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      幕墙结构胶的选择和应用

      发布时间:2019-1-24 17:48:34浏览次数:10043文章出处:幕墙结构设计

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        隐框幕墙玻璃面板同金属框架连接完全依靠结构胶粘结,交联固化的弹性粘结体如同连续弹簧将玻璃“悬挂”成建筑外立面。这种技术的应用远不及传统机械连接成熟,建筑规范必须考虑业主及行人的风险、系统老化及粘结性衰减、工程中未预见及未控制的因素和幕墙玻璃坠落的危险。因此对于幕墙结构胶的正确选用尤为重要。

      幕墙结构胶的选择和应用

      玻璃幕墙

        幕墙结构胶的种类选择

        在JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》中,3。1。4明确规定:“隐框和半隐框玻璃幕墙,其玻璃与铝型材的粘结必须采用中性硅酮结构密封胶;全玻幕墙和点支撑幕墙采用镀膜玻璃时保利绿地广场玻璃幕墙设计案例,不应采用酸性硅酮结构密封胶粘结。”为什么结构胶必须采用硅酮型的呢,是由于硅酮结构胶的分子结构决定的。硅酮结构胶的分子结构以Si-O化学键为主,其化学键能(108kcal/mol)比紫外光的能量大,所以硅酮结构胶具有耐候、耐水、耐臭氧、耐紫外线和耐热、耐寒等优异性能。另外,酸性胶会腐蚀某些金属材料,因此铝型材和镀膜玻璃的镀膜层表面不能使用酸性胶。

        硅酮结构胶执行的标准

        在JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》中,3。6。1明确规定:“幕墙用中性硅酮结构密封胶及酸性硅酮结构密封胶的性能,应符合现行国家标准《建筑用硅酮结构胶》GB16776的规定。”GB-16776为强制性的国家标准。

        国外最早的相关标准是ASTMC1184施工设计,于1991年首次颁布。目前我国建工行业新标准JG/T475《建筑幕墙用硅酮结构密封胶》已发布,将于2016年4月1日正式实施。本标准引用欧标ETAG002,明确要求建筑幕墙用硅酮结构密封胶产品使用年限不低于25年,相对于以往国内外相关标准要求更加科学、严格,为建筑幕墙提供安全保障。

        硅酮结构胶四大重要性能

        以上标准,不论是国标、美标、欧标还是新的建工行业标准,对结构胶的性能都没有进行分级,因此在符合以上两个基本条件的基础上,对于结构胶的选用仍较为困难。

        总结一下,硅酮结构胶的重要性能主要表现在以下四个方面:

        1.粘结性

        定义为密封胶在给定基材上的粘结性能。粘结依赖界面物理吸附、化学键生成及机械咬合实现连接。良好的粘结性是确保密封胶实现其功能的基础。在GB16776-20055。3的要求中明确规定硅酮结构胶与实际工程用基材必须做粘结性试验。

        2.相容性

        定义为密封胶与其他材料的接触面互相不产生不良的物理化学反应的性能。其他材料一般指泡沫棒、双面胶、橡胶条等背衬材料。相容性合格是确保密封胶保持其自身性能的基础。在GB16776-20055。3的要求中明确规定硅酮结构胶与结构装配系统用附件必须做相容性试验。

        3.耐老化性能

        定义为从将密封胶嵌入接缝至其功能失效所经历的时间。在GB16776-2005标准中与高低温、浸水、水-紫外光照后的拉伸粘结性能直接相关。标准中对于各老化条件养护规定时间后密封胶拉伸粘结强度的判断只规定了最小值,但根据相关经验和欧标的判定方法,应计算老化后的强度与标况下强度的比值也就是强度保持率,应越大越好。

        4.变位承受能力

        硅酮结构胶在实际施工过程中的打胶宽度和厚度是通过相关规范计算得出的,在JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》中对硅酮结构胶粘结厚度ts给出了计算公式,里面有一个参数,就是δ值,δ代表硅酮结构密封胶的变位承受能力,不同厂家的δ值取值是不一样的。并且在102规范中也给出了两个限制条件,厚度必须大于等于宽度的一半且小于等于宽度,而且厚度在6到12mm之间。在新的JGJ102规范中,对这个公式也作出了改动。

      幕墙结构胶的选择和应用

      硅酮结构密封胶

        无论是新旧规范公式,硅酮结构密封胶的变位承受能力值越大,厚度计算结果就越小,更加节约成本;换句话说,在厚度值固定的情况下,如果结构胶厂家提供的变位承受能力值越大,说明这个设计更安全。但是根据经验来看,变位承受能力值的最佳取值范围是8%-12%,目前大部分的结构胶厂家产品都达不到8%,一般在5%-8%之间。那为什么变位承受能力最大值不能超过12%呢?如果过大就意味着结构胶受到一点风吹草动,就会产生较大位移,幕墙也会存在很大风险。

        实际应用的五大问题及解决方案

        硅酮结构胶在实际应用过程中存在较多的问题,主要表现在以下五个方面:

        1、型材选用不当

        在102规范中,3.1.2明确规定:“铝合金材料应进行表面阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂或氟碳漆喷涂处理。”并且对于铝合金型材表面处理层的厚度也做出了明确规定,如阳极氧化处理的平均膜厚≥15微米,局部膜厚≥12微米。但是在相关标准和规范中对于铝型材打胶面的处理方式没有明确规定。

        经验证明,经过阳极氧化处理的型材与硅酮胶粘结效果最佳,其次是电泳涂漆和络化处理,再次是粉末喷涂和氟碳漆喷涂处理。另外粉末喷涂和氟碳漆喷涂处理的铝型材表面处理层的附着力和耐久性相对较差。如设计选用喷涂型材,建议喷涂前先络化,然后将打胶面贴膜保护起来,再喷涂处理。

        2、施工前未进行粘结性和相容性试验。

        到目前为止,也出现了很多因结构胶与基材粘结不合格导致掉玻璃的质量安全事故。相容性反映的是结构胶与相接触附件是否发生了物理或化学的反应,如相容性不合格,直接会导致结构胶变色,粘结破坏和性能下降等。所以施工前进行粘结性和相容性试验是非常必要的。

        3、养护环境和养护时间未达到要求。

        按标准规定,双组分完全固化需要养护14天,单组分21天,但根据检测结果表明,双组分养护3天,单组分养护7天,基本能达到最终的固化和粘结效果。温度低时需适当延长养护时间。

        4、施工时抵触使用底涂。

        一方面施工方考虑会增加施工成本,其实最关键的还是施工方对于底涂的认识不够充分,这个底涂主要起一个桥梁作用,它处理能提高粘结性和缩短粘结时间,还可以提高粘结的耐水性和耐久性;

        5、施工后未进行随批剥离和单元件切胶试验。

        单元件切胶试验即成品破坏试验,适用于装配现场测试结构密封胶粘结性的检查,用于发现现场应用中的问题,如基材不清洁、使用不合适的底涂、底涂用法不当、不正确的接缝装配、胶结缝设计不合理以及其他影响粘结性的问题(如基材表面处理方式、养护环境的温湿度、胶体的宽厚度、透气情况等)。

        随批剥离即非成品破坏试验,适用于施工前的检测,可初步判断结构胶与基材的粘结效果。虽然表面处理相同于工程实际状态,但毕竟是专人检测,基本排除了人为操作失误的因素,而且胶体宽厚度和透气情况与实际情况不同,不能完全代替单元件切胶试验的结果。

        幕墙结构胶的完整施工体系

        密封胶属于半成品类型产品中开,需要正确的使用才能取得良好的粘结密封效果。根据市场密封胶使用经验,幕墙工程粘结性问题往往发生在密封胶施工阶段,多是施工不当或养护不当造成,因此需要施工方具有一定的施工能力和工作经验,不具备这些条件的可由结构胶厂家提供技术培训和指导,协助建立施工质量保证体系。

        一个完整的硅酮结构密封胶施工,应包含以下内容:

        1、硅酮结构密封胶与实际用基材粘结性和相容性检测报告;  2、硅酮结构密封胶出厂检测报告,送货单据,质量保证书;

        3、施工人员技术培训;  4、硅酮结构密封胶使用前质量检测;

        5、硅酮结构密封胶使用中质量检测;  6、硅酮结构密封胶产品使用记录;

        7、单元件养护记录;  8、随批剥离试验,单元件切胶试验;

        战略合作伙伴的基本条件:

        1、通过建筑硅酮结构胶认证,至少拥有10年以上硅酮结构密封胶生产历史,提供结构胶25年质保;

        2、具有丰富的结构胶工程实例,并建有幕墙工程档案;

        3、在全国范围拥有完善的营销网点及技术服务团队,保证为客户提供专业的技术培训和及时的现场服务;

        4、拥有全自动连续化生产工艺设备;

        5、建筑硅酮结构胶产能至少5000吨/年以上,能持续提供稳定的结构胶产品;

        6、拥有较先进的管理经验和完善的管理制度及体系,至少应该通过国内外知名公司的ISO9001/ISO14001/OHAS18001等三标认证;

        7、拥有完整的质量控制体系,先进的检测仪器设备;

        8、拥有良好的企业文化、长远的战略发展规划以及高素质的人才梯队及人才储备。

      • 文章来源:幕墙结构设计
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