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结构胶的表现不是短跑而是马拉松

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  结校胶的寿命直接关乎到幕墙的寿命,在我国幕墙工程快速增长的同时,结校胶也取得了快速发展。
  有机硅化合物已经有150年的历史,正式大规模的使用是在20世纪60年代。从研究的历史和基础来看,我国跟世界先进水平还是存在一定差距,但是通过改革开放30年的积累,差距在不断缩小。中国的建筑业飞速发展,现已成为建筑大国,在建筑的幕墙领域,国产硅酮胶的市场份额将会越来越大。
  硅酮结构胶是影响幕墙寿命的控制性材料
  记者:硅酮结构胶为什么比较受关注?
  石正金:硅酮结构胶的性能和寿命是行业内被长期关注的一个话题,生产厂家、施工单位、直接用户以及设计人员都很关注。小小的胶条就像缝衣线,对建筑部件进行弹性的连接,并且还要承受相应的作用力。像缝衣线一样,这种材料的用量和所占成本并不大,但起到的作用非常关键。由于建筑的大部分主体材料都是无机的,所以这些主体材料的耐久性一般是有保障的。但是硅酮密封胶属于有机材料,耐久性不如无机材料,所以硅酮结构胶应该是影响幕墙建筑使用寿命和结构安全的控制性、制约性材料。
  记者:硅酮结构胶的实际使用的粘接性能如何处理?
  石正金:这涉及到两个很重要的指标——粘接破坏面积和粘接强度,毫无疑问我们必须要保证结构胶足够的粘接力和粘接持久性。不粘接有一些典型的表现:一些胶条我们用不太大的力一拉就剥离下来了,而且剥离面显得很光滑,没有多少残留的胶块,更多情况是拉的强度也够,但是粘接破坏面积会超标。怎么解决这些粘接的问题?并不存在万能的胶,目前行业的现状应该是这样的,标准的材料比如玻璃,可以保证粘得非常好。标准的阳极氧化铝的型材,粘接也有保证,但是对于新型的各种表面处理的材料,粘结速度和效果就可能会差一些。所以现在通用的办法就是在粘接上有针对性地打一些底涂,而且底涂的好处就是在界面上改善粘接状况,避免了一味在整个胶体中添加过多的不稳定物质,影响硅酮结构胶长期的使用。底涂是被长时间证明很有用的一种解决办法,我们希望行业要有一个共识,不要嫌麻烦。同时在新型材料的选用上要兼顾外观与安全,施工单位要充分理解和配合。
  记者:硅酮胶作为建筑材料有哪些优缺点?
  石正金:硅酮胶既含有有机的基团又含有无机的Si—O结构,这种结构使它兼备了无机和有机材料的性能,尤其表现在有优异的耐紫外、耐热和耐老化的性能,所以它是建筑幕墙经历过时间检验的首选材料,在国外有40多年的应用历史,我们国内也有30年历史了。
  但是硅酮胶也有缺点,它在耐酸碱性、耐水解以及化学惰性等方面是比不上C—C高分子化合物的。所以在有酸碱、金属催化剂等物质作用下,同时有水汽的情况下(特别这种产品的水汽透过率很高),硅酮结构密封胶有可能发生化学反应产生老化及性能衰退。
  记者:硅酮结构胶老化的表现有哪些?
  石正金:这里有一个关键词叫化学老化,物理老化是一个方面,化学老化是一个更核心的东西。老化的表现主要是粘接力和拉伸强度、断裂伸长率、弹性恢复率等性能的明显变差,严重时胶体会变得很硬,失去弹性。老化的表现也有初期和长期,高分子在初期的老化降解过程中首先是核心交联点发生降解,这样胶的交联密度是下降了,强度下降了,但是高分子基本的链还在,所以虽然他的伸长率增加了,但是回弹率下降了,老化已经开始了。但是如果深度老化,高分子已经慢慢分解了,甚至挥发掉,剩下更多的是填料,所以弹性很差,就会粉化、硬化。所以我国对于既有幕墙的跟踪和检测已经提上了行业的议事日程。
  硅酮结构胶的标准要向欧标看齐
  记者:可否介绍一下硅酮结构胶的标准问题?
  石正金:关于硅酮结构胶我们国內目前有强制性的国标(GB16776-2005),2015年也发布了建工行业标准(JG/T475-2015),这个标准是参照欧标(ETAG002)制定的。我们国标也实施了十几年,为我们行业的发展起到了不可替代的作用。但现在看来特别是近几年,跟欧标相比我们还是有差距的。这个差距主要表现在:我们的国标主要是测量标准条件下新鲜胶的一些性能,而胶老化后性能观测的量和度都不够。相对来说欧标在这方面做得更好,一系列老化试验以后再看胶的相对性能能保持多少,它们都要求相对性能的保持率不低于75%,这就涉及到胶的短期与长期、静态与动态、绝对值与相对值的关系,强调了均衡稳定和长期的动态性能的保持。
  记者:我国现行的国标跟欧标相比有哪些需要补充或加强的?
  石正金:欧标的一些检测项目要求比国标的高,比如在水紫外检测时,要求照射1000多小时,照射的时间和强度都是国标的2~3倍;浸水检测时,要求的水温更高,使用的水也更接近现实真实的水。还有一些项目检测我们国标是暂时没有的,比如:红外光谱分析,可以检测不同批次的密封胶成分的稳定性和一致性;模拟不良的环境因素:潮湿的二氧化硫、盐雾、酸雾试验;另外抗撕裂、剪切强度,抗机械疲劳等试验更全面的测试硅酮结构胶在实际使用时的性能。可以看到欧标非常关注老化和寿命,关注使用过程中的长期性能能不能够保持。国标和欧标的对比,举个例子就像我们的高考一样,我们在入学考核时是非常严苛的,但是学生以后的发展怎么样不能肯定,欧标就看得全面长远一点。
  记者:可以说欧标比国标更严格吗?
  石正金:不一定更严格,确切说是更科学。其实我们有一个标准比欧标更严格,就是粘接破坏面积不能大于5%,欧洲标准是10%,但是5%我们认为也不很科学,粘接破坏不仅要考虑破坏面积,还要考虑破坏时的粘结强度,如果粘结破坏时的强度远大于设计要求,就算粘结破坏面积有点超标,对实际使用其实并没有很大影响。这个条件太苛刻,迫使大家注重粘结破坏面积,花费更多的精力在调整胶体内聚强度方面,不能兼顾胶体长期的性能。高分子材料的粘附性实际上是一个不断改善的过程,前期要求这么严格可能会引起其他一些不良影响,比如过分添加增粘剂,结果造成对使用寿命的不良影响。
  硅酮结构胶的表现不是短跑而是马拉松
  记者:目前硅酮结构胶的寿命如何?
  石正金:对于结构胶寿命的问题,其实这是涉及到建筑安全的一个关键概念。如果幕墙的寿命按一百年算,结构胶的寿命是十五年还是二十五年维修的次数和成本就大不一样。按目前行业的说法如果通过欧标寿命可以达到二十五年,国标就是十到十五年。根据我们对寿命影响因素的理解,要解决这个问题配方是关键,要尊重它的化学规律,对一些短期的要求不能过分迁就。国内和国外的胶其实都面临着一样的问题,高层幕墙用国产胶的比例还不是很高,国内跟国外比肯定还是有差距的,在研究历史和细节方面的程度都不一样,但是面临的老化问题是一样的。结构胶有使用方便的特点,打上去就能固化,看上去非常好。但是加速它固化的催化剂是双刃剑,在密封胶老化时,也可以让胶加速分解。我国是幕墙大国,所以安全和稳妥也是一个重大问题,目前行业普遍采纳加托条的构造办法来强化幕墙单元结构安全。
  我们虽然是结构胶的生产厂家,但也不能盲目说我们的胶能保多少年,还是希望整个行业能健康理性发展,在没有确凿的实验和实践检验的情况下,对结构胶寿命的宣传要慎重,目前对于50年的说法不太妥当,25年是结合欧标来说的。所以虽然说幕墙的历史有50年了,但并不代表结构胶的寿命也能达到50年。
  记者:对于延长结构胶的寿命我们可以做什么?
  石正金:我国结构胶要达到世界水平,能让大家放心使用,离不开胶厂的努力、国家标准的科学规范、行业协会的引导和管理,以及上下游行业的理解支持和配合。单从厂家来说要切实从配方和检测这两大方面深入改进。从过去来看我们行业还是承受了很大的压力,从未来来看,我国幕墙行业还是处在发展阶段。结构胶的表现不应该是短跑而应该是马拉松,所以做结构胶不是简单接几个活,而是要长期对客户负责。我们有信心做得越来越好。
  【文献标识码】D
  【文章编号】1671-3362(2020)02-0032-02
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