| 發(fā)布日期：2017年09月27日 |
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玻璃幕墻因其美觀、節(jié)能、易維護等諸多優(yōu)點而得到廣泛應用。玻璃幕墻是以密封膠粘粘結(jié)密封的玻璃幕墻單元件為基礎裝配組合的結(jié)構外墻，玻璃單元是依靠硅酮結(jié)構密封膠與金屬框架彈性聯(lián)接在一起，結(jié)構密封膠起結(jié)構粘結(jié)作用，傳遞并承擔主體結(jié)構的應力，因此硅酮結(jié)構膠的耐久穩(wěn)定性直接關系幕墻安全。一旦結(jié)構膠粘結(jié)失效，就會導致整個幕墻系統(tǒng)的失效，甚至產(chǎn)生透氣漏水、玻璃脫落等事故的發(fā)生，造成極其不良的社會影響。隨著玻璃幕墻工程的日益增多，因結(jié)構膠產(chǎn)品質(zhì)量帶來的玻璃幕墻工程質(zhì)量的問題也愈發(fā)突出，本文從硅酮結(jié)構密封膠的角度出發(fā)，分析玻璃幕墻典型質(zhì)量問題，通過闡述建工行業(yè)新標準JG/T475-2015《建筑幕墻用硅酮結(jié)構密封膠》設置的產(chǎn)品質(zhì)量控制項目要求，對比分析提出相應玻璃幕墻質(zhì)量控制措施。
1.建筑幕墻用硅酮結(jié)構密封膠質(zhì)量問題
1.1使用壽命問題
JGJ 102《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》中明確指出，玻璃幕墻的設計使用年限一般不低于25年[1]。硅酮結(jié)構密封膠作為其主要構成材料之一，且起著十分關鍵的作用，使用壽命應至少25年。但是，目前國內(nèi)市場所售硅酮結(jié)構密封膠均按照國家標準GB 16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構密封膠》進行檢測[2]，控制產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)廠家依據(jù)該標準一般只能提供10年的質(zhì)量保證，顯然不能滿足玻璃幕墻設計使用年限的最低要求。因此，結(jié)構膠作為構成玻璃幕墻的關鍵材料，成為了其中的“短板”，即結(jié)構膠的使用壽命決定了幕墻的使用年限。此外，一旦結(jié)構膠使用年限超過10年，就需要對幕墻進行維修和改建，對于現(xiàn)今越來越多的高層和超高層建筑幕墻，維修就會特別復雜，費用也會非常高，據(jù)相關技術人員統(tǒng)計，若想在100米的高空中去更換一塊玻璃，費用高達數(shù)十萬。
1.2環(huán)境因素對結(jié)構膠老化的影響
硅酮結(jié)構密封膠屬于高分子材料，在幕墻實際應用過程中，不可避免要受到周圍環(huán)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(huán)境和因環(huán)境污染而產(chǎn)生的酸霧環(huán)境等因素都會加速密封膠的老化，使其在應用過程中出現(xiàn)變色、起泡、裂紋甚至脆化、開裂、脫粘等現(xiàn)象，使用壽命降低，嚴重影響幕墻工程安全。
1.3復雜受力對結(jié)構膠老化的影響
玻璃幕墻造型愈發(fā)新穎獨特，且越來越高，新設計形式的高層建筑不斷涌現(xiàn)也對結(jié)構密封膠的性能提出了更高的要求。結(jié)構密封膠應用于玻璃幕墻的過程中，承受多種復雜的外力：(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(jié)構膠缺陷易造成應力集中而導致的撕裂力;(4)循環(huán)風荷載、震動等動態(tài)荷載造成的機械疲勞應力;(5)長期玻璃自重荷載導致結(jié)構膠產(chǎn)生蠕變的應力，如圖1(c)。這些復雜外力使結(jié)構密封膠長期處于肉眼無法觀測到的動態(tài)變形狀態(tài)，加速結(jié)構密封膠的老化。
1.4密封膠產(chǎn)品質(zhì)量問題
國內(nèi)密封膠市場混亂，市場競爭逐漸激化，一些密封膠企業(yè)為追逐暴利，不顧及社會責任，采用不正當?shù)母偁幨侄?，以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價，制造超低價格的產(chǎn)品。甚至不惜以高填充、選用劣質(zhì)原料等坑害用戶的手段，降低產(chǎn)品價格，更甚者以偽劣產(chǎn)品假冒名牌，擾亂了市場并嚴重危害行業(yè)的健康發(fā)展。主要表現(xiàn)有以下幾個方面：
(1)密封膠中填充白油、裂解硅油等劣質(zhì)增塑劑。
白油是石油潤滑油餾分高壓加氫精制而成的無色、無味白色油狀長鏈烷烴，沸點低且易揮發(fā)，微量使用可以改善密封膠的表面光澤。密封膠中填充了白油，不僅使密封膠的成本大大降低，同時使密封膠的外觀、擠出性能有很大改善，用戶使用過程中暫時不能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。隨著時間的推移，密封膠中白油逐漸揮發(fā)，致使密封膠自身變硬、變脆，甚至出現(xiàn)開裂現(xiàn)象;同時白油與丁基密封膠的極性相近，根據(jù)相似相溶原理，丁基密封膠遇到白油時，就會被其溶脹、溶解，造成中空玻璃流油、出霧、脫粘等現(xiàn)象[3]。
裂解硅油是回收已固化過的硅酮密封膠經(jīng)高溫裂解提取所得的硅油，其揮發(fā)份高，化學成份復雜，含有多種極性物質(zhì)，如果添加到硅酮結(jié)構封膠中，不但與主體硅橡膠相容性不好、易揮發(fā)，使硅酮結(jié)構密封膠變硬變脆，還會與丁基或型材發(fā)生不良反應，導致密封膠脫粘失效，存在嚴重安全隱患。
(2) 密封膠自身耐老化能力差。部分廠家的密封膠初始時各項性能都能達到國家(行業(yè))標準要求，經(jīng)過一段時間的風吹、雨淋、日曬老化后，密封膠的各項性能有大幅度的衰減，密封膠會變硬、變脆，在建筑工程上使用后會出現(xiàn)嚴重的開裂、漏水問題。
(3)假冒名牌、以次充好。部分廠家及工程承建商為了追求高額利潤，在制作工程的中間過程使用劣質(zhì)密封膠仿冒名牌產(chǎn)品、以次充好，給幕墻工程造成嚴重的質(zhì)量隱患。部分企業(yè)靠低價競爭鋌而走險，最終結(jié)果是使建筑工程的質(zhì)量嚴重下降，使玻璃幕墻成為城市上空的“不定時炸彈”變?yōu)楝F(xiàn)實，給人們的人身安全留下嚴重的隱患。
2.標準對比分析及質(zhì)量控制措施
針對以上問題，采用科學嚴格的產(chǎn)品標準要求是一項重要措施。相關的硅酮結(jié)構膠標準，目前主要有中國GB16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構密封膠》、美國ASTM C1184-2005《硅酮結(jié)構密封膠》、歐洲ETAG 002-2012《結(jié)構密封膠裝配套件(SSGK)的歐洲技術認證指南》 [4]，此外歐洲還有EN15434：2006(2010)《建筑用玻璃-結(jié)構用或抗紫外線密封膠產(chǎn)品標準(用于結(jié)構密封裝配或外露密封中空玻璃單元)》[5]，其中ETAG002與EN15434有關硅酮結(jié)構密封膠的要求基本相同，標準的試驗項目對比情況見表1。
表1.硅酮結(jié)構密封膠標準試驗項目對比
|
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 |
|||
|
顏色 |
報告 |
外觀要求 |
○ |
○ |
|||
|
氣泡 |
無氣泡 |
無氣泡 |
○ |
○ |
|||
|
彈性恢復率，% |
伸長變化率＜5 |
伸長變化率＜5 |
○ |
○ |
|||
|
彈性模量，MPa |
報告 |
報告 |
○ |
○ |
|||
|
擠出性，s |
報告 |
≤10 |
≤10 |
≤10 |
|||
|
適用期，min |
報告 |
≥20 |
≥20 |
○ |
|||
|
表干時間，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% |
○ |
○ |
|||
|
熱重分析 |
報告 |
報告 |
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