به خودی در شیشه ها ، یک روش شناخته شده به عنوان گرما خنک کننده معرفی شد. این روش توسط شرکت پیلکینگ تون که یکی از شرکتهای بزرگ تولید کننده شیشه های فلوت می باشدتوسعه پیدا کرد .  این فرآیند بوسیله گرمایش شیشه  در یک کوره به مدت چند ساعت به دمای ۲۸۰ درجه سانتی گراد برای ایجاد شکست انجام می شود. شیشه آلوده در یک اتاق خنک کننده حرارت در کارخانه تخریب می شود. شیشه ای که در معرض این فرآیند قرار گرفته است، به عنوان شیشه گرما دیده  شناخته می شود. گزارش شده است که مشکل ورود نیکل به حدود ۲ درصد از کل تولید شیشه خشک رسیده است

 

نقص سطحی در شیشه

معایب سطحی در شیشه که تحت تبادل یونی قرار دارند  باعث شکستن شیشه می شود. ضعفها عمدتا ناشی از فرآیند برش و اتمسفر شیشه ی گرم می باشد (در نتیجه، میکروکراک ها ممکن است تشکیل شوند و در شرایط خاص، آنها می توانند به اندازه کافی عمیق باشند تا استرس های کششی را از تبادل یونی تجربه کنند. استرس در شیشه ای که به عنوان پوشش در یک نمای شیشه ای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد معمولا تحت فشار باد قرار می گیرد. استرس حاصل ممکن است این ترک ها را گسترشداده و منجر به شکستگی شیشه شود.

نقص سطحی در شیشه

نقص سطحی در شیشه

شکست حرارتی

استرس حرارتی ممکن است روی لبه شیشه ، به علت دمای غیر یکنواخت درون شیشه و لبه های آن  منجر به شکستگی حرارتی شود. این رویداد معمولا در سیستم های شیشه ای نما صورت می گیرد. هنگامی که نور مستقیم خورشید روی یک شیشه قرار می گیرد، سطح شیشه ای تمایل به گرم شدن دارد. این حرارت در طبیعت یکنواخت نیست. بخش مرکزی که در معرض نور قرار می گیرد، گرم تر می شود و در حالی که لبه ها (سطوح شیشه ای که توسط قاب پوشش داده می شوند) نسبتا خنک تر می مانند.

 

شکست حرارتی

شکست حرارتی

اختلاف دما باعث می شود که مرکز و لبه های شیشه به طور ناگهانی انبساط  یابد، که باعث ایجاد تنش درون شیشه می شود. امکان  شکستگی حرارتی وجود دارد اگر استرس هایی که در شیشه ایجاد می شود بیش از یک حد مشخص باشد، به خصوص در ضعیف ترین نقطه شیشه که معمولا در لبه های شیشه قرار دارد. ضعیف ترین نقطه شیشه ممکن است مربوط به نقص های سطح حاصل از فرایند برش و اتمام شیشه شناور(اشاره به ساخت به روش فلوت یا همان سیستم تولید شیشه تخت دارد )، به ویژه در لبه های شیشه باشد. با این وجود، شیشه گرمادهی شده (اشاره به شیشه های سکوریت ) با حرارت به طور قابل توجهی مقاوم تر است. استحکام لبه شیشه یکی از معیارهای مهم مورد استفاده برای مقاومت در برابر شکستگی حرارتی است که برای سیستم های نمای اسپایدر  نیز اهمیت دارد.

 

فشار و ضربه

علل دیگر شایع شکست شیشه  به علت بارگذاری و ضربه باشد .  ضربه می تواند به شیشه یک تنش متمرکز وارد نماید  . در صورت فشار شدید باد مانند یک طوفان، ممکن است یک جسم را به بدنه شیشه پرتاپ کند و به طور تصادفی نمای شیشه ای را بشکاند. تاثیر این جسم ممکن است باعث شکستگی شیشه شود اگر نیروی آن بیشتر از تحمل شیشه باشد .

چنین فشاری نیز ممکن است ناشی از انفجار در نزدیکی نمای ساختمان باشد. انفجار یک موج فشار ایجاد می کند که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند و در عین حال باعث افزایش دمای اطراف در مرکز انفجار به حدود ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ درجه سانتی گراد می شود. اگر چه موج فشار انفجار در یک دوره کوتاه مدت اتفاق افتاده است، تاثیر آن بر تمام سطوح اطراف بسیار شدید است. در صورت انفجار، این تاثیر ممکن است نمای شیشه ای را بشکاند و ساختار پشتیبانی را برای که برای جذب  ضربه طراحی شده ترک کند.

شیشه ای که توسط یک ساختار سفت و محکم پشتیبانی می شود، ممکن است مکان خوبی برای حرکت در اثر ضربه نباشد. این به این دلیل است که ساختار پشتیبانی ممکن است تغییر شکل کوچکی داشته باشد و شیشه را رها کند تا ابتدا نیروی ضربه را جذب کند. انحراف شیشه تحت بارگذاری نیز محدود است. شیشه های تک لایه  ممکن است قبل از شکستن ، به طور قابل توجهی تغییر شکل دهند. این به این دلیل است که شیشه شکننده است .

این بدان علت است که شیشه ماده تردی است که در محدوده الاستیک عمل نمی کند وممکن است بدون هشدار (تغییر حالت ) بشکند  . همانطور که برای شیشه های که توسط نمای اسپایدر شیشه ای است که با تغییر شکل بزرگ در زیر بارگذاری انعطاف پذیر است، ساختار نمای اسپایدر در ابتدا به بار وارده پاسخ می دهد.

ضربه به شیشه

ضربه به شیشه

 

 

جابجایی سیستم پشتیبان سازه ای

شکست شیشه  ممکن است ناشی از حرکت سازه پشتیبان که به دلیل بارگذاری باد، به ویژه در ساختمان های بلند باشد. حرکت بیش از حد سازه پشتیبان یا سازه ساختمان ممکن است منجر به شکستگی شیشه شود. مهم است که انحراف سازه پشتیبان نما  را کنترل کنیم و انحراف حداکثر مجاز یا حرکت شیشه را بررسی کنیم. هماهنگ سازی حرکت بین نمای شیشه و سازه ساختمان  برای کنترل جابجایی ها ضروری است و باید در حین طراحی بررسی شود.

جابجایی سازه

جابجایی سازه

ارسال پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *