随着我国建筑玻璃幕墙的广泛应用，建筑玻璃自爆与坠落导致的宁静事故和问题日益凸显。事故频发引起了各级政府部分的高度重视，以往大多是事后统计已有的破损，无法预测既有建筑玻璃潜在危害。

　　钢化玻璃自爆，俗称“玻璃癌症”，是既有玻璃服役宁静中普遍但又难以检测、“无法治疗”的宝博体育性难题。针对建筑玻璃服役宁静评价的瓶颈问题，中国建材集团旗下中国建材总院所属国检集团首席科学家包亦望敢为天下先，以提升其服役宁静和危害预测为目标，突破了海内外建筑玻璃行业百年难题。他主持完成的项目“建筑玻璃服役危害检测和可靠性评价要害技术与设备及应用”荣获2017年国家科学技术进步奖二等奖。

　　科技立异，让危害可以预测

　　包亦望凭据玻璃的本征脆性和“宁碎不平”的特点，认为要解决这种危害预测问题，首先要搞清楚自爆机理和影响因素。包亦望团队的研究，是从寻找硫化镍开始的。

　　玻璃里的硫化镍杂质直径只有0.1~0.3毫米左右，肉眼基本看不见，用放大镜或扫描仪检查微小杂质极为困难，现场检测越发困难。为了确定杂质缺陷的性质，团队首先收集大宗的钢化玻璃自爆后的残片，并取出自爆源的部分玻璃进行断口剖析，每一个自爆源断口都能找出一个微小的杂质。在对大宗的杂质进行身分剖析后，包亦望团队发明，除了各人熟知的硫化镍，另有从未被发明过的单质硅、氧化铝等杂质颗粒。这些并不会爆发相变的杂质颗粒由于膨胀系数与玻璃纷歧致，在升温或降温历程中也会引起杂质颗粒与玻璃之间的挤压，这种挤压抵达一定水平就会导致玻璃局部应力凌驾玻璃局部强度而破裂，从而爆发自爆。因此，钢化玻璃的自爆是由硫化镍、单质硅等杂质挤压周边玻璃并爆发应力集中而导致的一种脆性质料力学和断裂力学的现象。从力学的角度来剖析息争决问题，这是固体力学专业身世的包亦望的强项。

　　利用质料力学基础和脆性质料临界破坏的强度模型，包亦望建立了钢化玻璃自爆的破坏准则和自爆条件，证明了钢化玻璃自爆不但仅是因为微小颗粒杂质，还因为小颗粒杂质恰好位于钢化玻璃的拉应力区。如果杂质的膨胀系数比玻璃大，它将在升温历程挤压玻璃，反之，在降温历程爆发界面挤压。显然这些挤压都会引起应力集中而导致钢化玻璃自爆。

　　虽然用光学或肉眼检测微小杂质极为困难，可是查找透明质料里面的应力集中却是一件容易的事。包亦望团队的研究思路因此爆发了基础改变，从查找高层建筑玻璃自爆源杂质到检测自爆源杂质引起的应力集中，通过揭示钢化玻璃内部杂质颗粒与周边应力场漫衍的关联性，发明自爆的基础原因在于玻璃内部拉应力区内的应力集中。

　　包亦望团队通太过析钢化玻璃内部杂质颗粒种类、形貌、尺寸、漫衍位置对应力集中的影响，获得了钢化玻璃自爆危害品级的影响系数及划分标准，提出自爆准则，并开发了钢化玻璃自爆源自动检测要领，研制了海内外首台透射式和反射式光弹扫描仪。该技术被制定为国家标准GB/T 30020，成为评估钢化玻璃自爆危害的要害手段。技术还可推广至玻璃生产线或幕墙装置前的钢化玻璃自爆源排查，为建筑玻璃及玻璃制品的宁静使用提供了科学、系统的评价理论及无损在线检测要领。

　　包亦望团队还发明了“动态相对法”预测建筑玻璃坠落危害及评估标准;开发了幕墙玻璃坠落危害检测仪，自动识别幕墙坠落危害品级，数据无线传输，立异技术还具有普适性，也可推广到陶瓷幕墙和石材幕墙等外围构件的服役宁静检测;研制出一种可用于检测高空建筑幕墙的机械人装备——玻璃幕墙宁静检测智能机械人，解决了高层建筑玻璃幕墙检测人员高空作业危害难题，实现了玻璃幕墙宁静智能化、自动化检测，破解了以往“蜘蛛人”高空对幕墙检测的危险难题。

　　建筑玻璃应用中另一个突出的问题是服役中空玻璃密封失效而导致建筑不节能并容易造成外片玻璃脱落，建筑玻璃从高层建筑上脱落到地面是比自爆越发危险的一种灾害。我国中空玻璃产量和使用量遍布全球，中空玻璃的产品质量及其服役性能检测至关重要。该团队研发了无冷媒中空玻璃结露试验仪等系列10个类别的耐久性检测设备，建立了耐久性评价技术体系，率先建成了世界上很大的、可年检1800其中空玻璃单位体耐久性检测效劳平台，获得美国中空玻璃认证委员会和北美中空玻璃协会的宝博体育认可和验证，填补了海内空白。

　　关于服役中的中空玻璃，包亦望揭示了其气密性和受力变形之间的关系，即中空层漏气之后受力和变形均集中在受力作用的那一片玻璃上，从而降低了中空玻璃承载性能，增大了受力较大的外片玻璃破裂或坠落的宁静隐患。发明了“挠度比较法”现场评价中空玻璃密封性能是否失效的检测技术，实现现场评价中空玻璃的宁静性能，为建筑玻璃宁静服役和灾难事故的预测提供了全新的技术手段。

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