NiS導致鋼化玻璃的自爆問題

　　硫化鎳引起熱增強以及鋼化安全玻璃自爆的問題，在最近的幾年在我國許多幕墻工程上十分普遍，也給很多企業造成極大的損失，雖然業內人士嘗試使用多種測量方法解決這個問題，但是由于一直沒有完全成功，仍然在建筑幕墻以及許多現代建筑上遺留了非常實際的問題。本文重點探討NiS引起鋼化玻璃自爆的機理。

　　概述：

　　由于浮法玻璃制作工藝的原因，玻璃內部可能包含硫化鎳雜質，這些雜質以小水晶狀態存在，在一般情況下，不會造成玻璃破損，但是在玻璃熔化以及鋼化處理過程中，經過穩態390℃的溫度條件，改變了α態-硫化鎳NiS的組成。在這個過程中，由于玻璃冷卻速度快，導致NiS沒有轉換所需要的時間，因而被冰凍在玻璃成分內，硫化鎳NiS沒有轉換本身的相態。β態-硫化鎳NiS的體積較α態-硫化鎳NiS的體積高2.2%到4%，從α態-硫化鎳NiS到β態-硫化鎳NiS轉換可以導致玻璃內部產生誘導應力、壓力導致在包含物周圍產生半圓的裂紋，這些變化在尺寸達到臨界之前一直是穩定的，最終取決于玻璃內部包含物周圍環境壓力狀況。

　　在室溫條件下，α態-硫化鎳NiS到β態-硫化鎳NiS轉換是緩慢的，需要很長時間。當Nis的體積增長超過鋼化玻璃可以接受的臨界狀態時，自爆就會發生。NiS具有典型的熟化周期，最長的可以達到4-5年的時間，主要引起的原因是玻璃與硫化鎳NiS的熱膨脹系數不同造成的。

　　歐洲標準（prEN14179-1）已經提議采用熱浸程序克服鋼化玻璃自爆的問題，這是破壞性實驗，經過2個小時在290±10℃的溫度下，消除硫化鎳包含物對玻璃的擠壓。

　　自爆起始點：

　　硫化鎳導致鋼化玻璃自爆引發點典型的是出現在玻璃中心部位，形狀類似“蝶形”，兩個翅膀組成的形狀類似五邊形或者六邊形，見圖1.對玻璃石頭做微量分析顯示，在玻璃斷面中心位置經常發現鎳和硫磺附加在非常小的金屬如鐵以及銅上，顯微鏡顯示，硫鎳礦NiS是主要成分。從另一方面看，“蝶形”的出現并不一定能夠證明是硫化鎳NiS出現造成，也有其他材料能夠導致鋼化玻璃出現相同的現象，因為玻璃內部儲存了太高的能量。

　　硫化鎳石頭大多數具有球形組成，有時，他們也有一些橢圓形狀，這就顯示，在玻璃熔化過程中，他們一定被熔化而且沒有與玻璃融合。因此，象油在水中一樣，他們形成小滴游離在玻璃溶液中。另一方面，石頭表面是粗糙的，顯示在玻璃冷卻過程中發生了結晶化：從高溫到低溫過程中出現同素相態轉換。

　　同素相態轉換、熱膨脹、化學合成等，這個同素相態轉換是導致鋼化玻璃自爆的真正原因，NiS包含物遭受相態轉換，導致結晶體膨脹。雖然也存在其他相態的硫化鎳，但是他們與鋼化玻璃自爆沒有關系，真正導致鋼化玻璃自爆的僅僅是NiS。

　　NiS硫化鎳化合物的熱膨脹系數大約為14×10-6（平均在20-300℃）和16×10-6（大約在350-500℃高溫），這些數值較玻璃的熱膨脹系數（在相同溫度范圍內為9×10-6）高。另外，α態-硫化鎳NiS理論上可以包括更多的硫（NiSx1≤x<1.08），實際上

瀝青木絲板主要用于道路、基建等伸縮縫，沉降縫等工程的建設，安放在構件中能長時間使用不腐敗，基建因環境溫度變化變形時不被自己的應力所破壞的作用，現國內很多基建往往是因為伸縮縫中材料使用不當，導致基建工程出現被自己的應力漲開，或材料彈性不夠，收縮時隨著塵土等雜質的進入后等再膨脹時漲開裂縫，在安裝后能阻止水流通過收縮縫進入構件內部，沖刷基建基礎層，導致基建受力不平衡出現裂縫、塌陷等現象。

，經常發現在α態-NiS中有鐵的痕跡。這些Ni（Fez）Sx是具有與他們本身特性不同的地方（如同素相態轉換以及從α態-硫化鎳NiS到β態-硫化鎳NiS轉換的速度）。

　　NiS包含物的粒子尺寸變化大約在0.05mm到0.6mm之間，平均在0.2mm，所有的能夠導致自爆的NiS包含物都在鋼化玻璃的內部，在玻璃厚度方向25%-75%的范圍之間（即玻璃的張力區）。