Pourquoi le verre trempé utilisé dans la construction de serres en verre explose-t-il automatiquement ?
Tout produit présente des avantages et des inconvénients lors de son utilisation. Par exemple, le verre est un matériau de revêtement essentiel pour la construction de serres en verre. Ses avantages incluent une longue durée de vie, une transmission lumineuse élevée et un aspect élégant et haut de gamme. Cependant, le verre présente également des inconvénients, la rupture spontanée étant son principal point faible. Le problème de rupture spontanée du verre trempé monocouche est un phénomène courant, quelle que soit la région d'utilisation. Pour expliquer cette rupture spontanée, j'ai résumé les quatre raisons suivantes et j'espère que chacun pourra apporter des suggestions utiles. Lorsque les cristaux de sulfure de nickel du verre trempé subissent un changement de phase, leur volume se dilate. L'expansion du sulfure de nickel dans la couche de contrainte de traction au cœur de la plaque de verre entraîne une contrainte de traction accrue à l'intérieur du verre trempé. Lorsque la contrainte de traction dépasse la limite de résistance du verre, elle entraîne sa rupture spontanée. Des recherches étrangères ont démontré que le nickel est apporté par la matière première principale du verre, le sable de quartz ou le grès, et que le soufre est apporté par le combustible et les matériaux auxiliaires. Ils forment du sulfure de nickel à une température élevée de 1 400 à 1 500 degrés Celsius dans le four de fusion. Lorsque la température dépasse 1 000 degrés Celsius, le sulfure de nickel se présente sous forme de gouttelettes réparties aléatoirement dans le verre fondu. Lorsque la température descend à 797 degrés Celsius, ces petites gouttelettes cristallisent et se solidifient, et le sulfure de nickel se trouve dans la phase cristalline α-NiS à haute température (cristal hexagonal). Lorsque la température continue de baisser jusqu'à 379 degrés Celsius, il subit une transformation de phase cristalline en β-NiS à basse température (système cristallin trigonal), accompagnée d'une expansion volumique de 2,38 %. La vitesse de ce processus de transformation dépend non seulement de la teneur en pourcentage des différents composants (notamment Ni7S6, NiS, NiS1.01) dans les particules de sulfure de nickel, mais aussi de la température ambiante. Si la transformation de phase du sulfure de nickel n'est pas complète, même dans des conditions naturelles de stockage et d'utilisation normales, ce processus se poursuivra, bien qu'à une vitesse très lente.
La dilatation du sulfure de nickel à l'intérieur du verre trempé est la principale cause de sa rupture spontanée. Lorsque le verre trempé est chauffé, sa température à cœur atteint environ 620 °C et le sulfure de nickel est entièrement en phase α-NiS haute température. Le verre est ensuite refroidi rapidement par air soufflé. Le sulfure de nickel contenu dans le verre subit un changement de phase à 379 °C. Contrairement au four de recuit float, le temps de refroidissement rapide pour la trempe est très court : le sulfure de nickel n'a pas le temps de se transformer en phase β-NiS basse température, mais est congelé dans le verre en phase α haute température. Ce refroidissement rapide permet de tremper le verre, formant un corps équilibré et unifié en termes de contraintes, soumis à une compression externe et à une tension interne. Dans le verre déjà trempé, le changement de phase du sulfure de nickel se poursuit à faible vitesse et son volume augmente continuellement, augmentant la force exercée sur le verre environnant. Le cœur de la plaque de verre trempé est lui-même une couche de contrainte de traction. Lorsque le sulfure de nickel de cette couche change de phase et se dilate, il crée également une contrainte de traction. La combinaison de ces deux contraintes de traction suffit à provoquer la rupture du verre trempé, c'est-à-dire une rupture spontanée.
En termes simples, l'élément nickel est très petit à haute température, mais grossit à température normale. Lors du chauffage du verre trempé, l'élément nickel rétrécit, mais n'a pas le temps de retrouver sa taille normale lors d'un refroidissement rapide, ce qui peut entraîner une rupture spontanée du verre trempé. La norme nationale stipule que le taux de rupture spontanée du verre trempé est de 3‰.
Raisons liées à la technologie d'installation et au processus d'installation
Ce point est souvent négligé. Bien que les matériaux achetés soient de qualité, une mauvaise installation peut entraîner une répartition inégale des forces autour du verre trempé, entraînant facilement sa rupture spontanée. Le verre trempé a la particularité de ne pas se briser facilement lorsqu'une force est appliquée au centre, mais une légère contrainte sur les coins peut entraîner une répartition inégale des forces et une rupture. L'endroit le plus simple et le plus courant est la jonction de deux bacs à eau. Parfois, en raison de problèmes d'installation, il peut y avoir une différence horizontale entre les parties supérieure et inférieure des deux bacs, ce qui soumet facilement le verre de part et d'autre du joint à une force inégale et peut entraîner une rupture spontanée. Bien entendu, cela ne se produit que dans les zones présentant une différence de niveau. Généralement, ce problème ne se produit pas au milieu du canal d'eau.
Après trempe, la couche superficielle du verre subit une contrainte de compression, tandis que la couche centrale, à l'intérieur, subit une contrainte de traction. Ces contraintes forment un système équilibré. Le verre est un matériau intrinsèquement fragile, résistant à la compression, mais pas à la tension. Par conséquent, la plupart des bris de verre sont dus à la traction.
Auto-explosion causée par un tassement irrégulier des fondations
Cette probabilité est également assez élevée. En raison des conditions du sol dans certaines régions ou d'une mauvaise construction des fondations, un tassement irrégulier peut se produire après la pluie ou le dégel du sol gelé. Si un tassement se produit en un point, invisible à l'œil nu, l'ensemble du sommet se tassera également légèrement. Généralement, ce tassement provoque des différences horizontales locales, entraînant des contraintes inégales et l'auto-explosion du verre. Une autre cause de tassement est la qualité du sol de remblai. Pour la construction de ce type de fondation, celui-ci doit être solide et présenter une capacité portante élevée. Un remblai de fondation mal réalisé est susceptible de se tasser après la pluie ou le dégel du sol gelé.
Auto-explosion causée par d'autres raisons
Bien sûr, d'autres causes peuvent expliquer l'auto-explosion du verre trempé. Par exemple, lors d'une maintenance en hauteur, le personnel de maintenance peut marcher temporairement sur un angle aigu du verre trempé, ou l'impact d'outils de construction peut également provoquer une contrainte inégale sur le verre trempé, entraînant une auto-explosion. Il peut même y avoir d'autres causes que je n'ai pas énumérées. J'espère que vous pourrez les partager.
