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硅酮结构密封胶耐久性研究

来源:中国幕墙网收集整理     作者:张冠琦    日期:2013-3-20    页面功能 【字体: 】【打印】【评论
  近年来,玻璃幕墙安全事故频发,仅2011年,上海一地就发生多起玻璃雨事故。引起了社会的广泛关注。

  在结果评价上,除采用标准值(而非算数平均值)外,多是采用老化后强度与初始强度的比值,要求比值大于0.75,也就是要求结构胶在各种状态下或各种老化试验后,强度下降不能超过25%,以此来评价结构胶性能的稳定性。

  可以说,欧洲ETAG002标准是目前世界上最严苛的结构胶标准。

  广州白云的结构胶早在2007年就通过了美国DL实验室的检测,包括5000小时紫外老化试验。今年年初,广州白云的硅酮结构胶也通过了欧洲ETAG-002标准的检测。

  结构胶人工加速老化试验

  结构胶的人工加速老化试验大体可以分为两类,一类是气候老化,一类是机械老化。

  气候老化是指模拟一定的气候条件,将结构胶试件放在该气候条件下一段时间后的,检测结构胶的性能变化。这些气候条件包括:紫外、浸水、热水、浸水-紫外光照、湿热、热、热氧、盐雾、酸雾等。

  耐紫外线是硅酮胶相对于其他胶最显著的特点,而且在玻璃幕墙上,结构胶要经受长期的透过玻璃的紫外线照射,因此,紫外老化是各结构胶标准中都有的项目。虽然采用的设备不太一样,但是都是考察热、水和紫外线同时对结构胶的老化作用,因此结果的变化趋势都差不多。

  之前在美国做的5000小时老化试验只有一个最终的合格结论,没有中间过程的值,因此我们在国内的检测机构专门进行了5000小时的老化试验,而且在500小时、1000小时、1500小时、2500小时、3500小时和5000小时检测了其拉伸强度和弹性。

  从结果看,结构胶的拉伸强度随热-水-紫外光照的时间延长,先小幅上升,再逐渐慢慢下降,其最大强度伸长率则逐渐变大。对于有些配方不太完善的胶,会出现不粘的情况。

  除紫外老化外,我们也进行了一系列的试验,比如热老化、湿热老化、臭氧老化等。

  在高热老化后,结构胶的强度略下降、弹性略下降,硬度变软;

  在低热老化后,结构胶的强度先略上升,然后缓慢下降,弹性也缓慢下降。

  湿热老化后,结构胶的强度下降、弹性上升,胶变软。

  臭氧老化后,结构胶的强度和弹性均无明显变化。

  在欧标要求的其他几种人工气候老化试验条件下:

  经过盐雾480小时后,结构胶强度下降,弹性略上升;

  经过潮湿二氧化硫气体480小时后,结构胶强度下降,弹性略上升;

  经过幕墙清洁剂45℃浸泡21天后,结构胶的强度下降,弹性上升,胶变软。

  除人工气候老化外,还有一类老化试验是模拟结构胶的受力情况,对其长期或反复受力后的情况进行考察。

  欧洲标准ETAG 002中规定的是拉伸疲劳试验,即结构胶经过拉伸循环5000次,然后检测其拉伸强度,检测结果显示胶的强度变化不大,弹性略下降,胶变软。

  既有幕墙结构胶检测

  要了解幕墙上使用多年以后的结构胶的性能,并且与其最初的性能进行比较,就要建立一个既有幕墙结构胶的检测方法。

  以前的方法是:将既有幕墙结构胶取样裁成哑铃型试片进行拉伸,检测拉伸强度。但是这个方法检测的强度值与我们通常采用H型试件的检测值有很大差别,无法对检测到的强度结果进行对比和判定。多年来,这个问题一直困扰着我们。

  广州白云早在2005年就开始了既有幕墙结构胶检测方面的研究工作,是国内最早有系统的研究既有结构胶检测的厂家。经过几年的努力,我们终于找到了检测既有幕墙结构胶强度的方法——“重新粘结法”。该方法所得到的既有幕墙结构胶的强度值与H型试件的具有可比性,使得研究结构胶在幕墙上的老化情况成为可能。2011年6月,我在美国ASTM C24第四届建筑密封胶胶粘剂耐久性研讨会上介绍了该方法,受到了与会者的广泛关注。2011年,该方法写入广东省地方标准《建筑幕墙可靠性鉴定技术规程》。

  对于我公司1997年建造的进行50年自然曝晒试验的幕墙,2007年和2012年(也就是10年和15年后),经我们采用“重新粘结法”进行取样检测,结构胶的拉伸强度分别为1.35MPa、1.47MPa,与1997年相比,强度有所升高,最大强度伸长率有一定下降。总体来讲,仍然具有很好的强度和弹性。这说明白云的结构胶至少有15年的质量保证。

  我公司还与多个检测机构合作,采用“重新粘结法”为许多既有幕墙工程的结构胶检测提供技术支持。

  根据对众多既有幕墙结构胶的检测,我们发现,结构胶经过一段时间的使用后,通常强度会有所上升,最大强度伸长率会有所下降,而且硬度上升。如果使用时间很长,或结构胶本身耐久性不太好,会出现结构胶变脆的现象,即结构胶还有粘结强度,但是弹性很差,一扯或一折就断裂。

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