Why does toughened glass shatter into small pieces?
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Toughened glass shatters into small pieces rather than large shards. Find out why in this 5-minute guide.
Das ICI House steht seit mehr als sechzig Jahren im australischen Melbourne.
Als das ICI House im Jahr 1958 eröffnet wurde, war es in aller Munde. Es war nicht nur Australiens erster Wolkenkratzer, sondern auch ein Vorläufer unserer heutigen Lebensweise.
Das ICI House war mit seinen zahlreichen Annehmlichkeiten vor Ort ein Vorreiter moderner Arbeitsplätze. Schließlich war es Ende der 1950er Jahre alles andere als üblich, sich im 18. Stock einen Espresso zu holen und ihn in der Pause mit ins Spielzimmer zu nehmen.
Das ICI-Haus geriet jedoch in Schwierigkeiten. In 1960 zerbrach auf mysteriöse und unerwartete Weise eine Glasscheibe. Die Menschen waren von diesem spontanen Bruch so verblüfft, dass sie vermuteten, es müsse sich um einen Scharfschützenangriff gehandelt haben.
Leider war dies kein Einzelfall. Weitere Scheiben zersplitterten und fielen herab – so sehr, dass das Gebäude den Spitznamen „Laubgebäude“ erhielt.
Glas zerbricht. Aber warum zerbricht es so spontan? Und warum zerbricht es in kleinere Stücke und nicht in große Scherben?
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns den Herstellungsprozess ansehen.
Wie wird gehärtetes Glas hergestellt?
Gehärtetes Glas ist eine Form von Sicherheitsglas. Bei einem Bruch zerspringt es in kleine, halbrunde Stücke. Dadurch ist die Verletzungsgefahr für Umstehende geringer als bei einem Glasbruch in Scherben.
Dies ist eine Folge des Herstellungsprozesses. Die Glasscheiben werden in einen superheißen Ofen gelegt. Nach dem Erhitzen werden sie schnell auf Raumtemperatur abgekühlt.
Dieser Abkühlungsprozess ist entscheidend für die Eigenschaften von gehärtetem Glas. Die Abkühlung erfolgt im Inneren des Glases deutlich schneller als an der Oberfläche. Dadurch entstehen sogenannte Druckspannungen an der Oberfläche und Kontraktions- und Zugspannungen im Inneren.
Die Druckspannung verleiht dem gehärteten Glas seine erhöhte Festigkeit. Je höher die Spannung, desto kleiner sind die Stücke, in die das Glas zerbricht.
Der Vorteil dieser unterschiedlichen Erwärmung besteht darin, dass das Glas dadurch robuster wird. Ein Hersteller kann das Glas nun bis zu einem bestimmten Grad dehnen oder ziehen, ohne dass es bricht.
Anschließend wird das gehärtete Glas mit Salzsäure behandelt. Dadurch werden Kratzer auf der Oberfläche entfernt und die Festigkeit erhöht.
Dieser Herstellungsprozess führt dazu, dass gehärtetes Glas in winzige, körnige Stücke zerbricht. Diese Stücke verhaken sich mit benachbarten Stücken und sind daher weniger anfällig für das Herunterfallen.
Warum zerbricht gehärtetes Glas spontan?
Bevor wir fortfahren, ist es wichtig zu erwähnen, dass die Wahrscheinlichkeit eines spontanen Bruchs von gehärtetem Glas gering ist. Das bedeutet jedoch nicht, dass Sie als Projektmanager, Installateur oder Lieferant dies nicht berücksichtigen und daran arbeiten sollten, die Gefahr zu minimieren.
Gehärtetes Glas zerbricht meist nur bei starker Krafteinwirkung. Dies lässt sich nur durch Sicherheitsmaßnahmen vor Ort verhindern. Nur durch den Kauf von hochwertigem Glas lässt sich dies nicht ausschließen.
Ein spontaner Bruch kann jedoch auftreten, wenn der Heat-Soak-Test übersprungen wird. Dies ist ein wichtiger Teil des Herstellungsprozesses – aber nicht alle Glasverarbeiter führen ihn durch.
Schauen wir uns an, was es bewirkt und warum es für Ihre Glasvorräte so wichtig ist.
What is heat soak testing?
Wir haben gesehen, dass gehärtetes Glas durch Kompression seine Festigkeit erhält. Durch den Erhitzungs- und Abkühlungsprozess entsteht eine Glasscheibe mit einer stabilen Außenschicht und einem zugfesten Innenbereich.
Manchmal können während des Herstellungsprozesses unerwünschte Einschlüsse im inneren, zugfesten Bereich auftreten. Einer dieser Einschlüsse ist Nickelsulfid – ein lästiger Eindringling, der auch als „Trojanisches Pferd der Glasur“ bezeichnet wird.
Bleibt Nickelsulfid unbemerkt, kann es mit der Zeit wachsen und schließlich zu Brüchen führen. Im schlimmsten Fall führt ein Bruch zum plötzlichen Zerspringen der Glasscheibe.
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.
Hier wird das frisch gehärtete Glas bei sehr hoher Temperatur erhitzt. Wenn es bricht, wird die Scheibe entsorgt. Dieser Vorgang wird wiederholt, um herauszufinden, welche Glasscheiben der Charge noch einsatzfähig sind und welche ausgetauscht werden sollten.
Warum ist ein Heat-Soak-Test wichtig?
Wenn Sie als Installateur oder Projektmanager Materialien beschaffen, denken Sie vielleicht, dass der Heat-Soak-Test ein optionales Zusatzangebot ist, das sich einfach nicht lohnt.
Obwohl spontane Brüche selten sind, kommen sie dennoch vor. Wenn Ihnen das passiert, gefährden Sie nicht nur Ihre Mitarbeiter und Besucher – Sie müssen auch den Preis dafür zahlen, im wahrsten Sinne des Wortes.
Aus diesem Grund empfehlen wir dringend die Zusammenarbeit mit einem Unternehmen wie dem unseren, das Heat-Soak-Tests als integrierten Bestandteil des Herstellungsprozesses anbietet.
Wie unterscheidet sich gehärtetes Glas von Verbundglas?
Sowohl gehärtetes als auch laminiertes Glas fallen unter den Begriff Sicherheitsglas. Aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsweise weisen sie jedoch unterschiedliche Bruchmuster auf.
Wenn Sie mit einem Hammer auf eine Verbundglasscheibe schlagen, ist es unwahrscheinlich, dass sie überhaupt zerbricht. Bei ausreichender Krafteinwirkung entsteht ein spinnennetzartiger Bruch, der jedoch nicht zersplittert.
Denn Verbundglas besteht aus zwei Glasscheiben, die durch eine dazwischenliegende Kunststoffzwischenschicht zusammengehalten werden. Aufgrund seiner Robustheit eignet es sich ideal für Windschutzscheiben, Sicherheitsglas und Strukturverglasung.
Conclusion
Gehärtetes Glas ist auf Sicherheit ausgelegt – und die Art und Weise, wie es zerbricht, spiegelt dies wider. Anstatt in große, gefährliche Stücke zu zerspringen, zersplittert es in kleine Stücke, wodurch das Verletzungsrisiko verringert wird.
Wenn Sie gehärtetes Glas suchen, sollten Sie unbedingt mit einem Verarbeiter oder Lieferanten zusammenarbeiten, der Heißlagerungstests anbietet. Dies bietet zusätzliche Sicherheit und macht Ihr Sicherheitsglas extrem sicher.
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