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幕墙是现代化建筑经常使用的由面板与支撑结构体系组成、具有规定的承载能力、变形能力和适应主体结构位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护墙体结构或装饰结构。一般由金属、玻璃、石材以及人造板材等材料构成,像幕布一样挂上去安装在建筑物的最外层,其作用如墙体,具有美观、防风、防雨、节能等优良性能。
幕墙施工过程中需要各种不同类型的胶粘剂与密封胶用于各类粘接密封,而在实际用胶过程中有些胶粘剂与密封胶的选择还未像隐框、半隐框幕墙的玻璃和铝副框之间结构粘接用硅酮结构密封胶一样受到足够的重视,可能出现混淆用胶的情况,因此可能对幕墙的安全性产生一定的影响。
本文介绍了幕墙用密封胶“充油”的危害及快速鉴别方法,还探讨了比较容易用混而从外观又不好辨别但是对幕墙安全至关重要的中空玻璃二道密封胶、干挂石材幕墙用环氧胶粘剂与云石胶的用途对比与鉴别方法。
1. 幕墙用密封胶“充油”的危害与快速鉴别
1.1 密封胶“充油”的危害
幕墙工程中常用的密封胶主要是硅酮密封胶,其主要成分是由硅氧键组成的有机硅基础聚合物,由于硅氧键的键能较高,难以被紫外线破坏,因此,硅酮密封胶具有优异的耐紫外老化性能。
但是有机硅基础聚合物价格昂贵,为了降低密封胶的成本,有些生产商就在其中添加矿物油,用来取代有机硅基础聚合物,也就是我们常说的“充油”。目前市场上有很大一部分的低价劣质的密封胶是通过大量使用各种矿物油(白油、液体石蜡)取代价格昂贵的有机硅基础聚合物来降低成本,通常称此类硅酮密封胶为“充油胶”。
此类“充油胶”通常以低价吸引客户,刚开始使用也看不出问题,但是几个月到半年以后,这些产品的问题就会逐渐暴露出来,出现污染基材、开裂、粉化、硬化、流油等问题,严重影响幕墙的结构粘接与密封粘接,危害幕墙的美观与安全。
1.2 “充油密封胶”的快速鉴别
通过对各种填充了矿物油的充油胶的研究,我们发现矿物油与硅酮胶体系的相容性差,在硅酮密封胶中添加的矿物油,很容易从硅酮胶体系中迁移、渗透出来,且矿物油与有机硅基础聚合物的红外吸收光谱不一样。即将实施的检测硅酮密封胶是否充油的标准《硅酮结构密封胶(词条“结构密封胶”由行业大百科提供)中烷烃增塑剂检测方法》GB/T 31851-2015以热重分析、热失重和红外光谱分析方法,定量或定性检测硅酮结构密封胶中的烷烃增塑剂(矿物油),也适用于其他硅酮密封胶。具体检测方法可以参看该标准条文。
上述三种检测方法属于实验室检测方法,需要用到天平、烘箱和红外光谱仪等,这些仪器和设备在有些工厂或实验室有,但在工地现场很难找到。因此,本文介绍一种快速鉴别硅酮密封胶是否充油的方法——塑料薄膜测试方法。此方法适用于单组分和双组分硅酮密封胶。原理是填充了矿物油的密封胶,胶里的矿物油会渗透到塑料薄膜里面,使其变得不平整,就好像一张纸,被水润湿后,很难再恢复平整一样。只要填充了矿物油的硅酮密封胶,都会使塑料薄膜收缩;填充的矿物油的量越大,塑料薄膜出现收缩的时间越短、收缩现象越明显。该方法只需要一块平整的厚实一点的软质塑料薄膜(比如农用塑料薄膜),方法一可以将密封胶样涂抹在塑料薄膜上,刮平,使其与塑料薄膜有较大的接触面积,方法二可以用塑料薄膜的另一面,将胶压平,如下图2所示。半个小时开始充油密封胶附近的塑料薄膜会开始收缩,充油越多收缩的越快且收缩的越厉害,而优质未填充矿物油的密封胶无论放置多久,塑料薄膜依然是平整的,不会有任何的变化,如下图3、4所示。如图3、4左侧图所示,涂抹了未填充矿物油的硅酮密封胶的塑料薄膜与刚开始试验时的时候一致,未有任何收缩,而如图3、4右侧图所示,涂抹了填充矿物油的硅酮密封胶的塑料薄膜已经发生了较大的收缩变化,即在密封胶周围塑料薄膜发生了明显的收缩现象,因此上述塑料薄膜试验方法可以不受试验场合的限制而快速简单的鉴别硅酮密封胶是否填充了矿物油,从而快速鉴别硅酮密封胶的优质与否。
2. 硅酮密封胶与聚硫胶的用途与快速鉴别
2.1 用途介绍
中空玻璃作为一种新型的建筑节能材料,具有保温隔热、隔音、防结露等特点。幕墙用中空玻璃一般采用双道密封的形式,一道密封胶所起的作用是阻止水气或惰性气体进出空腔,一般使用丁基胶,因为丁基胶的水气透过率和惰性气体透过率都非常低。但是丁基胶本身粘结强度低,弹性(词条“弹性”由行业大百科提供)小,必须靠二道密封胶对整体结构进行固定,将玻璃板块与间隔条(词条“隔条”由行业大百科提供)粘结在一起,使中空玻璃在承受荷载时,一道密封胶能保持良好的密封效果,同时整体结构不受影响,国内一般使用硅酮密封胶或聚硫密封胶作为其二道密封胶。
硅酮密封胶的主要原料为聚硅氧烷,聚硫密封胶的主要原料为液体聚硫橡胶,两者的性能特点对比如表1所示。
2.2 用混后危害情况
由于聚硫密封胶不耐紫外老化,其与玻璃的粘结面受到阳光照射一段时间(一般几个月)后会出现脱胶的情况,因此《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-3003规定“隐框、半隐框及点支承玻璃幕墙等密封胶承受荷载作用的中空玻璃,其二道密封胶必须采用硅酮结构密封胶”,结构性装配的中空玻璃二道密封胶必须使用硅酮结构密封胶,非结构性装配的中空玻璃二道密封胶可以使用硅酮密封胶与聚硫密封胶。如不慎将聚硫胶用于隐框、半隐框幕墙的中空玻璃二道密封将可能导致幕墙玻璃外片坠落的严重安全事故。
2.3 检测与鉴别方法
当前中空玻璃一般为玻璃加工厂制造,甲方业主或者施工单位有时不一定明确规定中空玻璃二道密封胶使用哪种密封胶。很多施工单位在进行玻璃与铝副框结构粘接时需要确认中空玻璃的二道密封胶是否为硅酮结构密封胶,尤其是隐框、半隐框幕墙用中空玻璃。本文介绍一个快速简单的鉴别这两类胶的方法。
根据两类密封胶所含的基础聚合物的种类差别,鉴别时将中空玻璃二道密封胶割下一段,然后采用一般普通火源(如火柴、打火机)燃烧该密封胶条,通过燃烧后的味道差异鉴别密封胶的种类。如果燃烧时有硫元素燃烧的味道(类似火柴燃烧的味道)则该密封胶为聚硫密封胶,而燃烧时没有硫元素火柴燃烧的味道则该密封胶为硅酮密封胶。
3. 环氧胶粘剂与云石胶的用途与鉴别
3.1 用途介绍
石材干挂是目前墙面装饰中一种新型的施工工艺。该方法以金属挂件将饰面石材直接吊挂于墙面或空挂于钢架之上,不需再灌浆粘贴,其原理是在主体结构上设主要受力点,通过金属挂件将石材固定在建筑物上,形成石材装饰幕墙。施工过程中,经常会需要用到环氧石材干挂胶与云石胶,其主要特点对比可参见下表2所示。
3.2 用混后危害情况
在实际施工过程中,经常发现施工工人将环氧石材干挂胶与云石胶用混,从表2中可以看到环氧干挂石材胶主要用于石材与金属挂件的结构粘结,也可用于天然石材(词条“天然石材”由行业大百科提供)、人造石材、混凝土、木材、金属、砖、瓦、玻璃钢等常用硬质建筑材料中任何两种之间的粘接安装,具有优异的抗老化性能,韧性强、固化后抗水、防潮、抗化学性能佳、耐候性能良好、防火、抗震、抗压、抗拉、抗冲击;而云石胶主要用于石材的定位、修补及室内石材粘接,其耐水性及耐久性(词条“耐久性”由行业大百科提供)不好,一般不做结构粘接使用,并且不做大面积的石材粘接。如果不慎将云石胶用于石材与金属挂件的结构粘接其后果将非常危险,不仅可能造成石材的大面积污染,更严重的是可能造成石材的坠落从而影响幕墙安全造成严重事故。
3.3 检测与鉴别方法
为保证石材幕墙的美观与安全性,甲方业主或施工单位有时需要鉴别工程实际使用的是环氧石材干挂胶还是云石胶,而环氧石材干挂胶与云石胶固化后的胶样单从外观、硬度、气味等特点很难辨别属于哪一类型,本文介绍一种简单快速的鉴别这两类胶黏剂的方法。该方法就是根据云石胶的基础聚合物为不饱和树脂(含有有机官能团羰基C=O)的特征通过傅立叶变换红外光谱仪进行检测鉴别。
具体检测方法为取需检测的已经固化的胶样,研磨(词条“研磨”由行业大百科提供)成粉末状制成样品,通过傅立叶变换红外光谱仪进行反射检测(样品制样后投射率不高)。上图5为某环氧石材干挂胶与某云石胶的典型光谱对比图。云石胶主要基料为不饱和树脂,不饱和树脂的羰基C=O基团的峰位在1680-1705cm-1范围内,吸收强度很大,这是鉴别羰基C=O最明显的依据,也是判断是否含有不饱和树脂最好的依据,因此也是鉴别云石胶与环氧石材干挂胶的最主要依据,即是否在1680-1705cm-1范围内含有特征峰,如含有此特征峰则可判断该胶样为云石胶,不含有该特征峰就可能是环氧干挂石材(词条“干挂石材”由行业大百科提供)胶。
4. 结语
1)幕墙用胶粘剂与密封胶对幕墙的安全、美观、气密、水密等性能有着重要的影响,选择与使用一定要慎重和仔细,不同场合需选择适合的胶粘剂与密封胶,并且严格按照施工工艺操作。如果使用混淆,可能造成严重的安全事故。
2)填充矿物油的密封胶严重影响其耐久性、耐候性、粘接性等关键性能,应坚决拒绝使用填充了矿物油的“充油胶”,保证幕墙的美观与安全性。
3)密封胶是否填充了矿物油可以通过《硅酮结构密封胶中烷烃增塑剂检测方法》GB/T 31851-2015标准规定的方法来进行检测,也可以通过简单的塑料薄膜法来进行判断,将胶涂抹在农用塑料薄膜上,观察其固化后是否保持平整,如果不平整就说明胶中填充了矿物油。
4)中空玻璃二道密封胶是聚硫胶还是硅酮胶可以采用燃烧的方法来区分,如果燃烧时有硫元素燃烧的味道(类似火柴燃烧的味道)则该密封胶为聚硫密封胶,而燃烧时没有硫元素火柴燃烧的味道则该密封胶为硅酮密封胶。
5)环氧胶与云石胶的区分可以采用红外光谱的方法,观察其在1680-1705cm-1范围内是否有特征吸收峰,如含有此特征峰则可判断该胶样为云石胶。
参考文献
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