Algemeen

Spontane glasbreuk door nikkelsulfide

Na de Achmeatoren, de Malietoren en het stadhuis van Zoetermeer is nu het ING House aan de ringweg A10 in Amsterdam getroffen door glasbreuk.

Bij het ING House aan de ringweg A10 is sprake het spontane glasbreuk die mogelijk veroorzaakt is door ingesloten nikkelsulfidedeeltjes.

De vorming van nikkelsulfide deeltjes vindt plaats in de glasoven bij hoge temperaturen door een reactie tussen nikkel en zwavel. Zwavel is voor een groot gedeelte aanwezig in brandstoffen als olie en gas. Nikkel is afkomstig uit de grondstoffen en uit metalen componenten die tijdens de productie in aanraking komen met het gesmolten glas. Het ontstaan van nikkelsulfide deeltjes is inherent aan het glasproductieproces. De hoeveelheid insluitingen is zeer gering met circa 1 per 4 ton glas.
Volgens onderzoeker R. Heesen van TNO TPD in Eindhoven veroorzaken nikkelsulfide insluitingen alleen problemen in gehard glas. De deeltjes zijn in ongehard glas aanwezig in een bepaalde kristalstructuur (ß-vorm). Bij het opwarmen gedurende het hardingsproces worden de deeltjes omgezet in een andere compactere kristalstructuur (a-vorm). Door het vlug afkoelen van het glas waardoor het geharde glas zijn sterkte krijgt, blijven de deeltjes in de a-vorm. Deze vorm is niet stabiel bij een ‘lage’ temperaturen tot 380 graden Celsius waarbij het deeltje terug wil naar zijn stabiele ß-vorm. Deze omzetting gaat gepaard met een volumevergroting van 2 tot 4 procent en de volumevergroting zorgt voor interne spanningen in het glas die zo hoog kunnen worden dat het glas breekt. Onder andere zonne-energie versnelt deze omzetting en afhankelijk van de samenstelling en de grote van het deeltje veroorzaakt het binnen enkele dagen maar ook pas na jaren een probleem.

Weinig
De aanwezigheid van nikkel – en daarmee het probleem – is niet uit te sluiten, omdat nikkel in hele kleine hoeveelheid als verontreiniging in de grondstoffen aanwezig is en er maar heel weinig nodig is om nikkelsulfide deeltjes te vormen. Slechts 0,1 gram nikkel kan al 50.000 insluitingen veroorzaken. De nikkelsulfidedeeltjes zijn bovendien niet met het blote oog zichtbaar met formaten tussen 5 en 500 µm.
Er is wel een destructieve test voorhanden die de kans op spontane breuk door nikkelsulfide deeltjes beperkt: de Heat Soak Test (HST). Heesen: “De HST volgens de nieuwe Europese norm prEN 14179 van de CEN/TC 129 ‘Glass in Building’ geeft een zekerheid van meer dan 95 procent. Dit betekent dat van al het glas met nikkelsulfide-insluitingen dat zou falen, meer dan 95 procent uit de partij wordt geselecteerd met deze methode. De test is destructief omdat de nikkelsulfidekristallen in het geharde glas tijdens de test bij opwarming tot circa 290 graden Celsius versneld uitzetten. Glas dat een insluiting bevat, breekt.

Test
Volgens J.P. Boumans, technisch adviseur van glasfabrikant Glaverbel en leverancier van de glazen elementen voor het ING House zijn alle gevelelementen aan de test onderworpen. “Toch blijft bij ongeveer 2 procent van het gemonteerde glas de kans op breuk bestaan als gevolg van een insluiting”, aldus Boumans.
Binnen twee weken zal de onderhoudsdienst van HBG de gebroken ruiten vervangen. Doordat de elementen gehard en gelaagd zijn, blijft het glas op zijn plaats. Een groot voordeel van de gelaagde ruit is bovendien dat het in stukken verbrokkelde glas op de intacte laag vastzit. Boumans: “Aan de hand van de breuklijnen is de oorzaak van de breuk vast te stellen. Een centrale breuklijn en een vlinderpatroon in het centrum van de breuk duiden op een nikkelsulfide-insluiting.” Maar breuk door nikkelsulfide is volgens Heesen niet alleen aan te tonen door een bepaald type breukpatroon, het deeltje zelf zal moeten worden gevonden met behulp van elektronenmicroscopie.
Boumans sluit overigens niet uit dat er ook sprake kan zijn van spanningsbreuk. “Misschien is er bij de montage te weinig ruimte voor de verbinding genomen.” Een andere oorzaak zou een haarscheur kunnen zijn als gevolg van het boren van een gat in de glasplaten. Zelfs een vallend voorwerp sluit Boumans niet uit. “Wij brengen de beschadigde elementen voor onderzoek naar ons laboratorium in Tiel”, aldus Boumans. Over drie weken verwacht hij uitsluitsel te kunnen geven.
Build for Life