Mechanizm krakingu termicznego i reakcja inżynieryjna jednokątnego szkła ognioodpornego

Wprowadzenie
Jako kluczowy materiał do ochrony zewnętrznej budynków, zachowanie szkła w ogniu związane z pękaniem termicznym bezpośrednio wpływa na ewakuację personelu i rozprzestrzenianie się ognia. Niniejszy artykuł koncentruje się na mechanizmie pękania termicznego **jednolitego szkła ognioodpornego (DFB)** i analizuje jego odporność na ogień.

1. Główna siła napędowa pękania termicznego: naprężenie wynikające z różnicy temperatur
Badania potwierdziły (Xie, Keski-Rahkonen i inni), że podstawową przyczyną pękania szkła jest krytyczne naprężenie termiczne spowodowane **nierównomiernym nagrzewaniem:**
Zwykłe szkło sodowo-wapniowe: krytyczna różnica temperatur wynosi zaledwie **80~90℃
6mm hartowane szkło ognioodporne**: krytyczna różnica temperatur **330~380℃
10mm hartowane szkło ognioodporne**: krytyczna różnica temperatur **470~590℃
Gdy różnica temperatur między obszarem narażonym (na ogień) a obszarem osłoniętym (ramą) szkła przekracza próg w pożarze, generowane naprężenie rozciągające przekracza wytrzymałość na rozciąganie szkła (zazwyczaj 30~50MPa), co wywołuje pęknięcie.

2. Kluczowe czynniki wpływające na pękanie
| Jakość obróbki krawędzi | Wytrzymałość krawędzi po polerowaniu mechanicznym (78MPa) > krawędź po szlifowaniu zgrubnym (56MPa), osłabienie wytrzymałości na rozprzestrzenianie się mikropęknięć o 15% + |
| Metoda instalacji | Koncentracja naprężeń w mocowaniu punktowym > instalacja w ramie; odporność ogniowa ramy aluminiowej > ramy drewnianej |
| Interwencja zewnętrzna | Chłodzenie natryskowe przyspieszy pękanie, gdy temperatura szkła wynosi > 250℃ |
| Rodzaj szkła | Szkło borokrzemianowe (współczynnik rozszerzalności 4×10⁻⁶/K) Odporność na szok termiczny Szkło sodowo-wapniowe walcowane (9×10⁻⁶/K)