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結構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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發布時間: 2020-08-04
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1、結構膠是影響幕墻壽命的控制性材料
1.1硅酮結構膠的性能對于建筑耐久性的作用
硅酮結構膠的性能和壽命是行業內被長期關注的一個話題，生產廠家、施工單位、直接用戶以及設計人員都很關注。小小的膠條就像縫衣線，對建筑固件進行彈性的連接，并且還要承受相應的作用力。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 作用非常關鍵。由于建筑的大部分主體材料都是無機的，所以這些主體材料的耐久性一般是有保障的。但是硅酮結構膠屬于有機材料，耐久性不如無機材料，所以硅酮結構膠應該是影響幕墻建筑使用壽命和結構安全的控制性、制約性材料。
1.2硅酮膠的優劣勢對比分析
硅酮膠既含有有機的基團又含有無機的Si—O結構，這種結構使他兼備無機和有機材料的性能，尤其表現在有優異的耐紫外、耐熱和耐老化的性能，所以是建筑幕墻能接受歷史檢驗的首選材料，在國外已有40多年的應用歷史，在中國有30年。
但是硅酮結構膠在耐酸堿性、耐水解以及化學惰性等方面比不上C—C高分子化合物。所以在有酸堿、金屬催化劑等物質作用下，同時有水汽的情況下(特別硅這種產品的水汽透過率很高)，硅酮結構密封膠有可能發生化學反應產生老化及性能衰退。
1.3結構膠粘接性能分析
結構膠的粘接性能測評涉及到兩個重要指標——粘接破壞面積和粘接強度，結構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，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，更多情況是拉的強度也夠，但是粘接破壞面積會超標。如何解決粘接問題，并不存在萬能的膠，目前行業的現狀是這樣：標準的材料比如玻璃，粘接性能非常好，標準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。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，施工要養護。
1.4結構膠老化表現概述
這里涉及到一個關鍵詞：化學老化，物理老化是一個方面，化學老化更加核心。老化的表現主要是粘接力和拉伸強度、斷裂伸長率、彈性恢復率等性能的明顯變差，嚴重時膠體會變得很硬，失去彈性。老化的表現也有初期和長期，高分子在初期的老化降解過程中首先是核心的交聯點發生降解，這樣膠的交聯密度下降了，強度下降了，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，老化已經開始了。但如果深度老化，高分子已經慢慢分解了，甚至揮發掉，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提上了行業的議事日程。
2、結構膠質量標準科學性研究
2.1硅酮結構膠在我國的質量標準
關于硅酮結構膠我們國內目前有強制性的國標，近幾年談論較多的也有歐標。中國國標施行近15年，為行業的發展起到不可替代的作用。但現在看來跟歐標相比國標還有差距。差距主要表現在我國國標主要用于測量標準條件下新鮮膠的性能，而膠老化后觀測的量和度都不夠。對比來看歐標在這方面做的更好，老化試驗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、靜態與動態、絕對值與相對值的關系，強調了均衡穩定和長期的動態性能的保持。
2.2我國現行的標準與歐標的對比研究
歐標的某些檢測項目要求比國標高，比如水紫外要照射1000多小時，照射的時間和強度都是國標的2——3倍。可以看到歐標非常關注老化和壽命，關注使用過程中的長期性能能不能夠保持。而對于國標就如我國高考，在入學考核時非常嚴苛，但是小孩以后的發展怎樣不能肯定，歐標看的更長遠。
但是歐標并不是單一的比國標更嚴格，而是更科學。例如國標還有一個標準比歐標更嚴格，就是粘接的破壞面積不能大于5%，歐洲標準是10%。本人認為5%不很科學，因為這是對絕對強度的規定，沒有考慮到粘接條件和環境。高分子材料（實際上是一個改善的過程，前期要求如此嚴格可能引起不良影響。
3、結構膠壽命現狀闡釋
3.1結構膠性能壽命的現狀
對于結構膠壽命的研究，是涉及到建筑安全的一個關鍵概念。幕墻壽命按一百年計算，結構膠的壽命是十五年還是二十五年維修的次數和成本大不一樣。按目前行業宣傳，如果通過歐標壽命可以達到二十五年，國標是十到十五年。根據我們對壽命影響因素的理解，要解決這個問題，配方是關鍵，要尊重結構膠的化學規律，幕墻公司對短期的施工要求不能過分遷就。國內和國外的結構膠都面臨同樣的問題，高層幕墻用國產膠的比例還不是很高，國內跟國外比有差距，在研究歷史和細節方面的程度都不一樣，但面臨的老化問題一樣。幕墻公司都希望結構膠固化越快越好，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，所以安全和穩妥也是一個重大議題。
希望整個行業能健康理性的發展，在沒有確鑿的實驗和實踐檢驗的情況下，對結構膠壽命的宣傳要慎重，目前對于50年的說法不太妥當，25年是結合歐標來說的，但實際上歐標我國還沒有正式推行。因此雖然說幕墻有五十年歷史，但并不代表他的結構性能還像以前那么好。希望行業能夠了解國標的現實，同時也對結構膠產品保持信心。
3.2延長結構膠壽命的方法
我國結構膠要達到世界水平，能讓大家放心使用，離不開膠廠的努力，國家標準的科學規范，行業協會的引導和管理，以及上下游行業的理解支持和配合。單從廠家來說要切實從配方和檢測這兩大方面深入的去改進。從過去來看結構膠行業還是承受了很大的壓力，從未來來看我國幕墻行業還是處在發展階段。結構膠的表現不應該是短跑而應該是馬拉松。
1.1硅酮結構膠的性能對于建筑耐久性的作用
硅酮結構膠的性能和壽命是行業內被長期關注的一個話題，生產廠家、施工單位、直接用戶以及設計人員都很關注。小小的膠條就像縫衣線，對建筑固件進行彈性的連接，并且還要承受相應的作用力。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 作用非常關鍵。由于建筑的大部分主體材料都是無機的，所以這些主體材料的耐久性一般是有保障的。但是硅酮結構膠屬于有機材料，耐久性不如無機材料，所以硅酮結構膠應該是影響幕墻建筑使用壽命和結構安全的控制性、制約性材料。
1.2硅酮膠的優劣勢對比分析
硅酮膠既含有有機的基團又含有無機的Si—O結構，這種結構使他兼備無機和有機材料的性能，尤其表現在有優異的耐紫外、耐熱和耐老化的性能，所以是建筑幕墻能接受歷史檢驗的首選材料，在國外已有40多年的應用歷史，在中國有30年。
但是硅酮結構膠在耐酸堿性、耐水解以及化學惰性等方面比不上C—C高分子化合物。所以在有酸堿、金屬催化劑等物質作用下，同時有水汽的情況下(特別硅這種產品的水汽透過率很高)，硅酮結構密封膠有可能發生化學反應產生老化及性能衰退。
1.3結構膠粘接性能分析
結構膠的粘接性能測評涉及到兩個重要指標——粘接破壞面積和粘接強度，結構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，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，更多情況是拉的強度也夠，但是粘接破壞面積會超標。如何解決粘接問題，并不存在萬能的膠，目前行業的現狀是這樣：標準的材料比如玻璃，粘接性能非常好，標準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。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，施工要養護。
1.4結構膠老化表現概述
這里涉及到一個關鍵詞：化學老化，物理老化是一個方面，化學老化更加核心。老化的表現主要是粘接力和拉伸強度、斷裂伸長率、彈性恢復率等性能的明顯變差，嚴重時膠體會變得很硬，失去彈性。老化的表現也有初期和長期，高分子在初期的老化降解過程中首先是核心的交聯點發生降解，這樣膠的交聯密度下降了，強度下降了，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，老化已經開始了。但如果深度老化，高分子已經慢慢分解了，甚至揮發掉，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提上了行業的議事日程。
2、結構膠質量標準科學性研究
2.1硅酮結構膠在我國的質量標準
關于硅酮結構膠我們國內目前有強制性的國標，近幾年談論較多的也有歐標。中國國標施行近15年，為行業的發展起到不可替代的作用。但現在看來跟歐標相比國標還有差距。差距主要表現在我國國標主要用于測量標準條件下新鮮膠的性能，而膠老化后觀測的量和度都不夠。對比來看歐標在這方面做的更好，老化試驗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、靜態與動態、絕對值與相對值的關系，強調了均衡穩定和長期的動態性能的保持。
2.2我國現行的標準與歐標的對比研究
歐標的某些檢測項目要求比國標高，比如水紫外要照射1000多小時，照射的時間和強度都是國標的2——3倍。可以看到歐標非常關注老化和壽命，關注使用過程中的長期性能能不能夠保持。而對于國標就如我國高考，在入學考核時非常嚴苛，但是小孩以后的發展怎樣不能肯定，歐標看的更長遠。
但是歐標并不是單一的比國標更嚴格，而是更科學。例如國標還有一個標準比歐標更嚴格，就是粘接的破壞面積不能大于5%，歐洲標準是10%。本人認為5%不很科學，因為這是對絕對強度的規定，沒有考慮到粘接條件和環境。高分子材料（實際上是一個改善的過程，前期要求如此嚴格可能引起不良影響。
3、結構膠壽命現狀闡釋
3.1結構膠性能壽命的現狀
對于結構膠壽命的研究，是涉及到建筑安全的一個關鍵概念。幕墻壽命按一百年計算，結構膠的壽命是十五年還是二十五年維修的次數和成本大不一樣。按目前行業宣傳，如果通過歐標壽命可以達到二十五年，國標是十到十五年。根據我們對壽命影響因素的理解，要解決這個問題，配方是關鍵，要尊重結構膠的化學規律，幕墻公司對短期的施工要求不能過分遷就。國內和國外的結構膠都面臨同樣的問題，高層幕墻用國產膠的比例還不是很高，國內跟國外比有差距，在研究歷史和細節方面的程度都不一樣，但面臨的老化問題一樣。幕墻公司都希望結構膠固化越快越好，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，所以安全和穩妥也是一個重大議題。
希望整個行業能健康理性的發展，在沒有確鑿的實驗和實踐檢驗的情況下，對結構膠壽命的宣傳要慎重，目前對于50年的說法不太妥當，25年是結合歐標來說的，但實際上歐標我國還沒有正式推行。因此雖然說幕墻有五十年歷史，但并不代表他的結構性能還像以前那么好。希望行業能夠了解國標的現實，同時也對結構膠產品保持信心。
3.2延長結構膠壽命的方法
我國結構膠要達到世界水平，能讓大家放心使用，離不開膠廠的努力，國家標準的科學規范，行業協會的引導和管理，以及上下游行業的理解支持和配合。單從廠家來說要切實從配方和檢測這兩大方面深入的去改進。從過去來看結構膠行業還是承受了很大的壓力，從未來來看我國幕墻行業還是處在發展階段。結構膠的表現不應該是短跑而應該是馬拉松。
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