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Briefly introduce of silicone Structure sealant standard which can Provide quality assurance of 25 years
Abstract：This paper mainly introduces the test items about silicone structural sealant in ETAG002 (GUIDELINE FOR EUROPEAN TECHNICAL APPROVAL FOR STRUCTURAL SEALANT GLAZING SYSTEMS). Compared with GB16776, test items about silicone structural sealant in ETAG002 are completer; assessment methods are more scientific, more reasonable, more preferable to actual using environmental in our country. ETAG002 is written on the assumption that a working life of 25 years is intended for SSGS(structural sealant glazing systems). a working life for structral silicone sealant which can conform to the requirements of ETAG002 is 25years.
Keywords：structral silicone sealant; ETAG002; structural sealant glazing systems; aquality assurance of 25 years
前言
玻璃幕墻是近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是現(xiàn)代高層建筑時代的顯著特征。玻璃幕墻可以使建筑物外觀產(chǎn)生豐富的變化，實現(xiàn)奇特的建筑效果，從而備受建筑設(shè)計師的青睞，這種裝飾形式于上個世紀八十年代后期引入國內(nèi)后，首先在北京、上海、廣州、深圳等主要大城市得到了大量采用，在九十年代得到了迅猛發(fā)展。現(xiàn)在已進入中小城市，甚至廣大農(nóng)村。最早使用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的玻璃幕墻出現(xiàn)在上世紀七十年代。自硅酮結(jié)構(gòu)密封膠問世以來，一直倍受關(guān)注的是硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的長期老化問題——使用壽命問題。
2000年初南方某著名沿海城市，一座標(biāo)志性建筑所使用的國外某知名品牌硅酮結(jié)構(gòu)密封膠出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化，即密封膠脆化，失去了應(yīng)有的彈性。這一事件在業(yè)內(nèi)引起很大震動。此工程為95年建設(shè)，96年我國開始起草硅酮結(jié)構(gòu)密封膠國標(biāo)，97年開始執(zhí)行，執(zhí)行期間對該品牌結(jié)構(gòu)膠進行抽檢，發(fā)現(xiàn)其不能通過國標(biāo)中的水-紫外300h的檢測。從隨后的大量對比實驗，我們發(fā)現(xiàn)，硅酮結(jié)構(gòu)膠耐水-紫外線輻照時間的長短與硅酮結(jié)構(gòu)膠的實際使用壽命有一定的對應(yīng)關(guān)系，即耐水-紫外線輻照時間越長，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在實際應(yīng)用中的壽命則越長，反之則越短。
除水紫外線外，影響結(jié)構(gòu)密封膠壽命的原因有很多種：高低溫變化、水、酸雨、鹽霧等，根據(jù)統(tǒng)計，2007年我國SO2排放約2000萬噸，持續(xù)占世界第一，全國約1/3土地被酸化。CO2排放達到60.2億噸(超過美國的59.1億噸)，成為世界第一。我國生態(tài)環(huán)境比世界平均水平嚴峻。這些無疑對硅酮結(jié)構(gòu)膠都是一個嚴峻的考驗。同時，在臺風(fēng)地震等不同環(huán)境下，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠除承受正反方向的風(fēng)荷載外，還要承受剪切撕裂機械疲勞以及長期剪切和循環(huán)拉伸下的蠕變作用，這些作用力對硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的壽命都會產(chǎn)生影響。
此外，一些密封膠廠家為追逐暴利，不顧及自己的社會責(zé)任，在密封膠中添加白油、裂解硅油等小分子物質(zhì)。白油又稱礦物油，它的主要成分為飽和碳氫化合物，沒有活性基團，不能參與化學(xué)反應(yīng)，它被添加到密封膠中后，完全以一種游離狀態(tài)存在于硅橡膠形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。由于沸點較低，經(jīng)過紫外線照射后，會從硅酮密封膠內(nèi)揮發(fā)或滲透出來。白油揮發(fā)出來，會使密封膠變硬、變脆失去彈性、出現(xiàn)密封膠開裂；如果白油滲到中空玻璃內(nèi)部，就會溶解丁基（中空玻璃第一道密封膠），導(dǎo)致中空玻璃流油，使中空玻璃失效，大大縮短了密封膠的壽命，致使整個結(jié)構(gòu)密封膠裝配系統(tǒng)的壽命大為縮短[1-3]，嚴重時會出現(xiàn)中空玻璃掉落現(xiàn)象，被稱為“不定時的空中炸彈”。裂解硅油是回收已固化過的硅酮密封膠經(jīng)高溫裂解提取所得的硅油，其揮發(fā)份高，化學(xué)成份復(fù)雜，含有多種極性物質(zhì)，如果添加到硅酮結(jié)構(gòu)封膠中，不但與主體硅橡膠相容性不好、易揮發(fā)，使硅酮結(jié)構(gòu)密封膠變硬變脆，還會與丁基或型材發(fā)生不良反應(yīng)，導(dǎo)致密封膠脫粘失效，存在嚴重安全隱患。
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的抗老化性能決定了其使用壽命的長短，抗老化性能越優(yōu)異使用壽命越長，反之則越短。那么，又如何驗證其抗老化性能，通過什么樣的檢測才可以保證硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在使用中擁有較長的壽命？ETAG002關(guān)于硅酮結(jié)構(gòu)密封膠檢測項目設(shè)置，尤其是關(guān)于老化性能的考察方法科學(xué)合理。并且ETAG002規(guī)范是在假定SSGS工作壽命為25年的前提下制定的，滿足ETAG002要求的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠可以提供25年的質(zhì)量保證。
1 ETAG002概況
ETAG002對硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的檢測主要分為：一致性鑒定、初始機械強度、人工老化后的殘存機械強度、物理性能檢測四大部分。
1.1一致性鑒定
一致性鑒定項目主要包括比重、硬度、熱重分析、紅外分析、顏色等。
熱重分析法（TG）是在程序控溫下（一定升溫速率或溫度一定延長時間）測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的技術(shù)。它可以在較短的時間內(nèi)觀察物質(zhì)在很寬溫度范圍的質(zhì)量變化，是研究硅酮結(jié)構(gòu)密封膠耐熱性能不可缺少的方法。紅外吸收光譜解析分子結(jié)構(gòu)的方法，稱作紅外吸收光譜法，它可以定性的判斷出分子的結(jié)構(gòu)。
1.2 初始機械強度檢測
初始機械強度檢測主要有拉伸性能與剪切性能兩項。
拉伸性能與剪切性能分別用于評估結(jié)構(gòu)密封膠的抗拉性能和抗剪切性能。實驗均在-20℃、+23℃、+80℃三個溫度條件下進行，要求-20℃、+80℃下的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。
1.3 人工老化后的殘存強度考察
人工老化后的殘存強度考察主要包括人工老化水-紫外輻照、鹽霧環(huán)境、潮濕二氧化硫環(huán)境、建筑物正面清潔產(chǎn)品浸泡試驗。
人工老化水-紫外輻照，檢測人工老化對結(jié)構(gòu)密封膠殘存應(yīng)力的影響。要求密封膠試樣要浸泡在45±1℃的水中進行紫外輻照1008小時。試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。鹽霧環(huán)境，檢測鹽霧環(huán)境對結(jié)構(gòu)密封膠殘存應(yīng)力的影響。要求密封膠試樣在鹽霧環(huán)境中放置480小時。試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。潮濕二氧化硫環(huán)境，檢測潮濕二氧化硫環(huán)境對結(jié)構(gòu)密封膠殘存應(yīng)力的影響。密封膠試樣在酸霧環(huán)境中放置480小時。試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。建筑物正面清潔產(chǎn)品浸泡，目的是得出清潔產(chǎn)品對結(jié)構(gòu)密封膠的影響。密封膠試樣在 45±2℃的1%的清潔劑水溶液中浸泡21天。浸泡后，試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。
1.4 結(jié)構(gòu)密封膠的物理性能
結(jié)構(gòu)密封膠的物理性能共有氣體包裹、彈性恢復(fù)性、收縮性、抗撕裂性能機械疲勞性能、密封膠的抗紫外性能、密封膠的彈性模量、長期剪切和循環(huán)拉伸下的蠕變等8項。
長期剪切和循環(huán)拉伸下的蠕變試驗實驗條件最為苛刻。實驗方法如下：在溫度為（55±2）℃，相對濕度為（95±5）%的高溫高濕條件下，試樣在水平方向和垂直方向同時受力91天，卸載24小時后，試樣最大相對水平位移不大于0.1mm。
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