前言
建筑幕墻是由支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成、可相對(duì)主體結(jié)構(gòu)（詞條“主體結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）有一定位移能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu)[1]，它賦予建筑的最大特點(diǎn)是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)。
密封膠作為幕墻必不可少的材料，對(duì)幕墻的安全性起著非常重要的作用。幕墻板片會(huì)受到溫度變化、主體結(jié)構(gòu)變形（詞條“變形”由行業(yè)大百科提供）等影響而產(chǎn)生位移，導(dǎo)致接縫寬度也會(huì)隨之變化，這就要求密封膠具有較好的承受接縫位移的能力，在長(zhǎng)期承受接縫寬度變化的情況下仍能保持良好的粘結(jié)密封效果。由于硅酮密封膠具有優(yōu)異的耐氣候老化和耐高低溫性能，良好的粘結(jié)性;幕墻板片間接縫的防水密封主要采用硅酮耐候密封膠。
隨著幕墻的大面積使用，密封膠失效的問題層出不窮(如圖1)。密封膠失效帶來(lái)的直接危害是幕墻漏水，腐蝕幕墻錨固件、影響建筑的整體安全性，造成建筑物內(nèi)飾的破壞，同時(shí)密封膠失效后期的返修成本較高，大大地增加了建筑的能耗。
圖1 耐候密封膠（詞條“耐候密封膠”由行業(yè)大百科提供）密封失效案例
密封膠失效的原因有很多，如接縫設(shè)計(jì)不合理、密封膠選擇不當(dāng)、粘結(jié)不良、粘結(jié)形態(tài)不合理、施工操作不當(dāng)?shù)鹊取Ｄ粔Π迤慕涌p為移動(dòng)性接口，密封膠的粘結(jié)形態(tài)對(duì)膠體本身的位移能力有較大的影響。粘結(jié)形態(tài)不合理，當(dāng)三面粘結(jié)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，密封膠可承受的位移量會(huì)受到較大的限制，密封膠容易被撕裂導(dǎo)致膠體開裂，進(jìn)而失去密封和防水作用。因此，硅酮耐候密封膠在接縫內(nèi)應(yīng)采用兩面粘結(jié)，避免三面粘結(jié)[1]。
三面粘結(jié)是指在接縫中填充密封膠時(shí)，與接縫兩側(cè)面和底面均粘結(jié)的方式，常用于非移動(dòng)接縫，如圖2(a);兩面粘結(jié)是只與接縫兩側(cè)面粘結(jié)而不與接縫底面粘結(jié)的方式，使密封膠能自由地承受接縫的位移，如圖2(b)[2]。
圖2 三面粘結(jié)(a)和兩面粘結(jié)(b)示意圖
本文主要從定伸粘結(jié)性、粘結(jié)破壞面積、拉伸（詞條“拉伸”由行業(yè)大百科提供）粘結(jié)強(qiáng)度、拉伸模量、最大拉伸強(qiáng)度（詞條“拉伸強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）時(shí)伸長(zhǎng)率五個(gè)方面考察粘結(jié)形態(tài)對(duì)硅酮耐候密封膠性能的影響。
1、實(shí)驗(yàn)
1.1 主要原料及儀器
硅酮耐候密封膠：自產(chǎn)及市售共4種;浮法白玻：50mm×50mm×6mm，成都亮生玻璃制品有限公司;陽(yáng)極氧化鋁片：50mm×12mm×2mm，成都陽(yáng)光鋁制品有限公司。
表1 硅酮耐候密封膠樣品基本信息
電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)：AGS-J，精度1.0級(jí)，島津儀器(蘇州)有限公司。
1.2 試件制備及養(yǎng)護(hù)
試件的形狀、尺寸、制備按GB/T 14683-2017要求進(jìn)行[3]，分別制備兩面粘結(jié)和三面粘結(jié)的試件(如圖3)，密封膠的尺寸為50mm×12mm×12mm(模擬接縫寬厚比為1:1的硅酮耐候密封膠接縫)，三面粘結(jié)試件制備時(shí)在隔離墊塊組裝腔內(nèi)一側(cè)加陽(yáng)極氧化鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）片。制備好的試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件[溫度(23±2)℃，相對(duì)濕度(50±5)%]下養(yǎng)護(hù)28d。
圖3 三面粘結(jié)(a)和兩面粘結(jié)(b)試件
1.3 性能測(cè)試
定伸粘結(jié)性按GB/T 13477.10-2017[4]測(cè)試;拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率、粘結(jié)破壞面積按GB 16776-2005[5]測(cè)試;拉伸模量（詞條“模量”由行業(yè)大百科提供）按GB/T 13477.8-2017[6]測(cè)試。
2 結(jié)果與討論
2.1 粘結(jié)形態(tài)對(duì)定伸粘結(jié)性、粘結(jié)破壞面積的影響
幕墻板片間使用硅酮耐候密封膠主要是進(jìn)行防水密封，需要考慮的第一要素就是密封膠對(duì)基材的粘結(jié)性。首先就粘結(jié)形態(tài)對(duì)不同位移能力樣品的定伸粘結(jié)性、粘結(jié)破壞面積的影響進(jìn)行了測(cè)試。
表2 定伸粘結(jié)性、粘結(jié)破壞面積的測(cè)試結(jié)果
由表2可見，對(duì)比兩面粘結(jié)，三面粘結(jié)對(duì)定伸粘結(jié)性的影響非常大，兩面粘結(jié)定伸無(wú)破壞的硅酮耐候密封膠在三面粘結(jié)時(shí)均出現(xiàn)了不同程度的破壞(開裂)，破壞都在第三面鋁片與上下玻璃片的交界部位(如圖4)。結(jié)果表明密封膠在三面粘結(jié)時(shí)相比兩面粘結(jié)更容易發(fā)生破壞，說(shuō)明幕墻板片接縫密封如果采用了三面粘結(jié)，更容易導(dǎo)致防水密封失效。
圖4 三面粘結(jié)在100%定伸粘結(jié)性破壞示意圖
試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種粘結(jié)形態(tài)的粘結(jié)破壞面積基本沒有差異性。對(duì)比兩面粘結(jié)，三面粘結(jié)不會(huì)造成硅酮耐候密封膠與基材粘結(jié)破壞面積增大，即三面粘結(jié)對(duì)硅酮耐候密封膠與基材的粘結(jié)性不會(huì)造成影響。
2.2 粘結(jié)形態(tài)對(duì)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響
使用硅酮耐候密封膠對(duì)幕墻板片進(jìn)行防水密封時(shí)，密封膠對(duì)基材的粘結(jié)性雖是考慮的第一要素，但密封膠與基材的粘結(jié)力也非常重要，因此考察了粘結(jié)形態(tài)對(duì)不同位移能力樣品拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響。
表3 拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果
圖5 粘結(jié)形態(tài)對(duì)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響
由表3和圖5可見，對(duì)比兩面粘結(jié)，三面粘結(jié)會(huì)造成硅酮耐候密封膠拉伸粘結(jié)強(qiáng)度降低，降幅25%以上。說(shuō)明，在幕墻板片受外力作用拉伸時(shí)，三面粘結(jié)的硅酮耐候密封膠更容易被撕裂。
2.3 粘結(jié)形態(tài)對(duì)拉伸模量的影響
拉伸模量是指密封膠在給定伸長(zhǎng)率下的拉伸應(yīng)力與相對(duì)伸長(zhǎng)之比[2]，分為高模量(HM)、低模量(LM)兩個(gè)次級(jí)別。使用硅酮耐候密封膠對(duì)幕墻板片進(jìn)行防水密封時(shí)，需根據(jù)不同使用部位選擇高模量或低模量的產(chǎn)品，因此考察了粘結(jié)形態(tài)對(duì)不同位移能力樣品拉伸模量的影響。
表4 拉伸模量的測(cè)試結(jié)果
圖6 粘結(jié)形態(tài)對(duì)拉伸模量的影響
由表4和圖6可見，高模量和低模量密封膠在不同粘結(jié)形態(tài)時(shí)呈現(xiàn)出不一樣的試驗(yàn)結(jié)果。兩面粘結(jié)和三面粘結(jié)對(duì)高模量的硅酮耐候密封膠在100%拉伸時(shí)的模量數(shù)值沒有影響。但低模量的硅酮耐候密封膠，三面粘結(jié)在100%拉伸時(shí)的模量數(shù)值會(huì)提升約25%左右;三面粘結(jié)會(huì)使原本低模量的硅酮耐候密封膠變成高模量的硅酮耐候密封膠。
2.4 粘結(jié)形態(tài)對(duì)最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率的影響
最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率表征的是密封膠在其拉伸應(yīng)力(拉伸粘結(jié)強(qiáng)度)達(dá)到最大值時(shí)的位移量，當(dāng)超過這個(gè)位移量，密封膠開始逐漸破壞，此項(xiàng)目對(duì)硅酮耐候密封膠選型具有一定的指導(dǎo)意義，因此考察了粘結(jié)形態(tài)對(duì)不同位移能力樣品最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率的影響。
表5 最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率的測(cè)試結(jié)果
圖7 粘結(jié)形態(tài)對(duì)最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率的影響
由表5和圖7可見，對(duì)比兩面粘結(jié)，三面粘結(jié)會(huì)造成硅酮耐候密封膠最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率降低，降幅在15%以上，這是因?yàn)楫?dāng)三面粘結(jié)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，硅酮耐候密封膠的位移能力受到了限制。
3 結(jié)論
本文主要測(cè)試了硅酮耐候密封膠接口寬厚比1:1時(shí)粘結(jié)形態(tài)對(duì)其定伸粘結(jié)性、粘結(jié)破壞面積、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、拉伸模量、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率的影響。可以看出，三面粘結(jié)容易造成第三面部位出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度衰減超過25%、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率衰減超過15%、低模量密封膠拉伸模量提升約25%。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，硅酮耐候密封膠接口的寬厚比在2:1時(shí)，三面粘結(jié)會(huì)使硅酮耐候密封膠的位移能力出現(xiàn)更大的衰減變化。
三面粘結(jié)對(duì)硅酮耐候密封膠的性能影響非常大，會(huì)使位移能力原本滿足或超出使用要求的硅酮耐候密封膠變得不再滿足要求，出現(xiàn)不同程度的開裂，從而失去密封和防滲漏作用。因此在幕墻板片間設(shè)計(jì)施工時(shí)，一定要避免三面粘結(jié)，采用PE泡沫棒或防粘膠帶能夠有效避免三面粘結(jié)。對(duì)于較深的接口應(yīng)采用PE泡沫棒填充，控制密封膠厚度同時(shí)隔離底部;對(duì)于較淺的接縫，應(yīng)采用防粘膠帶將密封膠與底部隔離。
參考文獻(xiàn)
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