針對目前已建或在建的隱框玻璃幕墻,廣泛采用的硅酮結構膠膠接這一新型施工技術,從理論層次和工程實際案例,對其技術成熟性、穩(wěn)定性、安全性進行論述。同時,結合工程實際經(jīng)驗,提出硅酮結構膠在施工中應注意的事項。隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,作為城市現(xiàn)代化及經(jīng)濟高速發(fā)展代表之一的高層建筑鱗次櫛比。由于玻璃幕墻能隔絕風雨,控制室內(nèi)冷、熱、光、聲,且外表新穎別致,晶瑩通透,充滿時代氣息,深受建筑師青睞,亦為人們所喜愛。據(jù)不完全統(tǒng)計,新建的高層建筑80%全部或局部采用會隱框玻璃幕墻、半隱框玻璃幕墻、明框玻璃幕墻或少量接駁式幕墻。到2001年底我國已使用各類建筑幕墻3500萬平方米,其中隱框幕墻約25萬平方米。但隱框玻璃幕墻的主要構成為成千上萬片鍍膜玻璃、鋼化玻璃、low-e鍍膜玻璃等依靠結構膠粘結在鋁合金框架上,當結構膠與玻璃或鋁材表面氧化膜結合產(chǎn)牢時,玻璃極易脫落,國內(nèi)曾連續(xù)發(fā)生過十幾起由于受溫差變化,刮大風或在自然條件下,玻璃剝落,致人傷亡事件。其中結構膠膠接質(zhì)量不合格占發(fā)生事故的絕大多數(shù),所以就結構膠的膠接原理及施工中應注意的問題作一闡述。
1、硅酮結構膠的性能硅酮結構圖膠的主要成分是二氧化硅,主要原料是硅油,硅酮結構密封膠的分子式:因為硅膠分子由硅氧原子組成主鍵,有機側基本上沒人雙鍵,所以尋紫外線和臭氧的作用都是穩(wěn)定的。例如1970年我國東方紅人造衛(wèi)星上太陽能電池板就是由硅酮結構膠膠接而成,在條件十分惡劣的太空環(huán)境中經(jīng)受住了時間的考驗,可見其優(yōu)良的抗紫外線性,抗老化性、耐候性和時效性。
2、硅酮結構圖膠膠縫膠接原理兩個表面依靠化學力、機械嵌合力或兩者兼有的力結合在一起。并能抵抗分離的這一現(xiàn)象稱為黏附。能使被黏附物借助黏附作用結合在一起的物質(zhì)稱為膠黏劑.用膠黏劑將被黏物與膠黏劑共同形成的現(xiàn)象,即包括界面現(xiàn)象也包括膠接部位的被黏物和黏劑層的幾何和力學特性。結構膠是指能傳遞較大靜、動荷載,并在使用環(huán)境中長期可靠工作的結構的膠接技術。結構膠通過膠黏劑對被黏物表面的潤濕使用,機械嵌合作用,主價鍵作用將被黏物緊密地結合在一起。成為一種穩(wěn)定的、長久有超靜定結構。
3、硅酮結構膠的固化不同種類的結構固化原理不同。單組分硅酮結構膠屬于水性固化物,即靠吸收空氣中有水蒸氣而固化。在相對濕度不低于60%,溫度不低于20度有環(huán)境中,21d達到使用強度要求,雙組分結構膠分為甲、乙兩部分,稱為膠基和固化劑。在施工使用前由各自的容器包裝,施工使用時將膠基和固化劑按一定比例混合后,整個膠開始發(fā)生交聯(lián)反應,不受濕度的影響而快速固化,固化時間為7d,達到使用強度要求。
4、膠縫的耐久性由于大型、超大型建筑物的設計使用年限多在50-100年,有些超過100年這就是要求外圍護結構的幕墻使用年限不小于建筑物使用年限。在解決了諸如預埋鐵件的防腐處理,鋁型材的抗疲勞強度,金屬構件的電化腐蝕,玻璃的耐久性及使用壽命成為設計和使用者所關注的重點。由于sio2中的硅氧鍵十分穩(wěn)定,從而在化學結構圖層次上決定了其優(yōu)良的耐久性。另外從工程實例及實物加強實驗中,其優(yōu)良有耐用消費品久性也得到了論證。其一,1970年5月竣工的美國奠基廣場穹形建筑,歷經(jīng)風雨30年,至今結構膠性能無明顯變化,此事件得到世界建筑領域的公認。其二,在衛(wèi)星上,太陽能電池板就是由硅酮結構圖膠粘結在衛(wèi)星殼體外表面金屬上,衛(wèi)星在軌道上運行,要承受在地球自然環(huán)境中從未出現(xiàn)過的惡劣條件,衛(wèi)星表面溫度在短時間表內(nèi)變化范圍為-180度--+120度,同時太空中紫外線強度為地球表面的數(shù)百倍。上述不利因素都未對硅酮結構膠的粘結性質(zhì)構成實質(zhì)損害及威脅。由此可見,硅酮結構膠是一種安全、經(jīng)濟、成熟的建筑結構連接方式。由于硅酮結構膠本身從原料性能、黏合機理、耐久性等多方面來看,都是一種穩(wěn)定的、牢固的、可靠的建筑結構性產(chǎn)品,硅酮結構膠的現(xiàn)場施工的膠接工藝成為制約建筑幕墻工程質(zhì)量的主要因素。
5、硅酮結構膠使用之前應確認的事項
5.1硅酮結構必須是由國家、國內(nèi)貿(mào)易部推薦使用產(chǎn)品未經(jīng)推薦使用的品牌、型號的產(chǎn)品不得使用。
5.2硅酮結構膠有生產(chǎn)廠家出具的粘結性、相容性和試驗性報告,以及物理耐用消費品用年限和保險年限的質(zhì)保書和國家認定的檢測部門出具的檢測報告,玻璃幕墻所用的結構膠在施工安裝前應嚴格檢查出廠日期,凡超過使用日期的結構膠,嚴禁在幕墻工程中使用。
6、施工的基本要求
6.1隱框幕墻必須在有圍護的車間內(nèi)加工。具有防火、防爆、防塵等措施。同時按有關規(guī)范每日進行硅酮結構膠的均勻性、凝固時間、固化程度等腰三角形檢測。6.2施工環(huán)境應在10-40度,相對濕度40%-80%的清潔條件下進行。施工人員必須熟悉結構膠施工工藝,掌握工程圖紙規(guī)定的粘結密封部位及配套材料狀況。6.3使用專用工具,單組分結構膠可用手動或氣動施膠槍擠出。雙組分結構膠則用專用的注膠混合設備進行注膠。
7、施工操作程度
7.1基材表面的清潔(1)膠接前表面處理有目的是清除基材表面在生產(chǎn)運輸過程中沾染油污、灰塵、表面損傷和疏松的自然氧化膜,使基材表面粗化,形成適合于機構嵌合作用的表面形態(tài),同時改進表面化學性能,提高在應力環(huán)境因素影響下的耐久性。(2)清潔溶劑通常為異丙醇、甲乙酮、二甲苯,清潔用布應為白色、潔凈、柔軟、不脫毛的棉布。(3)清潔基材表面采用“雙布擦拭”法進行,用溶劑浸潤一干凈,擦拭基材表面只能順一個方向進行央溶劑未揮發(fā)之前,立即用第二塊干燥面潔凈的布塊把基材表面上人溶劑擦去。(4)浸潤抹布放入容器中進行浸潤,否則干凈的溶劑將被污染,影響清潔效果。(5)每次只清洗1h內(nèi)完成粘結密封施工部分,不可將已清潔完成的基材表面暴露在空氣中時間過長。
7.2結構膠打注(1)雙組分硅酮結構膠在使用前按規(guī)定比例均勻混合,在每天開泵注膠之前對混合均勻性用蝴蝶試驗法測試,方法見gb16776-1997《建筑工地用硅酮結構膠》。的使用中每一天都必須進行一次拉斷時間測試,并填寫記錄。(2)注膠時槍嘴應均勻連續(xù)適度移動,確保接口內(nèi)充滿結構膠,防止移動過快或往復而產(chǎn)生氣泡或空穴。(3)注膠完成后,應及時用刮刀將接口外多出的結構膠向內(nèi)壓實,使結構膠與接口側邊相接觸,以助于減少內(nèi)部氣泡和空穴,并保證結構膠與被粘表面的充分接觸,最后沿同一主各將接口表面刮平整。(4)構件注膠完成,應水平搬放至固化存放區(qū)進行養(yǎng)護,在搬放過程中不允許鋁框秘玻璃產(chǎn)生絲毫的位移。
7.3施工質(zhì)量控制(1)構件安裝前,逐塊對已制好的結構單元的外觀進行檢查,結構膠應充滿被固化部位,應無氣泡或空穴,否則應在氣泡或空穴處切開,及時重新補實結構膠。(2)在幕墻單元件制作過程中,必須進行了隨批剝離粘結性試驗,如果粘結破壞面積大于5%,應立即停止新的單元件制作,及時進行整改,同時將該批單元件產(chǎn)品作為重點進行切膠剝離粘結性試驗,若不合格,則返工重新制作。(3)對生產(chǎn)的幕墻單元件應逐批進行交付檢驗,并有完整的操作及試驗記錄,檢驗合格后,填寫質(zhì)量檢驗報告。在嚴格執(zhí)行國家玻璃幕墻的各項規(guī)范要求的前提下,施工人員注意上述所論述的各個關鍵過程,設計、制作、安裝,讓一座座新穎、別致的幕墻建筑物為我們的城市增光添彩。