玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠失效的原因說明

伴隨著玻璃幕墻使用量的增多及服役年限的增加，玻璃幕墻的質(zhì)量問題越來越突出，幕墻玻璃突發(fā)墜落事故時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。作為玻璃幕墻關(guān)鍵材料之一，因結(jié)構(gòu)膠的失效而導(dǎo)致幕墻玻璃墜落尤為突出。

對結(jié)構(gòu)膠老化后力學(xué)性能的判定方法

不同溫度條件下的拉伸粘結(jié)性、鹽霧環(huán)境后的拉伸粘結(jié)性、酸霧環(huán)境后的拉伸粘結(jié)性、水紫外線光照后的拉伸粘結(jié)性、撕裂性能、疲勞性能都是采用處理后的拉伸強度與初始條件的拉伸強度相比，要求比值（即性能保持率）≥0.75。該項要求旨在控制結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品的耐久性，即要求結(jié)構(gòu)膠在長期使用過程中經(jīng)受各種老化因素的影響，仍然能夠保持較好的性能，具有較長使用壽命。

玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠失效解析

玻璃幕墻在使用過程中，會經(jīng)常受到陣風(fēng)壓力的反復(fù)作用，陣風(fēng)壓力垂直作用于玻璃面板上，使得結(jié)構(gòu)膠反復(fù)受到拉、壓力作用，這種長期作用可造成結(jié)構(gòu)膠壽命大幅縮減，其粘接性能也逐漸下降，造成幕墻玻璃墜落。另一種情況，早期的玻璃幕墻開啟扇結(jié)構(gòu)設(shè)計往往只用結(jié)構(gòu)膠將玻璃粘接在開啟扇附框上，玻璃下面沒有任何額外托附或支撐件，由于開啟扇在使用過程中會收到開啟與關(guān)閉所帶來的振動作用，如此反復(fù)，結(jié)構(gòu)膠在用了一段時間后，就失去了粘接能力，導(dǎo)致玻璃整體墜落。

01施工、設(shè)計及選材不當(dāng)造成結(jié)構(gòu)膠失效

早期的玻璃幕墻沒有具體的施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，許多幕墻工程選用劣質(zhì)的結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)膠未進行相容實驗，施工時未有效進行粘接面的清洗，未按要求打膠，打膠寬度和厚度達不到設(shè)計要求，有的地方打膠不飽滿，存在空洞，甚至出現(xiàn)斷膠，設(shè)計時不合理的力學(xué)計算等。這些方面均嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)膠的服役質(zhì)量及壽命，從而使這一時期的玻璃幕墻在未達到使用年限，甚至剛建不久結(jié)構(gòu)膠就出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題，結(jié)構(gòu)膠服役壽命大打折扣。

02結(jié)構(gòu)膠老化失效

結(jié)構(gòu)膠老化是導(dǎo)致其失效的主要因素。結(jié)構(gòu)膠在使用過程中，要受到環(huán)境中的光、熱、氧（臭氧）各種介質(zhì)和微生物等多種因素的影響與作用，其粘接性能會逐漸下降，甚至造成幕墻玻璃整體脫落。特別是在潮濕、腐蝕介質(zhì)及陽光直射的等環(huán)境中更是如此。

結(jié)構(gòu)膠耐老化能力表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)膠的耐久性。結(jié)構(gòu)膠在各種實際使用環(huán)境中的耐久性包括長期耐久性、耐氣候性、熱穩(wěn)定性、疲勞強度和持久強度等。影響結(jié)構(gòu)膠耐久性主要包括環(huán)境、被粘接件品種、粘接表面預(yù)處理、溫度、外加應(yīng)力等。

03持久應(yīng)力作用下結(jié)構(gòu)膠蠕變失效

結(jié)構(gòu)膠屬于一種典型的力學(xué)非線性聚合物材料，目前工程結(jié)構(gòu)設(shè)計大多沒有考慮結(jié)構(gòu)膠的流變特性，結(jié)構(gòu)膠長期受玻璃自重作用，導(dǎo)致延遲失效事故時有發(fā)生。比如有的隱框玻璃幕墻玻璃或中空玻璃外片在新建不久后就出現(xiàn)整體墜落事故，而且在墜落前玻璃與支撐件之間出現(xiàn)明顯的錯位，結(jié)構(gòu)膠出現(xiàn)明顯的蠕變。

04環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)膠老化的影響

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠屬于高分子材料，在幕墻實際應(yīng)用過程中，不可避免要受到周圍環(huán)境因素的影響。如：雨水、紫外光照射、高溫、高濕、嚴(yán)寒以及沿海、鹽堿地帶鹽霧環(huán)境和因環(huán)境污染而產(chǎn)生的酸霧環(huán)境等因素都會加速密封膠的老化，使其在應(yīng)用過程中出現(xiàn)變色、起泡、裂紋甚至脆化、開裂、脫粘等現(xiàn)象使用壽命降低，嚴(yán)重影響幕墻工程安全。

05復(fù)雜受力對結(jié)構(gòu)膠老化的影響

玻璃幕墻造型愈發(fā)新穎獨特，且越來越高，新設(shè)計形式的高層建筑不斷涌現(xiàn)，也對結(jié)構(gòu)密封膠的性能提出了更高的要求。結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)用于玻璃幕墻的過程中，承受多種復(fù)雜的外力：（1）水平正反方向的風(fēng)荷載；（2）垂直方向的剪切力；（3）因結(jié)構(gòu)膠缺陷易造成應(yīng)力集中而導(dǎo)致的撕裂力；（4）循環(huán)風(fēng)荷載、震動等動態(tài)荷載造成的機械疲勞應(yīng)力；（5）長期玻璃自重荷載導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)生蠕變的應(yīng)力。這些復(fù)雜外力使結(jié)構(gòu)密封膠長期處于肉眼無法觀測到的動態(tài)變形狀態(tài)，加速結(jié)構(gòu)密封膠的老化。

06密封膠產(chǎn)品質(zhì)量問題

國內(nèi)密封膠市場混亂，市場競爭逐漸激化，所以不免存在一些以高填充、選用劣質(zhì)原料等方式降低產(chǎn)品價格，以偽劣產(chǎn)品假冒名牌的情況發(fā)生，這不僅擾亂著市場而且嚴(yán)重危害行業(yè)的健康發(fā)展。

主要表現(xiàn)有以下幾個方面：

（1）密封膠中填充白油、裂解硅油等劣質(zhì)增塑劑

白油是石油潤滑油餾分高壓加氫精制而成的無色、無味白色油狀長鏈烷烴，沸點低且易揮發(fā)，微量使用可以改善密封膠的表面光澤。密封膠中填充了白油，不僅使密封膠的成本大大降低，同時使密封膠的外觀、擠出性能有很大改善，用戶使用過程中暫時不能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。但是隨著時間的推移，密封膠中白油逐漸揮發(fā)，致使密封膠自身變硬、變脆，甚至出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時白油與丁基密封膠的極性相近，根據(jù)相似相溶原理，丁基密封膠遇到白油時，就會被其溶脹、溶解，造成中空玻璃流油、出霧、脫粘等現(xiàn)象。

裂解硅油是回收已固化過的硅酮密封膠經(jīng)高溫裂解提取所得的硅油，其揮發(fā)份高，化學(xué)成份復(fù)雜，含有多種極性物質(zhì)，如果添加到硅酮結(jié)構(gòu)封膠中，不但與主體硅橡膠相容性不好、易揮發(fā)，使硅酮結(jié)構(gòu)密封膠變硬變脆，還會與丁基或型材發(fā)生不良反應(yīng)，導(dǎo)致密封膠脫粘失效，存在嚴(yán)重安全隱患。

（2） 密封膠自身耐老化能力差

如果密封膠初始時各項性能都未能達到（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)過一段時間的風(fēng)吹、雨淋、日曬老化后，密封膠的各項性能有大幅度的衰減，密封膠會變硬、變脆，在建筑工程上使用后會出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂、漏水問題。

（3）假冒名牌、以次充好

為了追求高額利潤，在制作工程的中間過程使用劣質(zhì)密封膠仿冒名牌產(chǎn)品、以次充好，給幕墻工程造成嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

結(jié)構(gòu)膠在建筑門窗幕墻工程中具有重要的作用，其耐久穩(wěn)定性直接關(guān)系到門窗幕墻的安全及中空玻璃的節(jié)能效果，我國“被動式建筑”的興起也對結(jié)構(gòu)膠的安全、節(jié)能等各方面性能提出更高要求，應(yīng)當(dāng)借鑒國際先進標(biāo)準(zhǔn)，完善我國硅酮結(jié)構(gòu)膠標(biāo)準(zhǔn)，實行強制政策提高行業(yè)準(zhǔn)入制度，以保證硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在使用中擁有較長的壽命。

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