上周末，太古匯又下了一次“玻璃雨”，玻璃幕墻的安全問題再次引起關(guān)注。在全國各地發(fā)生的玻璃幕墻碎落報道中，鋼化玻璃3‰左右的“自爆率”常被提及，玻璃究竟為什么會“自爆”？玻璃幕墻的自爆為什么頻頻發(fā)生？它是無法避免的嗎？

“自爆”的都是鋼化玻璃

華南理工大學材料科學與工程學院教授、中國硅酸鹽學會特種玻璃分會理事彭明營介紹，玻璃幕墻用的一般是經(jīng)過鋼化處理過的浮法玻璃，是一種硅酸鹽玻璃。之所以稱為浮法玻璃，是因為在生產(chǎn)過程中玻璃熔體浮于錫槽上部冷卻成型的緣故。所謂鋼化處理，就是將玻璃在600℃左右高溫處理，然后急冷獲得。

玻璃經(jīng)過鋼化處理以后，玻璃表面形成壓應力，內(nèi)部形成張應力，兩者在一般條件下達到平衡，所以玻璃不會破碎。萬一破碎后，玻璃會碎成鈍角而不是尖銳的碎片，所以可以在很大程度上減少對人身的傷害，故而被人們稱之為安全玻璃，受到用戶的青睞。

然而這種玻璃也有不安全的地方，那就是會有自爆現(xiàn)象。一般鋼化玻璃的結(jié)構(gòu)失效，既有外在原因，也有內(nèi)在原因。

硫化鎳是玻璃自爆的元兇

外在原因有多種，玻璃加工、儲存、運輸、安裝等過程中都會無意地引入，譬如缺口、劃痕、微裂紋等。這些缺陷可以成為玻璃結(jié)構(gòu)失效的起點，一定條件下長成致命材料的致命傷。這些外在原因仔細檢查，可以很容易發(fā)現(xiàn)。

有一些難以發(fā)現(xiàn)的內(nèi)在原因，使得安全玻璃不安全，結(jié)構(gòu)失效無先兆，也是玻璃工業(yè)一直無法解決的問題，那就是玻璃中的包容物。包容物中最為嚴重的就是一些硫化鎳微晶相，它被認為是玻璃自爆的元兇。它主要是在浮法玻璃生產(chǎn)過程中引入的，部分來自于原料如石英砂等，部分來源于燃料如重油，部分來源于生產(chǎn)設備上使用的含鎳合金等。

在高溫下，硫化鎳均勻分布在熔融玻璃液中，當溫度逐漸降低形成玻璃的過程中，硫化鎳逐漸結(jié)晶，由高溫A lpha相六方晶系，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏谺 eta相三方晶系，相轉(zhuǎn)變溫度為379℃，當高溫相完全轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏叵鄷r，浮法玻璃不會自爆。(這兩種晶相的晶體結(jié)構(gòu)如圖1與圖2所示。)

但當浮法玻璃加工成鋼化玻璃時，問題就出現(xiàn)了。鋼化需要將玻璃在600℃左右熱處理，這剛好在相轉(zhuǎn)變溫度以上，所有低溫相三方晶系硫化鎳(N iS)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷亓骄?。熱處理后的急冷這一降溫過程，使得玻璃中高溫相硫化鎳無法完全轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏叵?，部分高溫相被冷凍在玻璃中?/p>

被冷凍的高溫相，即使在室溫下也在非常緩慢地向低溫相轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變的過程，是一個體積膨脹的過程，大約膨脹2%-4%。當溫度升高時，這種轉(zhuǎn)變加劇，在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生體積膨脹，進而產(chǎn)生額外的張應力。當張應力增加到大于鋼化玻璃表層的壓應力時，玻璃結(jié)構(gòu)破裂，形成自爆。

自爆的玻璃碎片如果從高空墜落，即便很小，但速度很大，所以還是會造成人身傷害。鑒于此，彭明營建議，在使用鋼化玻璃的地方，最好增設防玻璃散落的設施，也可以在玻璃表面貼上防散落膜，減少人身、財產(chǎn)損失。

追問

玻璃安全性能檢測出來嗎？

“二次引爆”無法杜絕問題玻璃出廠

廣東省建筑科技研究院的工程師邢先生從事玻璃幕墻物理性能檢測，他說，玻璃“自爆”一般涉及玻璃產(chǎn)品質(zhì)量本身，還有幕墻體系本身的耐久性，即框架結(jié)構(gòu)設計、施工好不好。

玻璃產(chǎn)品本身的自爆隱患，一般靠廠家自己把關(guān)，比如用抽樣辦法，拿一塊玻璃切成小塊，用顯微鏡來看，若玻璃雜質(zhì)分布均勻，抽檢結(jié)果就有代表性，若正好雜質(zhì)分布不均勻，抽檢也不一定準確。

實際上，玻璃的自爆風險在安裝之前是可以減小的。他介紹，玻璃制成成品后，有一種“二次引爆”技術(shù)，就是創(chuàng)造條件，讓有隱患的玻璃“會爆的在廠里就爆了，破的作廢，好的出廠使用”。

不過，彭明營提醒，這種檢測一般只能檢出劃痕、微裂紋等有外部缺陷的玻璃，內(nèi)部包容物形成的硫化鎳微晶相膨脹問題還是無法解決。

另一方面，玻璃幕墻框架設計、施工是否合格，比如框架是否會對玻璃產(chǎn)生壓、拉扯的力，一般在整個工程竣工驗收時會納入到驗收體系中，但實際操作中不排除漏掉相關(guān)隱患的可能性。

建筑交付使用后，按照《廣州市建筑玻璃幕墻使用維護管理辦法》等規(guī)定，業(yè)主一年后要全面檢查一次，此后每五年要“體檢”，邢先生說，這種規(guī)定的執(zhí)行全靠自覺，沒有什么實質(zhì)上的監(jiān)管體系，他遇到過的業(yè)主許多沒有這個意識，況且檢測還要花錢。

疑問

玻璃3‰“自爆率”從何來？

可能只是行業(yè)“毛估估”

廣州市現(xiàn)有玻璃幕墻550萬平方米，如果按照鋼化玻璃3‰的“自爆率”，至少1萬多平方米的玻璃如利劍懸在市民頭頂，真有這么可怕嗎？廣東省建筑科技研究院工程師邢先生說，一般所說的鋼化玻璃3‰左右的“自爆率”，只是生產(chǎn)行業(yè)普遍認可的一個正常水平，他覺得，這可能是從實踐中得出的。但實際上，相關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)標準中沒有這個“自爆率”的評估標準。

在現(xiàn)實中，玻璃自爆沒什么規(guī)律可言，“有的地方上萬平方米玻璃只破一塊，有的破兩三百塊”，而他們所做的事后分析檢測，也只能提供可能性的分析，是一種推斷，“有可能某一批玻璃產(chǎn)品雜質(zhì)多，正好用在同一個地方了，問題會有個集中性爆發(fā)”。