具有“蝴蝶斑”特征是否意味着钢化玻璃一定是自爆呢？钢化玻璃自爆如何界定？如何快速鉴别是自爆还是外力撞击？引起钢化玻璃自爆的原因有哪些？如何降低钢化玻璃自爆率？｜
01
从两个案例说起
案例一：某大厦业主方认为内装期间破裂的十几块钢化玻璃是内装撞击引起，而内装公司认为破裂玻璃部分是自爆，不应由他们承担全部责任。那么这些钢化玻璃是自爆还是撞击破裂呢？
案例二：某幕墙工程施工完成后，出现了十余片钢化玻璃破裂事故。业主方认为是自爆，而该幕墙公司认为是由某些矛盾引发的人为恶意报复事件。那么真相到底是怎么样的呢？
这两个案例仅涉及十余片钢化玻璃，而笔者也曾看到多个高层、超高层建筑钢化玻璃破裂达二三百片之多，预计维修费用达数百万甚至上千万，因此原因确定和责任划分十分重要。
当然更重要的是如何在源头避免或减少钢化玻璃自爆！本文介绍了钢化玻璃自爆的界定，如何快速鉴别，原因有哪些以及标准对钢化玻璃的规定。
02
如何界定钢化玻璃自爆？
怎样的钢化玻璃破裂才算是自爆呢？JG/T 455-2014《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》对“钢化玻璃自爆”作出了明确界定。
“严格意义上说，钢化玻璃只有在无荷载作用下发生的自发性炸裂才称为钢化玻璃自爆。实际工程中，对于没有外力冲击、正常使用条件下、具有典型自爆裂纹的钢化玻璃也归结为钢化玻璃自爆。”
那么钢化玻璃自爆究竟有多危险？请看下面这段某大厦物业监控视频。
幸运的是此视频中玻璃坠落瞬间并未有人在其正下方，避免了严重的人身伤害；很多其他案例就没这么幸运，往往造成严重的人身和财产损害事故。
03
如何快速鉴别自爆和外力撞击？
让我们回到开头的两个案例。案例一中共检查7块尚未脱落玻璃，4块玻璃为明显“自爆”，特征为起爆点“蝴蝶斑”处光滑平整，且有肉眼可见杂质颗粒。
3块为明显外力撞击，表现为室内侧玻璃在起爆点“蝴蝶斑”处有明显的玻璃碎屑。
案例二中共检查了19块破裂玻璃，其中11块钢化玻璃，8块非钢化玻璃，为人为破坏，在起爆点处有明显的外力撞击痕迹，见下图。
而非钢化玻璃外力撞击痕迹同样明显，见下图。
从这两个案例可以看出，“蝴蝶斑”并不能确定钢化玻璃是否自爆，还要结合断口处特征综合判断。
断口处光滑平整，且有肉眼可见的杂质颗粒，基本可以确定为钢化玻璃自爆；断口处有明显碎屑或其他撞击特征，则判断为外力撞击。
04
钢化玻璃自爆原因有哪些？
JG/T 455-2014《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》对钢化玻璃自爆原因进行了简洁而全面的总结。
“钢化玻璃自爆的原因很多，玻璃中硫化镍粒子的相变膨胀、气泡和结石造成的应力集中、钢化过度、钢化玻璃应力不均匀、玻璃边部加工质量低下和钢化玻璃尺寸过大都可能造成钢化玻璃自爆。”
笔者数十栋玻璃幕墙工程和上百片样品检查结果表明，具备上述钢化玻璃自爆特征的位置均可找到杂质颗粒，且结果基本为NiS杂质（仅1片例外）。
硫化镍（NiS）膨胀是钢化玻璃自爆的根本原因。NiS一般为结晶体，室温下有α相向β相转变的热力学倾向，并伴有2%~3%的体积膨胀，在温度变化具备相应动力学条件时，可引起钢化玻璃自爆。
因而，温度变化是钢化玻璃自爆的直接诱因，这也是为何自爆多发生在季节交替时，且多发生在太阳辐照强烈的南向、西向的原因。
此外，风荷载、玻璃装配等也会改变钢化玻璃内部的应力分布，成为钢化玻璃自爆的可能诱因。
05
如何降低钢化玻璃自爆率？
根据国外研究统计结果分析，引起钢化玻璃自爆的杂质颗粒直径95%以上分布在0.04mm～0.65mm之间。
笔者曾对数十个杂质颗粒进行电镜分析，结果表明这些颗粒直径集中在0.10 mm~ 0.30 mm之间，也验证了前面统计结果。
那么我国相关标准中对杂质缺陷是如何要求的呢？JG/T 455-2014《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》中对门窗幕墙用钢化玻璃用原材料提出了如下要求。
“4.1.1 生产建筑门窗用钢化玻璃所使用的玻璃，其外观质量应不低于GB 11614一等品或JC/T 2128合格品要求。”
国家标准GB 11614-2019《平板玻璃》中对一等品平板玻璃点状缺陷要求如下。
即在1平方米内直径在0.3~0.5 mm的点状缺陷允许个数为2个。显然未能将硫化镍杂质排除在外，这决定了钢化玻璃自爆可能性必然存在，而我们只能降低自爆率。
如何降低钢化玻璃自爆率呢？
JG/T 455-2014《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》对原材料、允许面积、边部加工质量、外观质量、最少/最多允许碎片数、表面应力最大/最小值之差等进行了规定。
原材料要求已有提及，这里仅对允许面积、边部加工质量、最少/最多允许碎片数、表面应力最大最小值之差进行简要介绍。
钢化玻璃允许面积见下表。
该表格与JGJ 113-2015《建筑玻璃应用技术规程》中“7 建筑玻璃防人体冲击规定”中“表7.1.1-1 安全玻璃最大许用面积”基本一致；不同的是JGJ 113表格是从防人体冲击角度考虑的，而JG/T 455是从降低门窗幕墙钢化玻璃自爆率角度出发的。
边部加工质量要求如下。
“建筑门窗用钢化玻璃可采用倒棱或三边细磨，倒棱宽度不应小于1 mm；玻璃幕墙和采光顶用钢化玻璃应进行三边细磨或三边抛光，其倒棱宽度不应小于1 mm。”
最少允许碎片数要求如下。
最多允许碎片数要求如下。
表面应力最大最小值之差要求如下。
“钢化玻璃的表面应力不应小于90MPa，且表面应力最大值和表面应力最小值之差不应超过15MPa。”
这些规定准确体现了JG/T 455-2014《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》前言中提出的“避免钢化玻璃自爆的方法”。
“避免钢化玻璃自爆的方法主要有：1）选择优质平板玻璃；2）适度钢化；3）保证钢化玻璃表面应力均匀；4）提高钢化玻璃边部加工质量；5）限制钢化玻璃尺寸。”
06
结论
钢化玻璃自爆如何界定，如何鉴别？两个案例显示了钢化玻璃自爆鉴别的重要性和鉴别方法，为工程中钢化玻璃爆裂原因确定和责任划分提供依据。 钢化玻璃为什么会自爆，是否能够避免，如何降低自爆率？钢化玻璃自爆原因分析和JG/T 455-2014《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》中降低钢化玻璃自爆率相关规定解读，为工程应用提供重要参考。