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硅酮與聚硫型密封膠粘結(jié)裝配中空玻璃使用壽命差異顯著

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:馬啟元  日期:2013-4-8
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  摘要:通過干燥劑吸濕質(zhì)量檢測中空玻璃加速耐久性,量化評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量并為使用壽命預(yù)測提供技術(shù)依據(jù)。40個(gè)企業(yè)樣品加速耐久性驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,總體水分滲透指數(shù)低于0.20的概率為62%,其中硅酮膠密封樣品的水分滲透指數(shù)為48%,聚硫型為86%,外層密封膠的類型對(duì)中空玻璃耐久壽命影響顯著。
  關(guān)鍵詞:中空玻璃 密封 耐久性 試驗(yàn)方法 硅酮 聚硫 密封膠
 
  1.前言
  建筑中空玻璃是相間隔玻璃周邊密封粘接裝配的單元構(gòu)件,由密封膠粘結(jié)組成內(nèi)外兩道阻隔濕氣的密封層,滲入的濕氣由間隔框內(nèi)的干燥劑吸收,腔內(nèi)氣體的持續(xù)干燥隔熱功能的基礎(chǔ)。粘結(jié)構(gòu)造和滲透路徑參見圖1。干燥劑吸收透過密封層滲入的水蒸氣,質(zhì)量不斷增加,直至吸濕飽和,表征是中空玻璃結(jié)露、凝水,即產(chǎn)品功能壽命終結(jié)。按透濕通道尺寸、密封膠水滲透率和干燥劑吸濕能力,理論推算中空玻璃壽命應(yīng)在30年以上,但實(shí)際應(yīng)用中相差甚遠(yuǎn),有些建筑工程交付僅幾年就出現(xiàn)中空玻璃凝露,主要因素是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材和操作工藝失當(dāng)或不正確的安裝,在環(huán)境水、水蒸汽、紫外線輻射及化學(xué)介質(zhì)的侵蝕,風(fēng)荷載、大氣壓力及溫度變化產(chǎn)生的氣壓差作用下,邊緣密封粘結(jié)體反復(fù)承載并循環(huán)變形,加速密封粘結(jié)體降解、粘接密封性劣化引發(fā)早期失效。

  試驗(yàn)表明,紫外線輻照、高低溫或高濕等條件下的加速老化試驗(yàn),可評(píng)估結(jié)構(gòu)及密封膠劣化趨勢(shì),但評(píng)定耐久壽命的有效方法應(yīng)以分子篩在使用條件下的吸水質(zhì)量變化表征,評(píng)估其飽和吸濕的期限,該試驗(yàn)方法已為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織采用。研究表明溫度-濕度的循環(huán)變化會(huì)促使?jié)駳鉂B透,特別在持續(xù)高溫高濕條件下腔內(nèi)氣體膨脹,硬化的高模量邊緣粘結(jié)體產(chǎn)生超高應(yīng)力(如在溫度58℃時(shí)中空玻璃腔內(nèi)氣壓可達(dá)13kpa),使?jié)駳鉂B透加速 。結(jié)合多年現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和研究結(jié)果,歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1279《建筑用玻璃-中空玻璃》采用《中空玻璃水氣滲透耐久性測試方法》,以干燥劑飽和吸水率、最初含水率和試驗(yàn)后的最終含水率,計(jì)算中空玻璃的水分滲透指數(shù),表征產(chǎn)品的密封耐久性 。該方法具有較好科學(xué)性及適用性,歐洲玻璃粘結(jié)裝配結(jié)構(gòu)認(rèn)證指南確認(rèn),符合EN1279標(biāo)準(zhǔn)取得產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證的中空玻璃,將獲得25年使用壽命 。

  參照歐洲標(biāo)準(zhǔn),該方法將納入我國新修訂的《中空玻璃》標(biāo)準(zhǔn),要求經(jīng)高低溫循環(huán)試驗(yàn)28天后,再在58℃高溫高濕條件下持續(xù)試驗(yàn)49天,中空玻璃的水分滲透指數(shù)不大于0.20。主編單位國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)40組樣品的加速耐久性的驗(yàn)證試驗(yàn),表明該方法的有效性和適用性 。本文著重對(duì)影響試驗(yàn)結(jié)果的主要因素進(jìn)行分析,以探明中空玻璃外層密封膠的類型對(duì)中空玻璃使用壽命的影響。

  2.加速耐久性試驗(yàn)
  2.1試件
  每組試樣15塊,按同一工藝條件和材料制備,規(guī)格為510mm×360mm,試件露點(diǎn)應(yīng)≤-40℃。

  2.2.試樣設(shè)備
  試驗(yàn)箱應(yīng)能提供兩階段試驗(yàn)條件:

  1. 高低溫循環(huán)階段:溫度從-18℃至53℃循環(huán)升溫和降溫,每12h一個(gè)溫度循環(huán),升溫或降溫速度為14℃/h,持續(xù)循環(huán)58次(28天);

  2. 高溫試驗(yàn)階段:溫度58℃保持7周(49天)
  兩階段中在試驗(yàn)溫度高于23℃時(shí),箱內(nèi)的相對(duì)濕度應(yīng)≥95%。

  2.3.試驗(yàn)程序
  取4塊試件,分解后測定其干燥劑的初始含水率(Ti ,%)
  取5塊試件,試驗(yàn)處理77天終結(jié)時(shí)分解,測定干燥劑的最終含水率(Tf ,%);

  取2塊試件,分解后對(duì)干燥劑取樣,經(jīng)飽和吸水至恒重,再行950℃或350℃高溫處理120min,測定標(biāo)準(zhǔn)吸水率(Tc ,%),即試件干燥劑的飽和吸水能力。

  加速耐久性以水分滲透指數(shù)(I)表示,按下式計(jì)算,取5個(gè)試件I值的平均值,修約至小數(shù)點(diǎn)后兩位:

  3.試驗(yàn)結(jié)果及分析
  驗(yàn)證試驗(yàn)選取國內(nèi)各類型企業(yè)共40組試樣,其中兩道密封的外層密封膠為聚硫型的20組,硅酮型19組。僅有一組采用熱熔型密封膠密封。

  3.1.試驗(yàn)結(jié)果
  試驗(yàn)測定了各組試件內(nèi)外兩道密封的粘結(jié)寬度,試驗(yàn)測定各組試件的水分滲透指數(shù),試驗(yàn)結(jié)果列于表1。

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