1 前言
玻璃建筑幕墻 將建筑外圍結(jié)構(gòu)的防風(fēng)、遮雨、采光 (詞條“采光”由行業(yè)大百科提供) 、保溫 、隔熱 、御寒、防噪聲、防空氣滲透 等使用功能與裝飾功能有機地融合,是建筑技術(shù) 、建筑功能和建筑藝術(shù)的綜合體,在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。我國玻璃建筑幕墻工業(yè) 從20世紀80年代初開始起步,90年代中后期進入應(yīng)用高潮,到20世紀末,我國已成為世界最大的建筑幕墻生產(chǎn)和使用大國。
玻璃建筑幕墻的發(fā)展離不開硅酮密封膠 的發(fā)展。硅酮 密封膠 由于具有耐高低溫、耐氣候老化 及耐臭氧性能,對各類基材 粘接 性良好、抗位移能力 強等特點而被廣泛用于玻璃幕墻 的結(jié)構(gòu)粘接密封 ,在隱框幕墻 中由于沒有另外的機械固定 裝置支撐玻璃板 片,因此硅酮結(jié)構(gòu)膠 的性能對幕墻的安全性有舉足輕重的作用。[2]各國政府機構(gòu)對玻璃幕墻的設(shè)計、制作、安裝及維護都采取了非常嚴格的措施,對結(jié)構(gòu)膠 的生產(chǎn)和使用持非常謹慎的態(tài)度。相對于我國建筑幕墻工業(yè)的迅速發(fā)展,我國的建筑幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)膠標準體系從上世紀90年代中期才開始起步,經(jīng)過十多年的應(yīng)用和發(fā)展,逐漸形成了適合本國國情和行業(yè)發(fā)展的建筑用硅酮密封膠檢測標準,為硅酮結(jié)構(gòu)膠的性能檢測提供了全面、科學(xué)的依據(jù)。[3]
2 國標發(fā)展歷程
上個世紀90年代中期,隨著國內(nèi)玻璃幕墻、特別是隱框玻璃幕墻 的興起,國內(nèi)開始出現(xiàn)假冒進口膠,給玻璃幕墻的安全性帶來嚴重隱患。1997年,國家經(jīng)貿(mào)委等六部委聯(lián)合,開始加強對硅酮結(jié)構(gòu)膠的管理,并發(fā)布國經(jīng)貿(mào)貿(mào)[1997]354號文《關(guān)于加強硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 管理的通知》。同年5月正式發(fā)布了強制性國家標準GB16776-1997 《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 》,成為全球第二個硅酮結(jié)構(gòu)膠國家標準,該標準的執(zhí)行對規(guī)范我國硅酮結(jié)構(gòu)密封膠市場、促進國內(nèi)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠制造企業(yè)的發(fā)展壯大及保障玻璃幕墻的安全起到了重大作用。但隨著我國硅酮密封膠和建筑幕墻行業(yè)的發(fā)展,以及加入WTO以后市場競爭的加劇,該標準已逐漸不能滿足要求。2002年,在中國建筑材料 工業(yè)協(xié)會的組織下,標準編制組開始對1997版標準進行修訂。2005年,完成了標準的修訂并發(fā)布實施。2005版標準[4]參照了美國和歐洲的相關(guān)標準,并結(jié)合了1997版標準實施多年來的經(jīng)驗和驗證試驗的結(jié)果,在1997版標準的基礎(chǔ)上提高了性能要求,主要是提高拉伸 粘接強度 的要求,另增加“23℃最大拉伸粘結(jié)強度 (詞條“粘結(jié)強度”由行業(yè)大百科提供) 時伸長率 ”一項測試指標。
3、國標GB 16776-2005 與美標ASTM C1184對比
美國作為全球最早將硅酮結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)用到建筑領(lǐng)域的國家,其在產(chǎn)品標準和實驗方法標準方面的工作也起步較早。上世紀80年代,美國試驗與材料協(xié)會ASTM C24委員會中專門 成立了C24.35分會,負責起草有關(guān)硅酮結(jié)構(gòu)膠的系列標準。1991年,在世界上首次發(fā)布了硅酮結(jié)構(gòu)膠標準ASTM C1184[5]。1995年、2000年、2005年和2013年分別發(fā)布了修訂版本,但標準總體內(nèi)容并不太大改動。
施工性能表征了產(chǎn)品的使用性能,是施工應(yīng)用的關(guān)鍵性指標。中國標準GB16776、美國標準ASTM C1184中對現(xiàn)場施工性能(如下垂度 、擠出性 、表干時間 、適用期 等)都進行了規(guī)定,測試方法基本類似,其中GB16776個別項目的要求比ASTM C 1184更加嚴格。美標規(guī)定的拉伸強度 為0.345MPa,即參照0.14MPa的結(jié)構(gòu)膠強度 最大設(shè)計值,取2.5倍的安全系數(shù);國標GB16776在1997年制定時,參照ASTM并為了更進一步保證幕墻的安全,將安全系數(shù)提升到了約3倍,規(guī)定標準狀態(tài)下最小強度值不得小于0.45MPa,在2005年修訂時,又將安全系數(shù)提升到了約4倍,規(guī)定最小強度值不得小于0.6MPa。為了保證結(jié)構(gòu)膠對基材的粘結(jié)性 ,在GB 16776中規(guī)定,在5種狀態(tài)下的試件,在拉伸粘接試驗后,樣品不能出現(xiàn)5%以上的粘結(jié)破壞 面積,這對結(jié)構(gòu)膠來說是較為嚴格的考驗,而美標ASTM C 1184沒有此項測試內(nèi)容的規(guī)定。綜上所示,國標16776-2005在指標要求、測試方法全面性、易操作性上都優(yōu)于美標ASTM C 1184-2013。
4 國標GB 16776-2005 與歐標ETAG 002的對比
歐標ETAG 002又稱《結(jié)構(gòu)密封裝配系統(tǒng)歐洲技術(shù)認證指南》[6],標準內(nèi)容是對整個結(jié)構(gòu)粘接系統(tǒng)整體情況的描述,部分內(nèi)容與我國頒布的JGJ 102《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 》類似,對幕墻各組成部分以及實際情況中影響結(jié)構(gòu)粘結(jié)效果的因素,如接口形式、物理性能、粘接基材、配件、環(huán)境、施工、測試評估方法等都進行了詳細闡述。
不同于中國標準GB16776和美國標準ASTM C1184,歐標ETAG 002標準中沒有相關(guān)施工性能指標的規(guī)定,缺失了對密封膠施工性能方面的考慮。并且歐標并不關(guān)注結(jié)構(gòu)膠的安全系數(shù),而更關(guān)注結(jié)構(gòu)膠在系列測試后的強度保持率,要求達到75%以上。由于歐標對結(jié)構(gòu)密封膠的拉伸或剪切強度 的初始數(shù)值大小和伸長率并無要求,故如圖1所示,模量 偏低、易產(chǎn)生過量位移的產(chǎn)品(圖1中樣品1)和彈性 很差的劣質(zhì)產(chǎn)品(圖1中樣品2)都有可能通過歐標檢測,而被認定為合格產(chǎn)品。
歐標要求試件在經(jīng)過各種處理后,再進行拉伸或剪切 (詞條“剪切”由行業(yè)大百科提供) 試驗,結(jié)構(gòu)密封膠的內(nèi)聚破壞面積都必須大于90%,此項要求比GB 16776略低(國標要求≥95%)。但歐標在測試方法上更全面,增加了一些環(huán)境因素,對某些特定環(huán)境或地區(qū),如常受到含鹽霧海峰侵襲的沿海地區(qū),具有一定的指導(dǎo)意義。綜上所述,國標在施工性能要求、易操作性、測試指標高 低上優(yōu)于歐標,但歐標在測試方法綜合考慮了實際應(yīng)用因素。
5 結(jié)論
從標準內(nèi)容來看,國標GB 16776與美標ASTM C 1184相比,國標指標要求更高,測試方法更全面,操作性更優(yōu),可以說是美標的全面升級。歐標ETAG 002忽略了結(jié)構(gòu)膠的施工性能,但對硅酮結(jié)構(gòu)膠使用壽命的影響因素考慮更加完整,指標設(shè)計具有一定的特色;國標GB16776綜合考慮結(jié)構(gòu)膠的使用性能、安全系數(shù)和韌性 ,提出結(jié)構(gòu)膠強度和伸長率的最低要求,且對其它指標的要求在這三大標準中也是最高的。綜上所述,國標GB 16776是要求更高、更嚴格的標準。
參考文獻
[1]宋秋芝,劉志海。我國玻璃幕墻發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J],玻璃深加工 。
[2]龍文志。高性能硅酮結(jié)構(gòu)膠 在超高層建筑幕墻 中的應(yīng)用[J],建筑技術(shù),2011,4(42),294-299。
[3]徐勤 ,王驊。玻璃幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠安全性能指標對比研究[J],研究與應(yīng)用。
[4] 中華人民共和國國家標準《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB 16776。
[5] Standard Guide for Elvaluating Failure of Structural Sealant Glazing.
[6] Guideline for European Technical Approval for Structural Sealant Glazing Systems.
專家介紹 王有治
鋁門窗幕墻委員會專家組
工作單位: 成都硅寶科技股份有限公司
技術(shù)職稱: 高級工程師
專業(yè): 多年來長期從事有機硅、高分子材料的研發(fā)及市場推廣工作
專長: 有機硅、高分子材料的研發(fā)