玻璃幕墙粘接可靠性检测评估技术

1. 前言 　　玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能等因素有机地统一起来，能够使建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。20世纪80年代以来，我国一些大中城市和沿海开放城市陆续开始在公共建筑（词条“公共建筑”由行业大百科提供）上使用玻璃幕墙，尤其是隐框和半隐框玻璃幕墙的使用，让城市更加美丽生动。 　　隐框和半隐框玻璃幕墙是一种立柱或横梁全部或局部隐藏于玻璃内表面的围护结构，从建筑物外侧或远处看，幕墙整体光学、美学效果更优异。隐框和半隐框玻璃幕墙依靠硅酮结构密封胶将玻璃面板（词条“玻璃面板”由行业大百科提供）与铝型材副框粘接在一起，因此，对粘接性能及粘接耐久性的要求更高。 　　至今许多服役十年以上的玻璃幕墙已超过硅酮结构密封胶的质保期限，因此，对既有玻璃建筑幕墙进行安全检查显得尤为重要，其中硅酮结构密封胶的粘接安全是检查的重点。 　　然而，硅酮结构密封胶的粘接作用与传统的机械连接有着较大的差别，它的粘接机理更复杂，一旦固化使用后，检测工作便非常有难度。虽然，颁布了一系列安全检查规定和管理办法，但由于我国缺乏相关检测技术，导致玻璃幕墙粘接安全检查工作一直处于靠人为观察的初级阶段，存在很大的不确定性，检查结果的可靠度较低。 　　2009年起，我院着手开展玻璃幕墙粘接可靠性检测技术的研究和相关标准规范编制工作，自行研制了玻璃幕墙粘接性能现场检测设备，建立了较系统的玻璃幕墙粘接可靠性检测方法，并与多家研究院所、检测机构、幕墙企业、硅酮结构密封胶生产厂家共同在编建工行业工程标准《玻璃幕墙粘接可靠性检测评估技术规程》。本文对玻璃幕墙粘接可靠性检测技术和结果评估方法进行简要概述。 　　2. 玻璃幕墙粘接材料检测技术 　　《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102[1]中规定隐框和半隐框玻璃幕墙，其玻璃与铝型材的粘结必须采用中性硅酮结构密封胶。因此，玻璃幕墙中硅酮结构密封胶的性能将直接关系到玻璃幕墙的粘接可靠性。 　　硅酮结构密封胶产品的性能早在上世纪90年代便引起国家相关部门的高度重视，于1996年，颁布《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776[2]用以规范硅酮结构密封胶产品质量。 　　然而，已经在玻璃幕墙上使用的硅酮结构密封胶因其已经固化成型，不再容易被制成标准试件，因此，它的检测工作一直没有系统化、可操作性强的标准规范作为依据。 　　对于玻璃幕墙粘接材料的检测应包含：尺寸测量、硅酮结构密封胶物理性能、硅酮结构密封胶化学分析等材料基本性能检测。 　　2.1硅酮结构密封胶尺寸测量 　　其中硅酮结构密封胶尺寸直接关系到玻璃幕墙粘接质量是否满足JGJ102的幕墙结构计算要求。尺寸测量应测量硅酮结构密封胶的宽度、厚度，检测结果应与玻璃幕墙设计计算书进行复核。 　　2.2硅酮结构密封胶物理性能检测 　　邵尔A硬度是反映硅酮结构密封胶材料性能和老化程度的较直观检测指标。需对玻璃板块的硅酮结构密封胶进行切取，然后使用邵尔A硬度计进行测量。检测结果应按照GB16776中邵尔A硬度的技术要求进行评判。 　　硅酮结构密封胶力学性能的检测可按照广州白云化工实业有限公司建立的现场取样再粘结测试的方法，即对玻璃幕墙的硅酮结构密封胶进行取样，试件长度为50mm，宽度和厚度应尽量大，然后使用超高强度硅酮结构密封胶将切取的试件与基材进行再粘结，经标准试验养护后，用力学试验机进行检测，可得到玻璃幕墙的硅酮结构密封胶最大拉伸强度和拉断伸长率。检测结果应按照GB16776中23℃下拉伸性能的相关技术要求进行评判。 　　2.3硅酮结构密封胶化学性能检测 　　针对某些玻璃幕墙工程未按照规范要求使用硅酮结构密封胶作为粘接材料，进而引发粘接安全问题的情况。我们认为对玻璃幕墙粘接材料除应进行物理力学性能检测外，还应对其化学成分进行检测。化学成分检测可有效鉴别玻璃幕墙粘接材料是否为硅酮类产品。 　　我们对玻璃幕墙的硅酮结构密封胶进行取样，运用红外吸收光谱检测技术对现场取得的样品进行分析测试，可定性判定玻璃幕墙是否使用硅酮胶进行玻璃板块粘接。 　　3. 玻璃幕墙粘接性能现场检测技术 　　玻璃幕墙的粘接可靠性除应对粘接材料本身进行检测外，还应对玻璃幕墙粘接性能进行现场检测。现场检测是最能真实反映玻璃幕墙粘接情况的检测方法，可直接得到玻璃幕墙粘结强度、粘结破坏情况以及粘结破坏面积等结果。 　　目前，可操作性较强、检测结果可靠度较高的玻璃幕墙粘接性能现场检测方法有：气囊法、推杆法、吸盘法、多吸盘法、切割拉拔法。其中，气囊法、推杆法、多吸盘法均为现场无损检测方法;吸盘法、切割拉拔法为现场局部破损检测方法。对于现场局部破损检测方法应在检测完毕后对检测单元进行修复及固定。 　　3.1气囊法 　　气囊法的原理是通过使用气囊加压对被测玻璃面板内侧产生推力，从而模拟均匀风压作用，以检测被测玻璃面板与框架之间粘接用硅酮结构密封胶的粘接性能。气囊法是一种在玻璃幕墙室内进行的最接近玻璃幕墙风压作用的检测方法。该方法需安装位移测量装置，通过测量硅酮结构密封胶的位移量来表征玻璃幕墙粘接情况。 　　气囊法检测设备由气囊(气囊尺寸应与玻璃幕墙被测面板相同)、气囊加压装置、压力测量装置及位移测量装置组成。气囊法检测设备安装示意图如图1。 　　气囊法可对被测玻璃面板逐级加压至标准风压，并测得标准风压下硅酮结构密封胶的位移值Cs。按照JGJ102计算公式，可计算得到标准风压作用下，硅酮结构密封胶的允许位移量。将检测所得位移量与JGJ102计算所得位移量进行比较。当检测所得位移量大于JGJ102计算所得位移量时，我们认为硅酮结构密封胶超出其弹性（词条“弹性”由行业大百科提供）区间，即当玻璃幕墙受标准风压作用时，出现老化失效、粘接失效的可能性较大，不再满足JGJ102要求。