硅酮结构密封胶耐久稳定性及玻璃幕墙质量控制措施

 玻璃幕墙因其美观、节能、易维护等诸多优点而得到广泛应用。玻璃幕墙是以密封胶粘粘结密封的玻璃幕墙单元件为基础装配组合的结构外墙，玻璃单元是依靠硅酮结构密封胶与金属框架弹性联接在一起，结构密封胶起结构粘结作用，传递并承担主体结构的应力，因此硅酮结构胶的耐久稳定性直接关系幕墙安全。一旦结构胶粘结失效，就会导致整个幕墙系统的失效，甚至产生透气漏水、玻璃脱落等事故的发生，造成极其不良的社会影响。随着玻璃幕墙工程的日益增多，因结构胶带来的玻璃幕墙工程质量的问题也愈发突出，我们来从硅酮结构密封胶的角度出发，分析玻璃幕墙典型质量问题，通过阐述建工行业新标准《建筑幕墙用硅酮结构密封胶产品》(以下简称“新标准”)设置的产品质量控制项目要求，提出相应玻璃幕墙质量控制措施。

　　1.玻璃幕墙工程质量问题

　　1.1建筑幕墙的维修和使用寿命问题

　   《玻璃幕墙工程技术规范》中明确指出，玻璃幕墙的设计使用年限一般不低于25年，硅酮结构密封胶作为其主要构成材料之一，且起着十分关键的作用，使用寿命应至少25年。但是，目前国内市场所售硅酮结构密封胶均按照国家标准GB 16776-2005《建筑用硅酮结构密封胶》进行检测，控制产品质量，生产厂家依据该标准一般只能提供10年的质量保证，显然不能满足玻璃幕墙设计使用年限的要求。因此，结构胶作为构成玻璃幕墙的关键材料，成为了其中的“短板”，即结构胶的使用寿命决定了幕墙的使用年限。此外，一旦结构胶使用年限超过10年，就需要对幕墙进行维修和改建，对于现今越来越多的高层和超高层建筑幕墙，维修就会特别复杂，费用也会非常高，据相关技术人员统计，若想在100米的高空中去更换一块玻璃，费用高达数十万。建工行业已经借鉴国际标准编制了新标准《建筑幕墙用硅酮结构密封胶》，于2014年12月通过审核，该标准对建筑幕墙用硅酮结构密封胶产品明确提出最低25年使用寿命的要求，以保建筑幕墙工程质量稳定性及安全性。最低25年的使用寿命与 102《玻璃幕墙工程技术规范》中对玻璃幕墙的设计使用年限的要求相匹配，解决了玻璃幕墙使用一段时间后因结构胶老化而导致的维修改建等问题。

　　1.2复杂受力对结构胶老化的影响

　　玻璃幕墙造型愈发新颖独特，且越来越高，新设计形式的高层建筑不断涌现也对结构密封胶的性能提出了更高的要求。结构密封胶应用于玻璃幕墙的过程中，承受多种复杂的外力：(1)水平正反方向的风荷载;(2)垂直方向的剪切力;(3)因结构胶缺陷易造成应力集中而导致的撕裂力;(4)循环风荷载、震动等动态荷载造成的机械疲劳应力;(5)长期玻璃自重荷载导致结构胶产生蠕变的应力。这些复杂外力使结构密封胶长期处于肉眼无法观测到的动态变形状态，加速结构密封胶的老化。

　　1.3密封胶产品质量问题

　　国内密封胶市场混乱，市场竞争逐渐激化，一些密封胶企业为追逐暴利，不顾及社会责任，采用不正当的竞争手段，以牺牲产品质量为代价，制造超低价格的产品。甚至不惜以高填充、选用劣质原料等坑害用户的手段，降低产品价格，更甚者以伪劣产品假冒**，扰乱了市场并严重危害行业的健康发展。主要表现有以下几个方面：

   　(1)密封胶中填充白油、裂解硅油等劣质增塑剂。

　　白油是石油润滑油馏分高压加氢精制而成的无色、无味白色油状长链烷烃，沸点低且易挥发，微量使用可以改善密封胶的表面光泽。密封胶中填充了白油，不仅使密封胶的成本大大降低，同时使密封胶的外观、挤出性能有很大改善，用户使用过程中暂时不能发现质量问题。随着时间的推移，密封胶中白油逐渐挥发，致使密封胶自身变硬、变脆，甚至出现开裂现象;同时白油与丁基密封胶的极性相近，根据相似相溶原理，丁基密封胶遇到白油时，就会被其溶胀、溶解，造成中空玻璃流油、出雾、脱粘等现象。

　　(2) 密封胶自身耐老化能力差。部分厂家的密封胶初始时各项性能都能达到国家(行业)标准要求，经过一段时间的风吹、雨淋、日晒老化后，密封胶的各项性能有大幅度的衰减，密封胶会变硬、变脆，在建筑工程上使用后会出现严重的开裂、漏水问题。

　　(3)假冒**、以次充好。部分厂家及工程承建商为了追求高额利润，在制作工程的中间过程使用劣质密封胶仿冒**产品、以次充好，给幕墙工程造成严重的质量隐患。部分企业靠低价竞争铤而走险，最终结果是使建筑工程的质量严重下降，使玻璃幕墙成为城市上空的“不定时炸弹”变为现实，给人们的人身安全留下严重的隐患。

　　2.质量控制措施

　　针对以上问题，采用科学严格的产品标准要求是一项重要措施。需要科学设置相应的检测项目，尤其是关于硅酮结构密封胶老化性能的试验方法，进一步完善我国硅酮结构胶标准，实行强制政策提高行业准入制度，以提高硅酮结构密封胶的耐久稳定性，保证其拥有较长的使用寿命。

　　2.1环境因素对密封胶加速老化方面

　　新标准设置了水-紫外光照试验、盐雾环境试验、酸雾环境试验、幕墙清洁剂试验等检测项目，综合考虑各种环境因素对结构密封胶老化的影响。

　　水-紫外光照试验是结合紫外线辐照和暴露于水中的影响，测试密封胶的耐老化性能，水-紫外辐照试验的时间1008h，远高于国家标准(300h)，且对水质及紫外光强度提出了更高的要求。盐雾环境试验和酸雾环境试验分别利用人工模拟盐雾环境和酸雾环境条件来考核密封胶的耐老化性能。

　　2.2力学因素对密封胶加速老化方面

　　除国家标准规定的拉伸性能要求外，新标准增加设置了剪切、撕裂、机械疲劳、蠕变检测项目，全面考虑了结构密封胶在实际使用过程中所受到的各种复杂外力。

　　2.3密封胶产品的一致性鉴定方面

　　新标准增加设置了热重分析、红外光谱分析、密度、硬度等控制项目，保证产品的稳定性和**性。密度关系到密封胶的用量和配比，以及产品的一致性。硬度太大或太小也会对密封胶的使用产生一些不良影响，同时硬度大小也能反映出产品是否一致。热重分析可以定量分析密封胶中低沸点物质的含量，红外光谱可以定性地判断出物质的分子结构，确定物质组成。利用热重分析和红外光谱分析可以保证产品的一致性，杜绝假冒伪劣产品的应用，同时有效地判断硅酮密封胶中是否掺有劣质增塑剂(如白油等)。

　　针对满足新标准要求的产品及国内市场销售的普通产品，进行长期大气曝晒试验并定期抽样跟踪测试，对比分析其耐久性。持续跟踪30个月的测试。

       美国吉布森国际化工科技有限公司成立于1956年，公司总部位于美国密歇根州米德兰德市， 长期致力于开发有机硅的各种潜能。 作为商用硅酮产品开发的先驱，吉布森现已成长为硅基技术及创新领域的全球领导者，目前公司为全世界有着不同需求的20000家客户提供增强性能的解决方案。

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