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2013廣州年會專題 >>正文

硅酮結構密封膠耐久性研究

來源:中國幕墻網收集整理     作者:張冠琦    日期:2013-3-20    頁面功能 【字體: 】【打印】【評論
  近年來,玻璃幕墻安全事故頻發,僅2011年,上海一地就發生多起玻璃雨事故。引起了社會的廣泛關注。

  在結果評價上,除采用標準值(而非算數平均值)外,多是采用老化后強度與初始強度的比值,要求比值大于0.75,也就是要求結構膠在各種狀態下或各種老化試驗后,強度下降不能超過25%,以此來評價結構膠性能的穩定性。

  可以說,歐洲ETAG002標準是目前世界上最嚴苛的結構膠標準。

  廣州白云的結構膠早在2007年就通過了美國DL實驗室的檢測,包括5000小時紫外老化試驗。今年年初,廣州白云的硅酮結構膠也通過了歐洲ETAG-002標準的檢測。

  結構膠人工加速老化試驗

  結構膠的人工加速老化試驗大體可以分為兩類,一類是氣候老化,一類是機械老化。

  氣候老化是指模擬一定的氣候條件,將結構膠試件放在該氣候條件下一段時間后的,檢測結構膠的性能變化。這些氣候條件包括:紫外、浸水、熱水、浸水-紫外光照、濕熱、熱、熱氧、鹽霧、酸霧等。

  耐紫外線是硅酮膠相對于其他膠最顯著的特點,而且在玻璃幕墻上,結構膠要經受長期的透過玻璃的紫外線照射,因此,紫外老化是各結構膠標準中都有的項目。雖然采用的設備不太一樣,但是都是考察熱、水和紫外線同時對結構膠的老化作用,因此結果的變化趨勢都差不多。

  之前在美國做的5000小時老化試驗只有一個最終的合格結論,沒有中間過程的值,因此我們在國內的檢測機構專門進行了5000小時的老化試驗,而且在500小時、1000小時、1500小時、2500小時、3500小時和5000小時檢測了其拉伸強度和彈性。

  從結果看,結構膠的拉伸強度隨熱-水-紫外光照的時間延長,先小幅上升,再逐漸慢慢下降,其最大強度伸長率則逐漸變大。對于有些配方不太完善的膠,會出現不粘的情況。

  除紫外老化外,我們也進行了一系列的試驗,比如熱老化、濕熱老化、臭氧老化等。

  在高熱老化后,結構膠的強度略下降、彈性略下降,硬度變軟;

  在低熱老化后,結構膠的強度先略上升,然后緩慢下降,彈性也緩慢下降。

  濕熱老化后,結構膠的強度下降、彈性上升,膠變軟。

  臭氧老化后,結構膠的強度和彈性均無明顯變化。

  在歐標要求的其他幾種人工氣候老化試驗條件下:

  經過鹽霧480小時后,結構膠強度下降,彈性略上升;

  經過潮濕二氧化硫氣體480小時后,結構膠強度下降,彈性略上升;

  經過幕墻清潔劑45℃浸泡21天后,結構膠的強度下降,彈性上升,膠變軟。

  除人工氣候老化外,還有一類老化試驗是模擬結構膠的受力情況,對其長期或反復受力后的情況進行考察。

  歐洲標準ETAG 002中規定的是拉伸疲勞試驗,即結構膠經過拉伸循環5000次,然后檢測其拉伸強度,檢測結果顯示膠的強度變化不大,彈性略下降,膠變軟。

  既有幕墻結構膠檢測

  要了解幕墻上使用多年以后的結構膠的性能,并且與其最初的性能進行比較,就要建立一個既有幕墻結構膠的檢測方法。

  以前的方法是:將既有幕墻結構膠取樣裁成啞鈴型試片進行拉伸,檢測拉伸強度。但是這個方法檢測的強度值與我們通常采用H型試件的檢測值有很大差別,無法對檢測到的強度結果進行對比和判定。多年來,這個問題一直困擾著我們。

  廣州白云早在2005年就開始了既有幕墻結構膠檢測方面的研究工作,是國內最早有系統的研究既有結構膠檢測的廠家。經過幾年的努力,我們終于找到了檢測既有幕墻結構膠強度的方法——“重新粘結法”。該方法所得到的既有幕墻結構膠的強度值與H型試件的具有可比性,使得研究結構膠在幕墻上的老化情況成為可能。2011年6月,我在美國ASTM C24第四屆建筑密封膠膠粘劑耐久性研討會上介紹了該方法,受到了與會者的廣泛關注。2011年,該方法寫入廣東省地方標準《建筑幕墻可靠性鑒定技術規程》。

  對于我公司1997年建造的進行50年自然曝曬試驗的幕墻,2007年和2012年(也就是10年和15年后),經我們采用“重新粘結法”進行取樣檢測,結構膠的拉伸強度分別為1.35MPa、1.47MPa,與1997年相比,強度有所升高,最大強度伸長率有一定下降。總體來講,仍然具有很好的強度和彈性。這說明白云的結構膠至少有15年的質量保證。

  我公司還與多個檢測機構合作,采用“重新粘結法”為許多既有幕墻工程的結構膠檢測提供技術支持。

  根據對眾多既有幕墻結構膠的檢測,我們發現,結構膠經過一段時間的使用后,通常強度會有所上升,最大強度伸長率會有所下降,而且硬度上升。如果使用時間很長,或結構膠本身耐久性不太好,會出現結構膠變脆的現象,即結構膠還有粘結強度,但是彈性很差,一扯或一折就斷裂。

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