澆注式鋁合金隔熱型材不同表面處理方式對抗剪性的影響

　　本文作者：盧繼延,戴悅星
　　1 前言
　　抗剪性能是建筑用鋁合金隔熱型材重要的性能之一,建筑門窗、幕墻上的隔熱型材由于鋁合金門窗或幕墻的自重、室內外的環境溫度差異以及風壓載荷的作用而使隔熱型材內的連結部位產生縱向剪切力。我國于2004年首次發布了GB5237.6《鋁合金建筑型材第6部分:隔熱型材》,該標準參照歐洲prEN14024:2000《隔熱金屬型材性能要求和測試試驗》的要求規定隔熱型材縱向抗剪特征值應≥zN/mm。

隔熱型材目前常用有兩種形式,第一種是穿條式,第二種是澆注式。澆注式隔熱型材是將兩種液態隔熱材料按一定比例混合后注入鋁合金型材澆注槽內并固化,切除鋁合金型材澆注槽內的臨時連接橋使之斷開金屬連接,通過隔熱材料將鋁合金型材斷開的兩部分結合而成。這種復合方式的　　隔熱型材的抗剪性主要是通過隔熱材料與鋁合金型材之間的粘合力來保證,目前,建筑鋁型材表面處理一般有以下幾種: (1)陽極氧化處理;(2)陽極氧化加電泳涂漆處理;(3)粉末噴涂處理;(4)氟碳漆噴涂處理。這四種處理的表面可分為極性表面和非極性表面,也可分為光滑表面和非光滑表面。這些不同的表面對于澆注式隔熱型材是否有不同的影響呢?本文通過試驗探討澆注式隔熱型材的抗剪性。

　　2 實驗部分
　　2.1 試驗準備
　　2.1.1 在復合成隔熱型材之前,將鋁合全型材分成若干批,按正常的生產工藝分別進行各種表面處理,從而獲得電泳涂漆型材、粉末噴涂型材和氟碳漆噴涂型材。然后再將這些不同表面處理的鋁合金型材采用同種隔熱膠、同一工藝、同一時間進行復合處理,加工成澆注式隔熱型材(注:本次試驗樣品澆注槽未進行開齒處理)。

　　2.1.2 縱向剪切試驗儀器采用電子萬能試驗儀進行,剪切試驗夾具按GB5237.6-2004《鋁合金建筑型材第6部分:隔熱型材》中規定的試驗裝置(見5.4.3.1)進行設計。

　　2.2 試驗操作
　　2.201 澆注式隔熱型材試驗前,應將試樣存放在室溫固化168h,然后再進行狀態調節,狀態調節條件是在室溫(23℃ ±2℃ )、相對濕度50%± 10%的試驗室內存放48h。

　　2.2.2 室溫縱向剪切試驗
　　按GB5237.6-2004中的要求(見5.4.3.1)將試樣夾好,試驗在室溫下以3mm/min的加載速度進行剪切試驗,通過電腦自動將所加的載荷和相應的剪切位移記錄下來,直至最大載荷出現,或隔熱材料與鋁合金型材出現2.0mm的剪切滑移量(此時稱剪切失效)。如此重復試驗,每組共做10個試樣,試驗完成后計算每組試樣的的縱向剪切特征值。

　　2.2.3 高溫縱向剪切試驗
　　將試驗夾具置于高溫箱中,按GB5237.6-2004中的要求(見5.4.3.1)將試樣夾好,并將同一組的其他試樣置于高溫箱中,開啟高溫箱進行加熱,至溫度恒定在20℃ ±2℃ 后再保持10而n,然后以3mm/min的加載速度進行剪切試驗,通過電腦自動將所加的載荷和相應的剪切位移記錄下來,直至最大載荷出現,或隔熱材料與鋁合金型材出現2.0mm的剪切滑移量(此時稱剪切失效)。如此重復試驗,每組共做10個試樣,試驗完成后計算每
組試樣的的縱向剪切特征值。

　　2.3 試驗結果
　　本次試驗我們對不同表面處理的澆注式隔熱型材進行了室溫縱向剪切試驗和高溫縱向剪切試驗,試驗結果如表1和表2所示。

　　3結語
　　在本次試驗中，我們對電池涂漆處理、粉末噴涂處理和氟碳噴涂處理等三類表面處理方式的澆注式隔熱型材的抗剪性能進行測試,通過本次試驗結果,我們初步得出以下結論:

　　(1)從試驗結果可看出,澆注式隔熱型材高溫縱向剪切特征值與室溫縱向剪切特征值相差很大,高溫縱向剪切特征值遠低于室溫縱向剪切特征值。

　　(2)進行粉末噴涂處理的澆注式隔熱型材,其高溫縱向剪切特征值和室溫縱向剪切特征值都可達到GB5237.6-2004的要求。

　　(3)進行氟碳漆噴涂處理和電泳涂漆處理的澆注式隔熱型材,其高溫縱向剪切特征值從試驗結果看不理想:

　　(4)不同表面處理方式的澆注式隔熱型材的抗剪性能差異比較大,這說明不同表面處理膜與隔熱膠的相容性、粘結性是不同的,應用前應充分考慮表面處理方式對澆注式隔熱型材性能的影響。

　　通過本次試驗,我們了解到表面處理方式對澆注式隔熱型材的抗剪性能是有比較大影響的,生產前應充分了解表面處理膜與隔熱膠的相容性情況,如果表面處理膜與隔熱膠的相容性不佳時,建議在復合前應對隔熱型材的澆注槽進行特殊處理,并建議隔熱膠供應商進行相容性研究。

　　目前GB5237.6中規定的澆注式隔熱型材的高溫抗剪試驗溫度為70℃ ,比穿條式隔熱型材的高溫抗剪試驗溫度低10℃ 。由于全球氣候變化,溫室效應越顯嚴重,某些國家和地區超出正常氣溫的現象時有發生,如果澆注式隔熱型材最高試驗溫度僅為70℃,其使用范圍將會受到影響,因此我們建議隔熱膠供應商應對隔熱膠的高溫性能進行研究,保證高溫性能的試驗溫度達到80℃ 以上。

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