浇注式铝合金隔热型材不同表面处理方式对抗剪性的影响

　　本文作者：卢继延,戴悦星
　　1 前言
　　抗剪性能是建筑用铝合金隔热型材重要的性能之一,建筑门窗、幕墙上的隔热型材由于铝合金门窗或幕墙的自重、室内外的环境温度差异以及风压载荷的作用而使隔热型材内的连结部位产生纵向剪切力。我国于2004年首次发布了GB5237.6《铝合金建筑型材第6部分:隔热型材》,该标准参照欧洲prEN14024:2000《隔热金属型材性能要求和测试试验》的要求规定隔热型材纵向抗剪特征值应≥zN/mm。

隔热型材目前常用有两种形式,第一种是穿条式,第二种是浇注式。浇注式隔热型材是将两种液态隔热材料按一定比例混合后注入铝合金型材浇注槽内并固化,切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使之断开金属连接,通过隔热材料将铝合金型材断开的两部分结合而成。这种复合方式的　　隔热型材的抗剪性主要是通过隔热材料与铝合金型材之间的粘合力来保证,目前,建筑铝型材表面处理一般有以下几种: (1)阳极氧化处理;(2)阳极氧化加电泳涂漆处理;(3)粉末喷涂处理;(4)氟碳漆喷涂处理。这四种处理的表面可分为极性表面和非极性表面,也可分为光滑表面和非光滑表面。这些不同的表面对于浇注式隔热型材是否有不同的影响呢?本文通过试验探讨浇注式隔热型材的抗剪性。

　　2 实验部分
　　2.1 试验准备
　　2.1.1 在复合成隔热型材之前,将铝合全型材分成若干批,按正常的生产工艺分别进行各种表面处理,从而获得电泳涂漆型材、粉末喷涂型材和氟碳漆喷涂型材。然后再将这些不同表面处理的铝合金型材采用同种隔热胶、同一工艺、同一时间进行复合处理,加工成浇注式隔热型材(注:本次试验样品浇注槽未进行开齿处理)。

　　2.1.2 纵向剪切试验仪器采用电子万能试验仪进行,剪切试验夹具按GB5237.6-2004《铝合金建筑型材第6部分:隔热型材》中规定的试验装置(见5.4.3.1)进行设计。

　　2.2 试验操作
　　2.201 浇注式隔热型材试验前,应将试样存放在室温固化168h,然后再进行状态调节,状态调节条件是在室温(23℃ ±2℃ )、相对湿度50%± 10%的试验室内存放48h。

　　2.2.2 室温纵向剪切试验
　　按GB5237.6-2004中的要求(见5.4.3.1)将试样夹好,试验在室温下以3mm/min的加载速度进行剪切试验,通过电脑自动将所加的载荷和相应的剪切位移记录下来,直至最大载荷出现,或隔热材料与铝合金型材出现2.0mm的剪切滑移量(此时称剪切失效)。如此重复试验,每组共做10个试样,试验完成后计算每组试样的的纵向剪切特征值。

　　2.2.3 高温纵向剪切试验
　　将试验夹具置于高温箱中,按GB5237.6-2004中的要求(见5.4.3.1)将试样夹好,并将同一组的其他试样置于高温箱中,开启高温箱进行加热,至温度恒定在20℃ ±2℃ 后再保持10而n,然后以3mm/min的加载速度进行剪切试验,通过电脑自动将所加的载荷和相应的剪切位移记录下来,直至最大载荷出现,或隔热材料与铝合金型材出现2.0mm的剪切滑移量(此时称剪切失效)。如此重复试验,每组共做10个试样,试验完成后计算每
组试样的的纵向剪切特征值。

　　2.3 试验结果
　　本次试验我们对不同表面处理的浇注式隔热型材进行了室温纵向剪切试验和高温纵向剪切试验,试验结果如表1和表2所示。

　　3结语
　　在本次试验中，我们对电池涂漆处理、粉末喷涂处理和氟碳喷涂处理等三类表面处理方式的浇注式隔热型材的抗剪性能进行测试,通过本次试验结果,我们初步得出以下结论:

　　(1)从试验结果可看出,浇注式隔热型材高温纵向剪切特征值与室温纵向剪切特征值相差很大,高温纵向剪切特征值远低于室温纵向剪切特征值。

　　(2)进行粉末喷涂处理的浇注式隔热型材,其高温纵向剪切特征值和室温纵向剪切特征值都可达到GB5237.6-2004的要求。

　　(3)进行氟碳漆喷涂处理和电泳涂漆处理的浇注式隔热型材,其高温纵向剪切特征值从试验结果看不理想:

　　(4)不同表面处理方式的浇注式隔热型材的抗剪性能差异比较大,这说明不同表面处理膜与隔热胶的相容性、粘结性是不同的,应用前应充分考虑表面处理方式对浇注式隔热型材性能的影响。

　　通过本次试验,我们了解到表面处理方式对浇注式隔热型材的抗剪性能是有比较大影响的,生产前应充分了解表面处理膜与隔热胶的相容性情况,如果表面处理膜与隔热胶的相容性不佳时,建议在复合前应对隔热型材的浇注槽进行特殊处理,并建议隔热胶供应商进行相容性研究。

　　目前GB5237.6中规定的浇注式隔热型材的高温抗剪试验温度为70℃ ,比穿条式隔热型材的高温抗剪试验温度低10℃ 。由于全球气候变化,温室效应越显严重,某些国家和地区超出正常气温的现象时有发生,如果浇注式隔热型材最高试验温度仅为70℃,其使用范围将会受到影响,因此我们建议隔热胶供应商应对隔热胶的高温性能进行研究,保证高温性能的试验温度达到80℃ 以上。

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