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結(jié)構(gòu)膠性能和使用壽命分析
來源:
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作者:成景科技
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發(fā)布時間: 2020-08-04
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1、結(jié)構(gòu)膠是影響幕墻壽命的控制性材料
1.1硅酮結(jié)構(gòu)膠的性能對于建筑耐久性的作用
硅酮結(jié)構(gòu)膠的性能和壽命是行業(yè)內(nèi)被長期關(guān)注的一個話題，生產(chǎn)廠家、施工單位、直接用戶以及設(shè)計(jì)人員都很關(guān)注。小小的膠條就像縫衣線，對建筑固件進(jìn)行彈性的連接，并且還要承受相應(yīng)的作用力。像縫衣線一樣，這種材料的用量和所占成本并不大，但起到的 作用非常關(guān)鍵。由于建筑的大部分主體材料都是無機(jī)的，所以這些主體材料的耐久性一般是有保障的。但是硅酮結(jié)構(gòu)膠屬于有機(jī)材料，耐久性不如無機(jī)材料，所以硅酮結(jié)構(gòu)膠應(yīng)該是影響幕墻建筑使用壽命和結(jié)構(gòu)安全的控制性、制約性材料。
1.2硅酮膠的優(yōu)劣勢對比分析
硅酮膠既含有有機(jī)的基團(tuán)又含有無機(jī)的Si—O結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使他兼?zhèn)錈o機(jī)和有機(jī)材料的性能，尤其表現(xiàn)在有優(yōu)異的耐紫外、耐熱和耐老化的性能，所以是建筑幕墻能接受歷史檢驗(yàn)的首選材料，在國外已有40多年的應(yīng)用歷史，在中國有30年。
但是硅酮結(jié)構(gòu)膠在耐酸堿性、耐水解以及化學(xué)惰性等方面比不上C—C高分子化合物。所以在有酸堿、金屬催化劑等物質(zhì)作用下，同時有水汽的情況下(特別硅這種產(chǎn)品的水汽透過率很高)，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生老化及性能衰退。
1.3結(jié)構(gòu)膠粘接性能分析
結(jié)構(gòu)膠的粘接性能測評涉及到兩個重要指標(biāo)——粘接破壞面積和粘接強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)膠的粘接力和粘接持久性要有足夠的保證。不粘接有一些典型表現(xiàn)，如果膠條用不太大力一拉就剝離下來，而且剝離面顯得很光滑，沒有多少殘留膠塊，更多情況是拉的強(qiáng)度也夠，但是粘接破壞面積會超標(biāo)。如何解決粘接問題，并不存在萬能的膠，目前行業(yè)的現(xiàn)狀是這樣：標(biāo)準(zhǔn)的材料比如玻璃，粘接性能非常好，標(biāo)準(zhǔn)的陽極氧化鋁的型材（粘接也是有保證。但是對于新型的各種表面處理的材料，粘接條件就無法保證完全穩(wěn)定。所以目前通用辦法是在粘接面上有針對性打一些底涂，底涂是被長時間證明很有用的一種解決辦法，而且底涂的另一個好處是在界面上改善粘接狀況，避免了在整個膠體中添加過多的有害物質(zhì)。在新型材料的選用上要兼顧外觀與安全，特別是安全方面，施工單位要充分理解和配合，表面要清洗，施工要養(yǎng)護(hù)。
1.4結(jié)構(gòu)膠老化表現(xiàn)概述
這里涉及到一個關(guān)鍵詞：化學(xué)老化，物理老化是一個方面，化學(xué)老化更加核心。老化的表現(xiàn)主要是粘接力和拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性恢復(fù)率等性能的明顯變差，嚴(yán)重時膠體會變得很硬，失去彈性。老化的表現(xiàn)也有初期和長期，高分子在初期的老化降解過程中首先是核心的交聯(lián)點(diǎn)發(fā)生降解，這樣膠的交聯(lián)密度下降了，強(qiáng)度下降了，但高分子基本的鏈還在，所以雖然它的伸長率增加了，但是回彈率下降了，老化已經(jīng)開始了。但如果深度老化，高分子已經(jīng)慢慢分解了，甚至揮發(fā)掉，剩下更多的是填料，所以彈性很差就會粉化、硬化。我國對于既有幕墻的跟蹤和檢測已經(jīng)提上了行業(yè)的議事日程。
2、結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)性研究
2.1硅酮結(jié)構(gòu)膠在我國的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于硅酮結(jié)構(gòu)膠我們國內(nèi)目前有強(qiáng)制性的國標(biāo)，近幾年談?wù)撦^多的也有歐標(biāo)。中國國標(biāo)施行近15年，為行業(yè)的發(fā)展起到不可替代的作用。但現(xiàn)在看來跟歐標(biāo)相比國標(biāo)還有差距。差距主要表現(xiàn)在我國國標(biāo)主要用于測量標(biāo)準(zhǔn)條件下新鮮膠的性能，而膠老化后觀測的量和度都不夠。對比來看歐標(biāo)在這方面做的更好，老化試驗(yàn)以后再看膠的相對性能能保持多少，并且要求相對性能的保持率不低于75%。這就涉及到膠的短期與長期、靜態(tài)與動態(tài)、絕對值與相對值的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了均衡穩(wěn)定和長期的動態(tài)性能的保持。
2.2我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)與歐標(biāo)的對比研究
歐標(biāo)的某些檢測項(xiàng)目要求比國標(biāo)高，比如水紫外要照射1000多小時，照射的時間和強(qiáng)度都是國標(biāo)的2——3倍?？梢钥吹綒W標(biāo)非常關(guān)注老化和壽命，關(guān)注使用過程中的長期性能能不能夠保持。而對于國標(biāo)就如我國高考，在入學(xué)考核時非常嚴(yán)苛，但是小孩以后的發(fā)展怎樣不能肯定，歐標(biāo)看的更長遠(yuǎn)。
但是歐標(biāo)并不是單一的比國標(biāo)更嚴(yán)格，而是更科學(xué)。例如國標(biāo)還有一個標(biāo)準(zhǔn)比歐標(biāo)更嚴(yán)格，就是粘接的破壞面積不能大于5%，歐洲標(biāo)準(zhǔn)是10%。本人認(rèn)為5%不很科學(xué)，因?yàn)檫@是對絕對強(qiáng)度的規(guī)定，沒有考慮到粘接條件和環(huán)境。高分子材料（實(shí)際上是一個改善的過程，前期要求如此嚴(yán)格可能引起不良影響。
3、結(jié)構(gòu)膠壽命現(xiàn)狀闡釋
3.1結(jié)構(gòu)膠性能壽命的現(xiàn)狀
對于結(jié)構(gòu)膠壽命的研究，是涉及到建筑安全的一個關(guān)鍵概念。幕墻壽命按一百年計(jì)算，結(jié)構(gòu)膠的壽命是十五年還是二十五年維修的次數(shù)和成本大不一樣。按目前行業(yè)宣傳，如果通過歐標(biāo)壽命可以達(dá)到二十五年，國標(biāo)是十到十五年。根據(jù)我們對壽命影響因素的理解，要解決這個問題，配方是關(guān)鍵，要尊重結(jié)構(gòu)膠的化學(xué)規(guī)律，幕墻公司對短期的施工要求不能過分遷就。國內(nèi)和國外的結(jié)構(gòu)膠都面臨同樣的問題，高層幕墻用國產(chǎn)膠的比例還不是很高，國內(nèi)跟國外比有差距，在研究歷史和細(xì)節(jié)方面的程度都不一樣，但面臨的老化問題一樣。幕墻公司都希望結(jié)構(gòu)膠固化越快越好，膠廠為了迎合客戶，就只能在膠體中多加催化劑，但是大家要知道，加速膠體快速固化的催化劑也能加速膠體快速分解，他是雙刃劍。我國目前也是幕墻大國，所以安全和穩(wěn)妥也是一個重大議題。
希望整個行業(yè)能健康理性的發(fā)展，在沒有確鑿的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐檢驗(yàn)的情況下，對結(jié)構(gòu)膠壽命的宣傳要慎重，目前對于50年的說法不太妥當(dāng)，25年是結(jié)合歐標(biāo)來說的，但實(shí)際上歐標(biāo)我國還沒有正式推行。因此雖然說幕墻有五十年歷史，但并不代表他的結(jié)構(gòu)性能還像以前那么好。希望行業(yè)能夠了解國標(biāo)的現(xiàn)實(shí)，同時也對結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品保持信心。
3.2延長結(jié)構(gòu)膠壽命的方法
我國結(jié)構(gòu)膠要達(dá)到世界水平，能讓大家放心使用，離不開膠廠的努力，國家標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)規(guī)范，行業(yè)協(xié)會的引導(dǎo)和管理，以及上下游行業(yè)的理解支持和配合。單從廠家來說要切實(shí)從配方和檢測這兩大方面深入的去改進(jìn)。從過去來看結(jié)構(gòu)膠行業(yè)還是承受了很大的壓力，從未來來看我國幕墻行業(yè)還是處在發(fā)展階段。結(jié)構(gòu)膠的表現(xiàn)不應(yīng)該是短跑而應(yīng)該是馬拉松。
1.1硅酮結(jié)構(gòu)膠的性能對于建筑耐久性的作用
硅酮結(jié)構(gòu)膠的性能和壽命是行業(yè)內(nèi)被長期關(guān)注的一個話題，生產(chǎn)廠家、施工單位、直接用戶以及設(shè)計(jì)人員都很關(guān)注。小小的膠條就像縫衣線，對建筑固件進(jìn)行彈性的連接，并且還要承受相應(yīng)的作用力。像縫衣線一樣，這種材料的用量和所占成本并不大，但起到的 作用非常關(guān)鍵。由于建筑的大部分主體材料都是無機(jī)的，所以這些主體材料的耐久性一般是有保障的。但是硅酮結(jié)構(gòu)膠屬于有機(jī)材料，耐久性不如無機(jī)材料，所以硅酮結(jié)構(gòu)膠應(yīng)該是影響幕墻建筑使用壽命和結(jié)構(gòu)安全的控制性、制約性材料。
1.2硅酮膠的優(yōu)劣勢對比分析
硅酮膠既含有有機(jī)的基團(tuán)又含有無機(jī)的Si—O結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使他兼?zhèn)錈o機(jī)和有機(jī)材料的性能，尤其表現(xiàn)在有優(yōu)異的耐紫外、耐熱和耐老化的性能，所以是建筑幕墻能接受歷史檢驗(yàn)的首選材料，在國外已有40多年的應(yīng)用歷史，在中國有30年。
但是硅酮結(jié)構(gòu)膠在耐酸堿性、耐水解以及化學(xué)惰性等方面比不上C—C高分子化合物。所以在有酸堿、金屬催化劑等物質(zhì)作用下，同時有水汽的情況下(特別硅這種產(chǎn)品的水汽透過率很高)，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生老化及性能衰退。
1.3結(jié)構(gòu)膠粘接性能分析
結(jié)構(gòu)膠的粘接性能測評涉及到兩個重要指標(biāo)——粘接破壞面積和粘接強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)膠的粘接力和粘接持久性要有足夠的保證。不粘接有一些典型表現(xiàn)，如果膠條用不太大力一拉就剝離下來，而且剝離面顯得很光滑，沒有多少殘留膠塊，更多情況是拉的強(qiáng)度也夠，但是粘接破壞面積會超標(biāo)。如何解決粘接問題，并不存在萬能的膠，目前行業(yè)的現(xiàn)狀是這樣：標(biāo)準(zhǔn)的材料比如玻璃，粘接性能非常好，標(biāo)準(zhǔn)的陽極氧化鋁的型材（粘接也是有保證。但是對于新型的各種表面處理的材料，粘接條件就無法保證完全穩(wěn)定。所以目前通用辦法是在粘接面上有針對性打一些底涂，底涂是被長時間證明很有用的一種解決辦法，而且底涂的另一個好處是在界面上改善粘接狀況，避免了在整個膠體中添加過多的有害物質(zhì)。在新型材料的選用上要兼顧外觀與安全，特別是安全方面，施工單位要充分理解和配合，表面要清洗，施工要養(yǎng)護(hù)。
1.4結(jié)構(gòu)膠老化表現(xiàn)概述
這里涉及到一個關(guān)鍵詞：化學(xué)老化，物理老化是一個方面，化學(xué)老化更加核心。老化的表現(xiàn)主要是粘接力和拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性恢復(fù)率等性能的明顯變差，嚴(yán)重時膠體會變得很硬，失去彈性。老化的表現(xiàn)也有初期和長期，高分子在初期的老化降解過程中首先是核心的交聯(lián)點(diǎn)發(fā)生降解，這樣膠的交聯(lián)密度下降了，強(qiáng)度下降了，但高分子基本的鏈還在，所以雖然它的伸長率增加了，但是回彈率下降了，老化已經(jīng)開始了。但如果深度老化，高分子已經(jīng)慢慢分解了，甚至揮發(fā)掉，剩下更多的是填料，所以彈性很差就會粉化、硬化。我國對于既有幕墻的跟蹤和檢測已經(jīng)提上了行業(yè)的議事日程。
2、結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)性研究
2.1硅酮結(jié)構(gòu)膠在我國的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于硅酮結(jié)構(gòu)膠我們國內(nèi)目前有強(qiáng)制性的國標(biāo)，近幾年談?wù)撦^多的也有歐標(biāo)。中國國標(biāo)施行近15年，為行業(yè)的發(fā)展起到不可替代的作用。但現(xiàn)在看來跟歐標(biāo)相比國標(biāo)還有差距。差距主要表現(xiàn)在我國國標(biāo)主要用于測量標(biāo)準(zhǔn)條件下新鮮膠的性能，而膠老化后觀測的量和度都不夠。對比來看歐標(biāo)在這方面做的更好，老化試驗(yàn)以后再看膠的相對性能能保持多少，并且要求相對性能的保持率不低于75%。這就涉及到膠的短期與長期、靜態(tài)與動態(tài)、絕對值與相對值的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了均衡穩(wěn)定和長期的動態(tài)性能的保持。
2.2我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)與歐標(biāo)的對比研究
歐標(biāo)的某些檢測項(xiàng)目要求比國標(biāo)高，比如水紫外要照射1000多小時，照射的時間和強(qiáng)度都是國標(biāo)的2——3倍?？梢钥吹綒W標(biāo)非常關(guān)注老化和壽命，關(guān)注使用過程中的長期性能能不能夠保持。而對于國標(biāo)就如我國高考，在入學(xué)考核時非常嚴(yán)苛，但是小孩以后的發(fā)展怎樣不能肯定，歐標(biāo)看的更長遠(yuǎn)。
但是歐標(biāo)并不是單一的比國標(biāo)更嚴(yán)格，而是更科學(xué)。例如國標(biāo)還有一個標(biāo)準(zhǔn)比歐標(biāo)更嚴(yán)格，就是粘接的破壞面積不能大于5%，歐洲標(biāo)準(zhǔn)是10%。本人認(rèn)為5%不很科學(xué)，因?yàn)檫@是對絕對強(qiáng)度的規(guī)定，沒有考慮到粘接條件和環(huán)境。高分子材料（實(shí)際上是一個改善的過程，前期要求如此嚴(yán)格可能引起不良影響。
3、結(jié)構(gòu)膠壽命現(xiàn)狀闡釋
3.1結(jié)構(gòu)膠性能壽命的現(xiàn)狀
對于結(jié)構(gòu)膠壽命的研究，是涉及到建筑安全的一個關(guān)鍵概念。幕墻壽命按一百年計(jì)算，結(jié)構(gòu)膠的壽命是十五年還是二十五年維修的次數(shù)和成本大不一樣。按目前行業(yè)宣傳，如果通過歐標(biāo)壽命可以達(dá)到二十五年，國標(biāo)是十到十五年。根據(jù)我們對壽命影響因素的理解，要解決這個問題，配方是關(guān)鍵，要尊重結(jié)構(gòu)膠的化學(xué)規(guī)律，幕墻公司對短期的施工要求不能過分遷就。國內(nèi)和國外的結(jié)構(gòu)膠都面臨同樣的問題，高層幕墻用國產(chǎn)膠的比例還不是很高，國內(nèi)跟國外比有差距，在研究歷史和細(xì)節(jié)方面的程度都不一樣，但面臨的老化問題一樣。幕墻公司都希望結(jié)構(gòu)膠固化越快越好，膠廠為了迎合客戶，就只能在膠體中多加催化劑，但是大家要知道，加速膠體快速固化的催化劑也能加速膠體快速分解，他是雙刃劍。我國目前也是幕墻大國，所以安全和穩(wěn)妥也是一個重大議題。
希望整個行業(yè)能健康理性的發(fā)展，在沒有確鑿的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐檢驗(yàn)的情況下，對結(jié)構(gòu)膠壽命的宣傳要慎重，目前對于50年的說法不太妥當(dāng)，25年是結(jié)合歐標(biāo)來說的，但實(shí)際上歐標(biāo)我國還沒有正式推行。因此雖然說幕墻有五十年歷史，但并不代表他的結(jié)構(gòu)性能還像以前那么好。希望行業(yè)能夠了解國標(biāo)的現(xiàn)實(shí)，同時也對結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品保持信心。
3.2延長結(jié)構(gòu)膠壽命的方法
我國結(jié)構(gòu)膠要達(dá)到世界水平，能讓大家放心使用，離不開膠廠的努力，國家標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)規(guī)范，行業(yè)協(xié)會的引導(dǎo)和管理，以及上下游行業(yè)的理解支持和配合。單從廠家來說要切實(shí)從配方和檢測這兩大方面深入的去改進(jìn)。從過去來看結(jié)構(gòu)膠行業(yè)還是承受了很大的壓力，從未來來看我國幕墻行業(yè)還是處在發(fā)展階段。結(jié)構(gòu)膠的表現(xiàn)不應(yīng)該是短跑而應(yīng)該是馬拉松。
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