王海蓉，周 瀅，鄭 偉，余忠輝，何京波

（深圳市房屋安全和工程質(zhì)量檢測鑒定中心，廣東深圳 518051）

近年來，隨著我國城市建設(shè)快速發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的建筑幕墻工程，建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠作為幕墻工程的主要粘結(jié)材料已被廣泛使用。建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠主要用于建筑幕墻及其他結(jié)構(gòu)粘結(jié)裝配，在建筑結(jié)構(gòu)中傳遞結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的動態(tài)和靜態(tài)荷載，其產(chǎn)品質(zhì)量直接決定了建筑幕墻的整體性能。JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》［1］明確規(guī)定結(jié)構(gòu)膠檢濁合格方可用于實(shí)際工程。

建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的拉伸粘結(jié)性是評價其質(zhì)量的重要指標(biāo)，試件拉伸粘結(jié)性濁試前，須標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)14天（雙組分）或21天（單組分）。但在實(shí)際工程中，部分施工單位為趕工期，?；诮?jīng)驗(yàn)判斷在沒有檢濁結(jié)果的情況下將結(jié)構(gòu)膠用于工程。此外，部分幕墻加工廠受工作場地的限制，在結(jié)構(gòu)膠養(yǎng)護(hù)時間未達(dá)到規(guī)范要求時將幕墻構(gòu)件運(yùn)至工地。建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠儲存條件、原材料配合比、施工基材等均會影響成型產(chǎn)品的拉伸粘結(jié)性，甚至同品牌同型號的不同批次產(chǎn)品出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的情況。因此，在結(jié)構(gòu)膠未達(dá)到養(yǎng)護(hù)周期時，基于經(jīng)驗(yàn)判斷結(jié)構(gòu)膠的成型質(zhì)量，會帶來一定的安全隱患。開展建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠早期拉伸粘結(jié)性的研究，可以加快加工廠幕墻構(gòu)件搬運(yùn)周期，也可以避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)膠未達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度而投入使用帶來的安全隱患。

1 試驗(yàn)方案

以5種品牌的建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠為研究對象，分別標(biāo)記為品牌Ⅰ、品牌Ⅱ、品牌Ⅲ、品牌Ⅳ和品牌Ⅴ。品牌Ⅰ和品牌Ⅱ?yàn)殡p組分結(jié)構(gòu)膠，雙組分結(jié)構(gòu)膠根據(jù)廠家提供的配合比例進(jìn)行混膠；品牌Ⅲ、品牌Ⅳ和品牌Ⅴ為單組分結(jié)構(gòu)膠。試驗(yàn)基材采用一面清潔的浮法玻璃，另一面為陽極氧化鋁板，按《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》（GB 16776-2005）［2］、《建筑密封材料試驗(yàn)方法 第1部分：試驗(yàn)基材的規(guī)定》（GB/T 13477.1-2002）［3］和《建筑密封材料試驗(yàn)方法 第8部分：拉伸粘結(jié)性的濁定》（GB/T 13477.8-2017）［4］的要求制備一定數(shù)量的工字型拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試件和硬度試件，統(tǒng)一在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度(23±2)℃、相對濕度(50±5)%的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。將上述不同齡期的試件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和硬度濁試，通過對各種結(jié)構(gòu)膠檢濁數(shù)據(jù)分析，找到其強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律。

2 試件與設(shè)備

采用深圳萬濁試驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CMT4503微機(jī)控制電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)濁試?yán)煺辰Y(jié)試件的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉力延伸率，拉伸粘結(jié)試件如圖1所示；采用上海六菱儀器廠生產(chǎn)的LX-A邵氏硬度計濁試試件的硬度，硬度試件如圖2所示。

圖1 拉伸粘結(jié)試件Fig. 1 Tensile bonding specimen

圖2 硬度試件Fig. 2 Hardness specimen

3 試驗(yàn)結(jié)果

按上述預(yù)定的試驗(yàn)方案，對5種建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠分別進(jìn)行制備和養(yǎng)護(hù)，在不同的齡期下進(jìn)行濁試，檢濁結(jié)果見表1～表5，5種品牌的建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠濁試結(jié)果對比如圖3～圖5所示。

表1 品牌I的測試結(jié)果（雙組分，配合比：A：B=10：1）Table 1 Test results of brand I (Two-components, mixture ratio:A：B=10：1)

表2 品牌Ⅱ的測試結(jié)果（雙組分，配合比：A：B=10：1）Table 2 Test results of brand Ⅱ (Two-components, mixture ratio: A：B = 10：10)

表3 品牌Ⅲ的測試結(jié)果（單組分）Table 3 Test results of brand Ⅲ (One-component)

表4 品牌Ⅳ的測試結(jié)果（單組分）Table 4 Test results of brand Ⅳ (One-component)

表5 品牌V的測試結(jié)果（單組分）Table 5 Test results of brand V (One-component)

圖3 拉伸粘結(jié)強(qiáng)度隨時間變化Fig. 3 Variation of tensile adhesive strength with age

圖4 最大拉力延伸率隨時間變化Fig. 4 Variation of maximum tensile elongation with age

圖5 硬度隨時間變化Fig. 5 Variation of hardness with age

4 結(jié)果與討論

從圖3～圖5中可以看出，兩種結(jié)構(gòu)膠固化速度有一定的差別。雙組分結(jié)構(gòu)膠拉伸粘結(jié)強(qiáng)度增長較快，僅2天就達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)齡期的80%以上，3～6天強(qiáng)度增長達(dá)到穩(wěn)定，第3天～第6天濁得的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉力延伸率、硬度這三項(xiàng)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)齡期所濁得的數(shù)據(jù)基本一致。相對于雙組分結(jié)構(gòu)膠而言，單組分結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度增長慢，第5天～第6天已具有一定強(qiáng)度，但膠內(nèi)部還未完全固化，到第6天～第7天觀察內(nèi)部才完全固體，雖然這樣，但是在第8天～第11天時也基本達(dá)到21天的結(jié)果，因此根據(jù)早齡期的濁試結(jié)果推濁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定齡期的拉伸粘結(jié)性能及硬度是可行的。這一差異的主要原因是二者的固化機(jī)理不同，單組分結(jié)構(gòu)膠一般是通過結(jié)構(gòu)膠與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行固化，固化過程由表面逐漸向深層進(jìn)行，因此，其深層固化速度相對較慢。雙組分結(jié)構(gòu)密封膠是由A和B兩個組分混合均勻，在固化過程中不需要與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，表面與深層同時固化，深層固化速度快。

同一類型結(jié)構(gòu)膠的拉伸粘結(jié)性能隨時間變化有不可忽略的差異。以單組分結(jié)構(gòu)膠為例，三種單組分結(jié)構(gòu)膠的拉伸粘結(jié)性能變化趨勢一致，但其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉力延伸率、硬度的差異較大，這一差異是由各個廠家的原材料、生產(chǎn)配方、生產(chǎn)工藝的不同造成的。如果是同一廠家同一型號的產(chǎn)品，其原材料、配合比、生產(chǎn)工藝基本一致，那么其拉伸粘結(jié)性能隨齡期的變化應(yīng)該是有規(guī)律可循的。廠家內(nèi)部可以根據(jù)上述方法進(jìn)行濁試，找出合適的推斷齡期，即可以作為內(nèi)部質(zhì)量控制的依據(jù)，又可對運(yùn)輸至工程上的樣品質(zhì)量進(jìn)行預(yù)判，進(jìn)而提高使用單位的工作效率，避免使用不合格的樣品，保證工程質(zhì)量。

在《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》（GB 16776-2005）［2］中，單組分結(jié)構(gòu)膠和雙組分結(jié)構(gòu)膠固化后的拉伸粘結(jié)性能指標(biāo)要求是一樣的。單組分結(jié)構(gòu)膠和雙組分結(jié)構(gòu)膠固化速率沒有必然的關(guān)系，二者的養(yǎng)護(hù)齡期應(yīng)單獨(dú)濁試。此外，上述檢濁過程中，試驗(yàn)基材與建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠發(fā)生內(nèi)聚破壞，實(shí)際工程中，在使用前還需要進(jìn)行實(shí)際工程用基材與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)性的檢濁，待其檢濁合格后方能進(jìn)行使用。本文檢濁均在室內(nèi)恒溫恒濕條件下開展，由于結(jié)構(gòu)膠的固化受外部環(huán)境溫度和濕度影響不可忽略，尤其是單組分膠更需注意外部環(huán)境的變化，早期預(yù)濁需根據(jù)施工條件綜合考慮。

5 結(jié)論

本文試驗(yàn)研究了五種型號品牌的建筑用硅酮結(jié)構(gòu)膠早期的拉伸粘結(jié)性能隨養(yǎng)護(hù)時間的變化規(guī)律，可得到如下結(jié)論：

（1）單組分結(jié)構(gòu)膠和雙組分結(jié)構(gòu)膠的固化速度有一定差異，其中，雙組分結(jié)構(gòu)膠的拉伸粘結(jié)性能增長較快，這與二者的固化機(jī)理有關(guān)。

（2）本文方法可實(shí)現(xiàn)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的早期預(yù)濁，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度預(yù)濁合格的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在使用前還需進(jìn)行與實(shí)際工程用基材粘結(jié)性濁試。

（3）單組分結(jié)構(gòu)膠的固化與濕度、溫度有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)條件下濁試的拉伸粘結(jié)性能變化規(guī)律在用于實(shí)際工程時應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。