0

Voorkomen van spontane breuk in voorgespannen (gehard) glas - 277

Voorkomen van glasbreuk in voorgespannen glas.

OPLOSSINGSRICHTINGEN

Algemeen

Als de glasranden niet beschadigd zijn, is de kans op breuk beperkt. De ruit mag nergens contact maken met de sponning. Vooral metaal/glas contact is uit den boze. Om dit doel te bereiken, kiest men de ruitafmetingen zodanig, dat rondom de glasrand een ruimte van 5 mm vrij blijft.

Tijdens de fabricage van voorgespannen glas in de oven, kunnen er nikkelsulfide verontreinigingen in het glas ontstaan. Hierdoor kan bij temperatuurstijging de glasplaat spontaan breken. Door het uitvoeren van een heat soak test wordt de kans op nikkelsulfide insluitingen in voorgespannen glas aanzienlijk beperkt (foto 1). Voor deze proef wordt de ruit gedurende een periode van enkele uren verwarmd tot een temperatuur van circa 290 ºC. Vrijwel alle ruiten met een nikkelsulfide insluiting zullen dan bezwijken.

Foto 1 Glas in een heat soak oven met temperatuuropnemers.

Indien regelmatig ten gevolge van deze insluitingen glasbreuk optreedt, kan men de ruiten van een veiligheidsfolie voorzien (Foto 2). Hierdoor worden bij glasbreuk de glasscherven bijeen gehouden en vallen er geen scherven uit het raamwerk.

Foto 2 Beplakken van voorgespannen glas met veiligheidsfolie.

ACHTERGROND

Glasbreuk in voorgespannen glas kan tot gevaarlijke situaties leiden. Dat komt door het breukpatroon dat dit glastype kenmerkt. De relatief kleine scherven van een gebroken voorgespannen ruit blijven in eerste instantie in elkaar haken. Deze zullen dan in grote schollen uit het raamwerk vallen en dat kan tot gevaarlijke situaties leiden (foto 3).

Foto 3 Breuk van voorgespannen glas kan tot gevaarlijke situaties leiden.

In de praktijk bleek het nodig om de gevel van een gebouw met glasbreuk in voorgespannen glas, van netten te voorzien. Hiermee werd het risico van vallende scherven beperkt (foto 4).

Foto 4 Veiligheidsnetten ter bescherming van voorbijgangers.

Productie voorgespannen glas
Door het verwarmen van een ruit tot een temperatuur van circa 550 ºC en het snel afkoelen, zullen in het oppervlak van de ruit drukspanning ontstaan. In de kern komen dan compenserende trekspanningen voor. Afhankelijk van de tijdsduur van de versnelde afkoeling zullen deze spanningen variëren. Een afkoeling gedurende een langere periode zal bij breuk een breukpatroon met kleine scherven opleveren. Men noemt dit product: volledig voorgespannen glas. Dit is een veiligheidsglassoort.

Een kortere afkoelingsperiode zal inhouden, dat de sterkte van de ruit ten opzichte van normaal floatglas weliswaar groter is, maar dat de ruit in grote scherven breekt. Deze glassoort betitelt men als thermisch versterkt glas. Van een veiligheidsglassoort is evenwel geen sprake. Deze glassoort heeft een grote temperatuursbestendigheid. Temperatuurverschillen tot 100 ºC in de ruit, die funest zijn voor niet thermisch behandeld glas, zullen in thermisch versterkt glas geen breuk teweegbrengen.

Breukbeeld voorgespannen glas
De spanningen in volledig voorgespannen glas leiden ertoe dat bij het bezwijken van de ruit kleine korrels ontstaan, die eerst nog een samenhang houden. In thermisch versterkt glas ontstaat een breukbeeld dat enige gelijkenis vertoont met de scherven van een niet voorgespannen ruit.

Oorzaken glasbreuk
De oorzaken voor glasbreuk in voorgespannen glas kunnen zijn:

  1. mechanische beschadiging van de randen of het oppervlak;
  2. insluitingen van nikkelsulfide.

ad 1. Mechanische beschadiging kan door velerlei oorzaken ontstaan. Indien een afschilfering (bijvoorbeeld ten gevolge van onoordeelkundig manipuleren of opslag) optreedt, zullen kleine barstjes het begin van glasbreuk kunnen vormen.

ad 2. Door verontreiniging, die tijdens de fabricage van het glas in de oven wordt veroorzaakt, kan nikkelsulfide worden gevormd Dit materiaal kan onder gebruiksomstandigheden na verwarming een verandering van de kristal structuur ondergaan en in volume toenemen. Indien dit materiaal zich in de trekspanningszone bevindt, kan na de transformatie een kleine barst ontstaan. Spontane glasbreuk is hiervan het gevolg.

Een nikkelsulfide breuk kenmerkt zich door een tweetal achthoekige breukdeeltjes (zie foto 3). Tussen de beide achthoeken bevindt zich de nikkelsulfide insluiting. Omdat in de meeste gevallen de scherven uit het raamwerk vallen, is het zelden mogelijk de oorsprong van de breuk op te sporen.

Foto 5 Kern van een nikkel sulfide breuk.

AANDACHTSPUNTEN

In de ontwerp- en uitvoeringsfase is schade preventie mogelijk. De navolgende aspecten verdienen in dit verband aandacht:

  • Opslag en vervoer zodanig dat geen contact glas/metaal of glas/glas ontstaat.
  • Plaatsing met een omtrekspeling (=ruimte tussen glasrand en sponning) van minimaal 5 mm.
  • Uitvoeren van een heat soak test voor voorgespannen glas. In een later stadium kan bij schade door de glasfabrikant worden aangegeven in hoeverre een heat soak test voor de geleverde ruiten is uitgevoerd. Met een dergelijke proef wordt de kans op breuk ten gevolge van nikkelsulfide insluiting weliswaar sterk verkleind, maar niet volledig vermeden.
  • Voorkomen dat bij glasbreuk van voorgespannen ruiten de scherven uit de gevel vallen. Gebruik daarom gelaagd glas, glas met een veiligheidsfolie of verlijmde sandwich panelen.

Reacties

Nog geen reacties

Reageer

Waardeer dit infoblad