Why does toughened glass shatter into small pieces?

Simon Edward • 3 Mag 2024

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Toughened glass shatters into small pieces rather than large shards. Find out why in this 5-minute guide.


Toughened glass shatters into small pieces rather than large shards. Find out why in this 5-minute guide.

A Melbourne, in Australia, l'ICI House è presente da oltre sei decenni.


Quando fu inaugurata nel 1958, l'ICI House era sulla bocca di tutti. Non era solo il primo grattacielo australiano. Era anche un precursore del nostro modo di vivere attuale.


ICI House è stata un precursore dei moderni luoghi di lavoro con la sua gamma di servizi in loco. Dopotutto, prendere un espresso al 18° piano e portarlo nella sala giochi durante la pausa non era certo la norma alla fine degli anni 1950.


Tuttavia, l'ICI House si è imbattuta in difficoltà. In 1960, un pannello di vetro si è rotto misteriosamente e inaspettatamente. La gente era così perplessa da questa rottura spontanea che ha ipotizzato che dovesse essere stato un attacco di cecchini.


Purtroppo, non si è trattato di un incidente isolato. Altri vetri si sono rotti e sono caduti, abbastanza perché l'edificio venisse soprannominato "edificio deciduo".


Il vetro si rompe. Ma perché dovrebbe rompersi spontaneamente in questo modo? E perché si rompe in pezzi più piccoli anziché in grandi schegge?


Per rispondere a questa domanda dobbiamo analizzare il processo di produzione.


Come viene prodotto il vetro temperato?


Il vetro temperato è una forma di vetro di sicurezza. In caso di rottura, si frantuma in piccoli pezzi semi-rotondi. Ciò significa che gli astanti hanno meno probabilità di farsi male rispetto a quando il vetro si rompe in schegge.


Questo è il risultato del processo di fabbricazione. I pannelli di vetro vengono posizionati in una fornace super-calda. Una volta riscaldati, vengono rapidamente raffreddati a temperatura ambiente.


Immagine di un forno per la produzione di vetro temperato.

Questo processo di raffreddamento è parte integrante delle proprietà del vetro temperato. Il raffreddamento avviene molto più rapidamente al centro del vetro che in superficie. Ciò causa ciò che è noto come "stress compressivo" in superficie e "stress di contrazione e trazione" al centro.


Lo stress compressivo conferisce al vetro temperato la sua maggiore resistenza. Maggiore è lo stress, più piccoli saranno i pezzi in cui si romperà il vetro.


Il vantaggio di questo riscaldamento differenziale è che rende il vetro più robusto. Un produttore può ora allungare o tirare il vetro fino a un certo limite senza che si rompa.


Successivamente, il vetro temperato viene trattato con acido cloridrico. Questo elimina eventuali graffi sulla superficie e ne aumenta la resistenza.


È questo processo di fabbricazione che porta il vetro temperato a rompersi in minuscoli pezzi granulari. Questi pezzi si incastrano con quelli adiacenti, rendendoli meno inclini a cadere.


Perché il vetro temperato si rompe spontaneamente?


Prima di proseguire, è importante dire che le probabilità che il vetro temperato si rompa spontaneamente sono basse. Ma questo non significa che sia qualcosa che tu, in quanto project manager, installatore o fornitore, non dovresti tenere a mente e cercare di mitigare.


Nella maggior parte dei casi, il vetro temperato si rompe solo se sottoposto a una forza significativa. L'unico modo per impedire che ciò accada è tramite la sicurezza in loco. Non è qualcosa che puoi escludere solo perché hai acquistato un vetro di alta qualità.


Immagine di vetro temperato rotto.

Tuttavia, la rottura spontanea è qualcosa che può verificarsi se si salta il test di immersione in calore. Questa è una parte importante del processo di produzione, ma non tutti i trasformatori di vetro la eseguono.


Diamo un'occhiata a cosa fa e perché è così importante per le tue forniture di vetro.


What is heat soak testing?


Abbiamo visto che il vetro temperato è resistente grazie alla compressione. Il processo di riscaldamento e raffreddamento produce un pannello di vetro con uno strato esterno robusto e una regione interna resistente alla trazione.


A volte, durante il processo di fabbricazione, possono comparire inclusioni indesiderate nella regione interna di trazione. Una di queste è il solfuro di nichel, un fastidioso intruso che è stato definito il "Cavallo di Troia della smaltatura".


Se non viene rilevato, il solfuro di nichel può crescere nel tempo e alla fine causare fratture. Lo scenario peggiore è che una frattura provochi la rottura improvvisa del pannello di vetro.


Not all panes of toughened glass contain nickel sulphide inclusions – and not all panes of glass with these inclusions spontaneously break. However, it's important to get your glass from a firm that's taken precautions in the form of
heat soak testing.


Qui il vetro appena temprato viene riscaldato a una temperatura molto alta. Se si rompe, il pannello viene scartato. Questo processo viene ripetuto per scoprire quali pannelli di vetro nel lotto sono adatti allo scopo e quali devono essere sostituiti.


Perché è importante il test di assorbimento termico?


Se sei un installatore o un project manager che si occupa di reperire materiali, potresti pensare che il test di immersione termica sia un'aggiunta opzionale che non vale la pena di essere eseguita.


Ma sebbene la rottura spontanea sia rara, non è una cosa inaudita. Se ti capita, non solo metti a rischio il tuo staff e i tuoi visitatori, ma devi anche pagarne il prezzo, letteralmente.


Per questo motivo, consigliamo vivamente di collaborare con un'azienda come la nostra, che offre test di immersione termica come parte integrante del processo di produzione.


In che cosa il vetro temperato si differenzia dal vetro stratificato?


Sia il vetro temperato che quello laminato rientrano nella categoria dei vetri di sicurezza. Tuttavia, hanno diversi schemi di rottura grazie ai diversi modi in cui vengono fabbricati. 


Se colpisci una lastra di vetro laminato con un martello, è improbabile che si rompa. Se la forza è abbastanza forte, causerà una rottura "a ragnatela" ma non si frantumerà.


Immagine del motivo di rottura a ragnatela del vetro stratificato.

Questo perché il vetro laminato è costituito da due lastre di vetro tenute insieme da uno strato intermedio di plastica inserito tra di esse. La sua robustezza lo rende ideale per parabrezza, vetri di sicurezza e vetrate strutturali.


Conclusion


Il vetro temperato è costruito per la sicurezza, e il modo in cui si frantuma lo riflette. Invece di rompersi in pezzi grandi e pericolosi, si frantuma in piccoli pezzi, riducendo le possibilità di lesioni.


Se stai cercando vetro temperato, assicurati di lavorare con un trasformatore o fornitore che offra test di immersione in calore. È un ulteriore livello di sicurezza per rendere il tuo vetro di sicurezza ultra-sicuro.


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