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【技(jì )術】矽酮結構密封膠質(zhì)量問題分(fēn)析及控制措施 (2017-9-27)
發布日期:2017年09月27日

玻璃幕牆因其美觀、節能(néng)、易維護等諸多(duō)優點而得到廣泛應用(yòng)。玻璃幕牆是以密封膠粘粘結密封的玻璃幕牆單元件為(wèi)基礎裝(zhuāng)配組合的結構外牆,玻璃單元是依靠矽酮結構密封膠與金屬框架彈性聯接在一起,結構密封膠起結構粘結作(zuò)用(yòng),傳遞并承擔主體(tǐ)結構的應力,因此矽酮結構膠的耐久穩定性直接關系幕牆安(ān)全。一旦結構膠粘結失效,就會導緻整個幕牆系統的失效,甚至産(chǎn)生透氣漏水、玻璃脫落等事故的發生,造成極其不良的社會影響。随着玻璃幕牆工(gōng)程的日益增多(duō),因結構膠産(chǎn)品質(zhì)量帶來的玻璃幕牆工(gōng)程質(zhì)量的問題也愈發突出,本文(wén)從矽酮結構密封膠的角度出發,分(fēn)析玻璃幕牆典型質(zhì)量問題,通過闡述建工(gōng)行業新(xīn)标準JG/T475-2015《建築幕牆用(yòng)矽酮結構密封膠》設置的産(chǎn)品質(zhì)量控制項目要求,對比分(fēn)析提出相應玻璃幕牆質(zhì)量控制措施。

1.建築幕牆用(yòng)矽酮結構密封膠質(zhì)量問題

1.1使用(yòng)壽命問題

JGJ 102《玻璃幕牆工(gōng)程技(jì )術規範》中(zhōng)明确指出,玻璃幕牆的設計使用(yòng)年限一般不低于25年[1]。矽酮結構密封膠作(zuò)為(wèi)其主要構成材料之一,且起着十分(fēn)關鍵的作(zuò)用(yòng),使用(yòng)壽命應至少25年。但是,目前國(guó)内市場所售矽酮結構密封膠均按照國(guó)家标準GB 16776-2005《建築用(yòng)矽酮結構密封膠》進行檢測[2],控制産(chǎn)品質(zhì)量,生産(chǎn)廠家依據該标準一般隻能(néng)提供10年的質(zhì)量保證,顯然不能(néng)滿足玻璃幕牆設計使用(yòng)年限的最低要求。因此,結構膠作(zuò)為(wèi)構成玻璃幕牆的關鍵材料,成為(wèi)了其中(zhōng)的“短闆”,即結構膠的使用(yòng)壽命決定了幕牆的使用(yòng)年限。此外,一旦結構膠使用(yòng)年限超過10年,就需要對幕牆進行維修和改建,對于現今越來越多(duō)的高層和超高層建築幕牆,維修就會特别複雜,費用(yòng)也會非常高,據相關技(jì )術人員統計,若想在100米的高空中(zhōng)去更換一塊玻璃,費用(yòng)高達數十萬。

1.2環境因素對結構膠老化的影響

矽酮結構密封膠屬于高分(fēn)子材料,在幕牆實際應用(yòng)過程中(zhōng),不可(kě)避免要受到周圍環境因素的影響,如:雨水、紫外光照射、高溫、高濕、嚴寒以及沿海、鹽堿地帶鹽霧環境和因環境污染而産(chǎn)生的酸霧環境等因素都會加速密封膠的老化,使其在應用(yòng)過程中(zhōng)出現變色、起泡、裂紋甚至脆化、開裂、脫粘等現象,使用(yòng)壽命降低,嚴重影響幕牆工(gōng)程安(ān)全。

1.3複雜受力對結構膠老化的影響

玻璃幕牆造型愈發新(xīn)穎獨特,且越來越高,新(xīn)設計形式的高層建築不斷湧現也對結構密封膠的性能(néng)提出了更高的要求。結構密封膠應用(yòng)于玻璃幕牆的過程中(zhōng),承受多(duō)種複雜的外力:(1)水平正反方向的風荷載,如圖1(a);(2)垂直方向的剪切力,如圖1(b);(3)因結構膠缺陷易造成應力集中(zhōng)而導緻的撕裂力;(4)循環風荷載、震動等動态荷載造成的機械疲勞應力;(5)長(cháng)期玻璃自重荷載導緻結構膠産(chǎn)生蠕變的應力,如圖1(c)。這些複雜外力使結構密封膠長(cháng)期處于肉眼無法觀測到的動态變形狀态,加速結構密封膠的老化。

1.4密封膠産(chǎn)品質(zhì)量問題

國(guó)内密封膠市場混亂,市場競争逐漸激化,一些密封膠企業為(wèi)追逐暴利,不顧及社會責任,采用(yòng)不正當的競争手段,以犧牲産(chǎn)品質(zhì)量為(wèi)代價,制造超低價格的産(chǎn)品。甚至不惜以高填充、選用(yòng)劣質(zhì)原料等坑害用(yòng)戶的手段,降低産(chǎn)品價格,更甚者以僞劣産(chǎn)品假冒名(míng)牌,擾亂了市場并嚴重危害行業的健康發展。主要表現有(yǒu)以下幾個方面:

(1)密封膠中(zhōng)填充白油、裂解矽油等劣質(zhì)增塑劑。

白油是石油潤滑油餾分(fēn)高壓加氫精(jīng)制而成的無色、無味白色油狀長(cháng)鏈烷烴,沸點低且易揮發,微量使用(yòng)可(kě)以改善密封膠的表面光澤。密封膠中(zhōng)填充了白油,不僅使密封膠的成本大大降低,同時使密封膠的外觀、擠出性能(néng)有(yǒu)很(hěn)大改善,用(yòng)戶使用(yòng)過程中(zhōng)暫時不能(néng)發現質(zhì)量問題。随着時間的推移,密封膠中(zhōng)白油逐漸揮發,緻使密封膠自身變硬、變脆,甚至出現開裂現象;同時白油與丁基密封膠的極性相近,根據相似相溶原理(lǐ),丁基密封膠遇到白油時,就會被其溶脹、溶解,造成中(zhōng)空玻璃流油、出霧、脫粘等現象[3]。

裂解矽油是回收已固化過的矽酮密封膠經高溫裂解提取所得的矽油,其揮發份高,化學(xué)成份複雜,含有(yǒu)多(duō)種極性物(wù)質(zhì),如果添加到矽酮結構封膠中(zhōng),不但與主體(tǐ)矽橡膠相容性不好、易揮發,使矽酮結構密封膠變硬變脆,還會與丁基或型材發生不良反應,導緻密封膠脫粘失效,存在嚴重安(ān)全隐患。

(2) 密封膠自身耐老化能(néng)力差。部分(fēn)廠家的密封膠初始時各項性能(néng)都能(néng)達到國(guó)家(行業)标準要求,經過一段時間的風吹、雨淋、日曬老化後,密封膠的各項性能(néng)有(yǒu)大幅度的衰減,密封膠會變硬、變脆,在建築工(gōng)程上使用(yòng)後會出現嚴重的開裂、漏水問題。

(3)假冒名(míng)牌、以次充好。部分(fēn)廠家及工(gōng)程承建商(shāng)為(wèi)了追求高額利潤,在制作(zuò)工(gōng)程的中(zhōng)間過程使用(yòng)劣質(zhì)密封膠仿冒名(míng)牌産(chǎn)品、以次充好,給幕牆工(gōng)程造成嚴重的質(zhì)量隐患。部分(fēn)企業靠低價競争铤而走險,最終結果是使建築工(gōng)程的質(zhì)量嚴重下降,使玻璃幕牆成為(wèi)城市上空的“不定時炸彈”變為(wèi)現實,給人們的人身安(ān)全留下嚴重的隐患。

2.标準對比分(fēn)析及質(zhì)量控制措施

針對以上問題,采用(yòng)科(kē)學(xué)嚴格的産(chǎn)品标準要求是一項重要措施。相關的矽酮結構膠标準,目前主要有(yǒu)中(zhōng)國(guó)GB16776-2005《建築用(yòng)矽酮結構密封膠》、美國(guó)ASTM C1184-2005《矽酮結構密封膠》、歐洲ETAG 002-2012《結構密封膠裝(zhuāng)配套件(SSGK)的歐洲技(jì )術認證指南》 [4],此外歐洲還有(yǒu)EN15434:2006(2010)《建築用(yòng)玻璃-結構用(yòng)或抗紫外線(xiàn)密封膠産(chǎn)品标準(用(yòng)于結構密封裝(zhuāng)配或外露密封中(zhōng)空玻璃單元)》[5],其中(zhōng)ETAG002與EN15434有(yǒu)關矽酮結構密封膠的要求基本相同,标準的試驗項目對比情況見表1。

表1.矽酮結構密封膠标準試驗項目對比

試驗項目

ETAG 002

JG/T475

GB 16776

ASTM C 1184

硬度,Shore A

報告

20~60

20~60

20~60

顔色

報告

外觀要求

氣泡

無氣泡

無氣泡

彈性恢複率,%

伸長(cháng)變化率<5

伸長(cháng)變化率<5

彈性模量,MPa

報告

報告

擠出性,s

報告

10

10

10

适用(yòng)期,min

報告

20

20

表幹時間,h

報告

3

3

3

下垂度

垂直放置,mm

報告

3

3

4.8

水平放置

報告

無變形

無變形

無變形

收縮性,%

10

質(zhì)量變化≤6%

熱重分(fēn)析

報告

報告

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