【門窗幕墻網】2018年9月16日，超強臺風“山竹”襲擊了深圳、珠海、廣州、香港等地，風力14級以上，陣風高達17級以上(65m/s)，并伴有大暴雨，多棟住宅門窗、玻璃幕墻遭受破壞，甚至出現玻璃墜落現象[1-2]。硅酮結構密封膠作為玻璃幕墻結構裝配粘結的關鍵材料，是否能夠承受超強臺風的襲擊，能否保證建筑幕墻安全的問題再次受到了各界的關注。為考察硅酮結構密封膠對經受臺風襲擊的玻璃幕墻的影響，鄭州中原思藍德高科股份有限公司對受臺風影響最嚴重的深圳、珠海兩地部分玻璃幕墻工程進行了跟蹤調研。并對典型工程用硅酮結構密封膠以及國內外多個品牌硅酮結構密封膠進行了自然老化跟蹤測試及對比分析，提出建筑幕墻硅酮結構密封膠合理選材的建議，以提升我國幕墻工程的質量安全。
1.臺風過后建筑幕墻工程調研情況
工程基本情況：共調研玻璃幕墻工程19項，其中滿足歐洲標準ETAG002質保25年硅酮結構密封膠產品(簡稱“質保25年結構膠”)的工程6個(見表1)。所用密封膠：結構密封膠均為“思藍德”牌硅酮結構密封膠。
臺風過后幕墻情況：19項幕墻工程全部完好無損,沒有因結構膠質量問題造成板塊脫粘或脫落現象。尤其是珠海橫琴某某某金融大廈、橫琴某某金融中心兩個在建項目工程，臺風來臨時工程正處于玻璃板塊安裝階段，超強臺風使得板塊受力狀態多變——承受拉伸、剪切、疲勞、蠕變等多種復雜受力，板塊損壞的風險很大，在遭受了“山竹”強臺風及暴雨襲擊之后，無一例玻璃板塊受損脫粘或脫落現象，充分驗證了質保25年結構膠在惡劣環境條件下具有高強的抗風壓能力，優異的耐疲勞和抗蠕變性能，在強臺風的作用下仍然能夠保證幕墻的安全。
為了更好地考察質保25年結構膠的實際應用情況，對比質保10年結構膠的性能優勢，在我國不同地區對典型工程用質保25年結構膠以及國內外多個品牌質保10年結構膠進行了自然老化跟蹤測試的研究。
2.典型玻璃幕墻工程用硅酮結構密封膠跟蹤研究
2.1工程及跟蹤測試基本情況
該玻璃幕墻工程所在地深圳屬南亞熱帶季風氣候，夏長冬短，日照充足，雨量充沛，自然環境條件詳見表2。年日照時數平均為1889.3h，年降水量平均為2042.2mm，年平均有4次臺風。作為沿海地區日照雨水充足的自然條件以及多發臺風的環境對硅酮結構密封膠的耐老化性能帶來嚴峻的考驗。
該工程始建于2010年，幕墻結構粘結裝配采用“思藍德”質保25年結構膠，自2012年開始對該工程用質保25年結構膠開展長期自然老化跟蹤檢測工作。2016年2月，由業主代表、施工方代表、行業知名專家代表對該項檢測工作進行現場監督，驗證該項跟蹤檢測工作的真實性和可靠性。2017年，業主方將該工程正在使用的一塊玻璃板塊拆卸，割取結構密封膠進行了性能檢測，考察了實際工程應用過程中結構密封膠的性能保持情況(“動態”跟蹤測試)。2018年臺風“山竹”過后，再次對結構膠取樣進行性能檢測，驗證經受超強臺風后質保25年結構膠的穩定性。
2.2跟蹤測試試樣及制作
選取國內市場國內外6個知名品牌硅酮結構密封膠產品，具體信息見表3。
試樣制作方法：對選取的各品牌密封膠，按規定數量(滿足跟蹤年限需要)制作符合標準ETAG002或JG/T475-2015要求的“工”型試樣(見圖1)。試樣制作完畢后，放置在標準條件(溫度23±2℃、相對濕度50±5%)下養護28d。
(注：圖中標注尺寸單位為mm;1-玻璃基材;2-鋁基材;3-硅酮結構密封膠所用基材：玻璃為浮法玻璃，鋁基材為陽極氧化鋁型材。)
2.3試樣放置場地
將已制作養護好試樣分別放置在3個場地：(1)實際應用的工程現場(工程樓頂平臺，見圖2);(2)深圳地區(亞熱帶季風氣候，見圖3);(3)鄭州地區(溫帶季風氣候，見圖4)。
2.4跟蹤檢測周期及取樣
計劃進行50年自然老化跟蹤檢測，每年取樣2次，每次取回試樣在標準條件下靜置(24±4)h，進行力學性能等檢測。
2.5檢測方法及結果表示
根據ETAG002或JG/T475標準規定進行拉伸粘結性測試[3-4]。試驗溫度：23℃±2℃，拉伸速度為5mm/min。結果表示：粘結拉伸強度、伸長率。
3.結果分析
3.1工程樓頂平臺自然老化試驗結果
自2013年2月以來，已持續68個月對該工程樓頂平臺放置的硅酮結構密封膠老化情況進行跟蹤，并對所取試樣進行了性能測試，歷次的測試結果見表4，性能測試結果趨勢見圖5。
由以上圖表可以看出，質保25年結構密封膠初始拉伸粘結強度為1.10MPa，通過68個月的持續自然老化，一直保持在0.96~1.14MPa之間上下浮動，相對標準偏差6.7%，產品拉伸粘結強度基本保持不變;初始斷裂伸長率為265%，在初期因深層后固化而略有增加，5個月后增加到400%以上(450%)，之后一直保持在370%~413%之間上下浮動，相對標準偏差7.1%，斷裂伸長率歷次測試結果無明顯差異，產品彈性基本保持穩定。可見，經過68個月的自然老化，該項工程用質保25年結構密封膠力學性能保持穩定不變，具有優異的耐久穩定性。
值得關注的是，表4中序號7(老化時間36個月)的數據為一次多方專家代表(業主代表、施工方代表、行業專家代表)現場共同監督驗證的檢測結果數據，此次檢測拉伸粘結強度(0.99MPa)和斷裂伸長率(378%)與以往跟蹤檢測數據相比較，無明顯差異，驗證了該項自然老化跟蹤檢測工作的真實性和可靠性。另外，序號10(老化時間68個月)的數據為臺風“山竹”過后進行取樣驗證的數據，此次檢測拉伸粘結強度(1.10MPa)和斷裂伸長率(334%)與以往跟蹤檢測數據相比較，無明顯差異，證明經受超強臺風襲擊后質保25年結構膠仍然能夠保持良好的力學性能。
3.2深圳地區自然老化試驗結果
工程用質保25年結構膠在深圳地區進行了持續76個月的自然老化跟蹤試驗，歷次測試結果見表5，自然老化后力學性能的變化趨勢見圖6。
由以上圖表可以看出，質保25年結構密封膠初始拉伸粘結強度為1.10MPa，通過76個月的持續大氣自然老化，一直保持在0.93MPa~1.14MPa之間上下浮動，相對標準偏差僅6.4%，拉伸粘結強度歷年來結果無明顯差異，基本保持不變;初始斷裂伸長率為265%，在初期因深層后固化而略有增加，3.5個月后增加到380%左右，基本上一直保持在330%~436%之間上下浮動，相對標準偏差9.3%，斷裂伸長率歷年來結果無明顯差異，趨于穩定。可見，經過76個月深圳地區(亞熱帶季風氣候)的自然老化，工程用質保25年結構膠力學性能保持穩定不變，具有優異的耐久穩定性。
3.3鄭州地區不同品牌硅酮結構膠自然老化試驗結果
不同品牌硅酮結構密封膠在鄭州地區同樣自然條件下同期進行了持續72個月的自然老化跟蹤試驗(由于試樣數量原因，一些廠家產品跟蹤了48個月)，歷次測試結果見表6，自然老化后力學性能的變化趨勢見圖7。
由以上圖表可以看出，“思藍德”質保25年硅酮結構密封膠初始拉伸粘結強度為1.10MPa，通過72個月的持續大氣自然老化，一直保持在0.94MPa~1.13MPa之間上下浮動，相對標準偏差僅5.9%，拉伸粘結強度歷次結果無明顯差異，基本保持不變;初始斷裂伸長率為265%，在初期因深層后固化而略有增加，6個月后增加到380%左右，之后一直保持在333%~447%之間上下浮動，相對標準偏差8.7%，斷裂伸長率歷次結果無明顯差異，趨于穩定。可見，經過72個月鄭州地區(溫帶季風氣候)的自然老化，“思藍德”質保25年結構密封膠力學性能保持穩定不變，具有優異的耐久穩定性。
國內1#試樣，拉伸粘結強度稍有降低，伸長率明顯降低。粘結強度在初始的6個月稍有增大(從初始1.13MPa增至1.26MPa)，到12個月時恢復到初始值左右(1.13MPa)，之后緩慢降低，48個月時為0.85MPa;但伸長率明顯降低，初始時142%，到12個月以后急劇降低至72%，降低了近50%。
國內2#試樣，拉伸粘結強度和斷裂伸長率均有明顯降低。拉伸粘結強度從初始的0.96MPa降低到48個月時的0.55MPa;伸長率初始時229%，6個月內急劇降低至54%，之后緩慢降低，48個月時僅僅只有22%，已變硬變脆。
國內3#試樣，拉伸粘結強度保持良好，伸長率有所降低。拉伸粘結強度在48個月內一直保持在1.34MPa~1.48MPa之間上下浮動，歷次結果無明顯差異;伸長率初始時154%，6個月內降低至115%左右，之后趨于穩定。
國外1#試樣，拉伸粘結強度保持良好，伸長率明顯降低。拉伸粘結強度在48個月內一直保持在0.83MPa~1.05MPa之間上下浮動，歷次結果無明顯差異;伸長率初始時282%，3個月時急劇降低至150%左右，之后趨于穩定。
國外2#試樣，拉伸粘結強度保持良好，伸長率明顯降低。拉伸粘結強度在48個月內一直保持在1.01MPa~1.24MPa之間上下浮動，歷次結果無明顯差異;伸長率初始時113%，6個月時急劇降低至70%左右，之后趨于穩定。
3.4“動態”跟蹤測試
為進一步測試工程所用結構膠實際應用多年后的老化狀況，2017年，將該工程北立面7樓夾膠玻璃拆卸(見圖8)，取出該玻璃板塊所用灰色質保25年結構膠樣品進行性能檢測，與初始應用到該工程時的性能進行對比，檢測結果見表7。
從表7中可以看出，該工程所用灰色質保25年結構密封膠經過6年實際應用后，最大拉伸強度及伸長率均與初始時相比基本保持不變，性能穩定。
綜合以上分析，可以看出，隨著自然老化時間的增長，中國市場國內外不同品牌的硅酮結構膠的粘結拉伸強度和伸長率表現出不同程度的變化。符合歐洲標準ETAG002及建工行業標準JG/T475質保25年的“思藍德”硅酮結構膠拉伸粘結強度基本保持不變，伸長率在老化初期略有增加，3個月后基本趨于穩定。可見，國內市場所售硅酮結構密封膠，不同品牌質量水平差異較大，質保25年結構膠具有良好的力學和彈性保持能力，能夠更好的保證幕墻的安全和使用壽命。
4.結論
(1)國內市場所售硅酮結構密封膠，不同品牌產品質量水平及自然老化性能差異較大，隨著自然老化時間的增長，中國市場國內外不同品牌的硅酮結構膠滿足的標準不同，其拉伸粘結強度和伸長率表現出不同程度的變化。國內外不同品牌滿足GB16776質保10年硅酮結構膠的伸長率均有明顯降低，部分樣品拉伸強度明顯衰減;滿足歐洲標準ETAG002及建工行業標準JG/T475的“思藍德”質保25年硅酮結構密封膠力學性能穩定不變，具有良好的力學和彈性保持能力，具有優異的耐自然環境老化性能及耐久穩定性，能夠更好的保證幕墻的安全和使用壽命。
(2)在強臺風的作用下，高標準、高質量的硅酮結構膠依然能夠保證幕墻的安全，但是一些性能差甚至不符合相關標準要求的硅酮結構膠具有導致玻璃板塊整片脫落的風險。因此，在沿海臺風多發地區，門窗幕墻工程更應當選用高標準、高質量的結構密封膠產品，以確保幕墻安全。
參考文獻
[1]本刊綜合.當“山竹”來襲,你的建筑還堅挺嗎?[J].城市開發,2018(18):84-87.
[2]今年登陸我國最強臺風“山竹”肆虐廣東深圳[J/OL].[3]JG/T475-2015，建筑幕墻用硅酮結構密封膠[S].
[4]ETAG002,GuidelineforEuropeanTechnicalApprovalforStructuralSealantGlazingkits:Part1SupportedandUnsupportedSystems[S].2012
