2018年9月16日，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”襲擊了深圳、珠海、廣州、香港等地，風(fēng)力14級(jí)以上，陣風(fēng)高達(dá)17級(jí)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(xiàn)玻璃墜落現(xiàn)象[1-2]。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠作為玻璃幕墻結(jié)構(gòu)裝配粘結(jié)的關(guān)鍵材料，是否能夠承受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)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(guān)注。為考察硅酮結(jié)構(gòu)密封膠對(duì)經(jīng)受臺(tái)風(fēng)襲擊的玻璃幕墻的影響，鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司對(duì)受臺(tái)風(fēng)影響最嚴(yán)重的深圳、珠海兩地部分玻璃幕墻工程（詞條“玻璃幕墻工程”由行業(yè)大百科提供）進(jìn)行了跟蹤調(diào)研。并對(duì)典型工程用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠以及國(guó)內(nèi)外多個(gè)品牌硅酮結(jié)構(gòu)密封膠進(jìn)行了自然老化跟蹤測(cè)試及對(duì)比分析，提出建筑幕墻（詞條“建筑幕墻”由行業(yè)大百科提供）硅酮結(jié)構(gòu)密封膠合理選材的建議，以提升我國(guó)幕墻工程的質(zhì)量安全。
1. 臺(tái)風(fēng)過后建筑幕墻工程調(diào)研情況
工程基本情況：共調(diào)研玻璃幕墻工程19項(xiàng)，其中滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)ETAG002質(zhì)保25年硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品(簡(jiǎn)稱“質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠”)的工程6個(gè)(見表1)。所用密封膠：結(jié)構(gòu)密封膠均為“思藍(lán)德”牌硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。
臺(tái)風(fēng)過后幕墻情況：19項(xiàng)幕墻工程全部完好無損,沒有因結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量問題造成板塊脫粘或脫落現(xiàn)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(gè)在建項(xiàng)目工程，臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)工程正處于玻璃板塊安裝階段，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)使得板塊受力狀態(tài)多變——承受拉伸、剪切、疲勞、蠕變等多種復(fù)雜受力，板塊損壞的風(fēng)險(xiǎn)很大，在遭受了“山竹”強(qiáng)臺(tái)風(fēng)及暴雨襲擊之后，無一例玻璃板塊受損脫粘或脫落現(xiàn)象，充分驗(yàn)證了質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠在惡劣環(huán)境條件下具有高強(qiáng)的抗風(fēng)壓能力，優(yōu)異的耐疲勞和抗蠕變性能，在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的作用下仍然能夠保證幕墻的安全。
為了更好地考察質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠的實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)比質(zhì)保10年結(jié)構(gòu)膠的性能優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)不同地區(qū)對(duì)典型工程用質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠以及國(guó)內(nèi)外多個(gè)品牌質(zhì)保10年結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行了自然老化跟蹤測(cè)試的研究。
2.典型玻璃幕墻工程用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠跟蹤研究
2.1工程及跟蹤測(cè)試基本情況
該玻璃幕墻工程所在地深圳屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，夏長(zhǎng)冬短，日照充足，雨量充沛，自然環(huán)境條件詳見表2。年日照時(shí)數(shù)平均為1889.3h，年降水量平均為2042.2mm，年平均有4次臺(tái)風(fēng)。作為沿海地區(qū)日照雨水充足的自然條件以及多發(fā)臺(tái)風(fēng)的環(huán)境對(duì)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的耐老化性能帶來嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
該工程始建于2010年，幕墻結(jié)構(gòu)粘結(jié)裝配采用“思藍(lán)德”質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠，自2012年開始對(duì)該工程用質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠開展長(zhǎng)期自然老化跟蹤檢測(cè)工作。2016年2月，由業(yè)主代表、施工方代表、行業(yè)知名專家代表對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)工作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，驗(yàn)證該項(xiàng)跟蹤檢測(cè)工作的真實(shí)性和可靠性。2017年，業(yè)主方將該工程正在使用的一塊玻璃板塊拆卸，割取結(jié)構(gòu)密封膠進(jìn)行了性能檢測(cè)，考察了實(shí)際工程應(yīng)用過程中結(jié)構(gòu)密封膠的性能保持情況(“動(dòng)態(tài)”跟蹤測(cè)試)。2018年臺(tái)風(fēng)“山竹”過后，再次對(duì)結(jié)構(gòu)膠取樣進(jìn)行性能檢測(cè)，驗(yàn)證經(jīng)受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)后質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠的穩(wěn)定性。
2.2 跟蹤測(cè)試試樣及制作
選取國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)內(nèi)外6個(gè)知名品牌硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品，具體信息見表3。
試樣制作方法：對(duì)選取的各品牌密封膠，按規(guī)定數(shù)量(滿足跟蹤年限需要)制作符合標(biāo)準(zhǔn)ETAG002或JG/T 475-2015要求的“工”型試樣(見圖1)。試樣制作完畢后，放置在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度23±2℃、相對(duì)濕度50±5%)下養(yǎng)護(hù)28 d。
(注：圖中標(biāo)注尺寸單位為mm;1-玻璃基材（詞條“基材”由行業(yè)大百科提供）;2-鋁基材;3-硅酮結(jié)構(gòu)密封膠所用基材：玻璃為浮法玻璃，鋁基材為陽(yáng)極氧化鋁型材。)
2.3 試樣放置場(chǎng)地
將已制作養(yǎng)護(hù)好試樣分別放置在3個(gè)場(chǎng)地：(1)實(shí)際應(yīng)用的工程現(xiàn)場(chǎng)(工程樓頂平臺(tái)，見圖2);(2)深圳地區(qū)(亞熱帶季風(fēng)氣候，見圖3);(3)鄭州地區(qū)(溫帶季風(fēng)氣候，見圖4)。
2.4 跟蹤檢測(cè)周期及取樣
計(jì)劃進(jìn)行50年自然老化跟蹤檢測(cè)，每年取樣2次，每次取回試樣在標(biāo)準(zhǔn)條件下靜置(24±4)h，進(jìn)行力學(xué)性能等檢測(cè)。
2.5檢測(cè)方法及結(jié)果表示
根據(jù)ETAG002或JG/T 475標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行拉伸粘結(jié)性測(cè)試[3-4]。試驗(yàn)溫度：23℃±2℃，拉伸速度為5mm/min。結(jié)果表示：粘結(jié)拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率。
3.結(jié)果分析
3.1工程樓頂平臺(tái)自然老化試驗(yàn)結(jié)果
自2013年2月以來，已持續(xù)68個(gè)月對(duì)該工程樓頂平臺(tái)放置的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠老化情況進(jìn)行跟蹤，并對(duì)所取試樣進(jìn)行了性能測(cè)試，歷次的測(cè)試結(jié)果見表4，性能測(cè)試結(jié)果趨勢(shì)見圖5。
由以上圖表可以看出，質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)密封膠初始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（詞條“粘結(jié)強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）為1.10MPa，通過68個(gè)月的持續(xù)自然老化，一直保持在0.96~1.14MPa之間上下浮動(dòng)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差6.7%，產(chǎn)品拉伸粘結(jié)強(qiáng)度基本保持不變;初始斷裂伸長(zhǎng)率（詞條“斷裂伸長(zhǎng)率”由行業(yè)大百科提供）為265%，在初期因深層后固化而略有增加，5個(gè)月后增加到400%以上(450%)，之后一直保持在370%~413%之間上下浮動(dòng)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差7.1%，斷裂（詞條“斷裂”由行業(yè)大百科提供）伸長(zhǎng)率歷次測(cè)試結(jié)果無明顯差異，產(chǎn)品彈性基本保持穩(wěn)定。可見，經(jīng)過68個(gè)月的自然老化，該項(xiàng)工程用質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)密封膠力學(xué)性能保持穩(wěn)定不變，具有優(yōu)異的耐久穩(wěn)定性。
值得關(guān)注的是，表4中序號(hào)7(老化時(shí)間36個(gè)月)的數(shù)據(jù)為一次多方專家代表(業(yè)主代表、施工方代表、行業(yè)專家代表)現(xiàn)場(chǎng)共同監(jiān)督驗(yàn)證的檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，此次檢測(cè)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(0.99MPa)和斷裂伸長(zhǎng)率(378%)與以往跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)相比較，無明顯差異，驗(yàn)證了該項(xiàng)自然老化跟蹤檢測(cè)工作的真實(shí)性和可靠性。另外，序號(hào)10(老化時(shí)間68個(gè)月)的數(shù)據(jù)為臺(tái)風(fēng)“山竹”過后進(jìn)行取樣驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，此次檢測(cè)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(1.10MPa)和斷裂伸長(zhǎng)率(334%)與以往跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)相比較，無明顯差異，證明經(jīng)受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲擊后質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠仍然能夠保持良好的力學(xué)性能。
3.2深圳地區(qū)自然老化試驗(yàn)結(jié)果
工程用質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠在深圳地區(qū)進(jìn)行了持續(xù)76個(gè)月的自然老化跟蹤試驗(yàn)，歷次測(cè)試結(jié)果見表5，自然老化后力學(xué)性能的變化趨勢(shì)見圖6。
由以上圖表可以看出，質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)密封膠初始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度為1.10MPa，通過76個(gè)月的持續(xù)大氣自然老化，一直保持在0.93MPa~1.14MPa之間上下浮動(dòng)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差僅6.4%，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度歷年來結(jié)果無明顯差異，基本保持不變;初始斷裂伸長(zhǎng)率為265%，在初期因深層后固化而略有增加，3.5個(gè)月后增加到380%左右，基本上一直保持在330%~436%之間上下浮動(dòng)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差9.3%，斷裂伸長(zhǎng)率歷年來結(jié)果無明顯差異，趨于穩(wěn)定。可見，經(jīng)過76個(gè)月深圳地區(qū)(亞熱帶季風(fēng)氣候)的自然老化，工程用質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠力學(xué)性能保持穩(wěn)定不變，具有優(yōu)異的耐久穩(wěn)定性。
3.3鄭州地區(qū)不同品牌硅酮結(jié)構(gòu)膠自然老化試驗(yàn)結(jié)果
不同品牌硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在鄭州地區(qū)同樣自然條件下同期進(jìn)行了持續(xù)72個(gè)月的自然老化跟蹤試驗(yàn)(由于試樣數(shù)量原因，一些廠家產(chǎn)品跟蹤了48個(gè)月)，歷次測(cè)試結(jié)果見表6，自然老化后力學(xué)性能的變化趨勢(shì)見圖7。
由以上圖表可以看出，“思藍(lán)德”質(zhì)保25年硅酮結(jié)構(gòu)密封膠初始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度為1.10MPa，通過72個(gè)月的持續(xù)大氣自然老化，一直保持在0.94MPa~1.13MPa之間上下浮動(dòng)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差僅5.9%，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度歷次結(jié)果無明顯差異，基本保持不變;初始斷裂伸長(zhǎng)率為265%，在初期因深層后固化而略有增加，6個(gè)月后增加到380%左右，之后一直保持在333%~447%之間上下浮動(dòng)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差8.7%，斷裂伸長(zhǎng)率歷次結(jié)果無明顯差異，趨于穩(wěn)定。可見，經(jīng)過72個(gè)月鄭州地區(qū)(溫帶季風(fēng)氣候)的自然老化，“思藍(lán)德”質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)密封膠力學(xué)性能保持穩(wěn)定不變，具有優(yōu)異的耐久穩(wěn)定性。
國(guó)內(nèi)1#試樣，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度稍有降低，伸長(zhǎng)率明顯降低。粘結(jié)強(qiáng)度在初始的6個(gè)月稍有增大(從初始1.13MPa增至1.26 MPa)，到12個(gè)月時(shí)恢復(fù)到初始值左右(1.13 MPa)，之后緩慢降低，48個(gè)月時(shí)為 0.85 MPa;但伸長(zhǎng)率明顯降低，初始時(shí)142%，到12個(gè)月以后急劇降低至72%，降低了近50%。
國(guó)內(nèi)2#試樣，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均有明顯降低。拉伸粘結(jié)強(qiáng)度從初始的0.96 MPa降低到48個(gè)月時(shí)的0.55MPa;伸長(zhǎng)率初始時(shí)229%，6個(gè)月內(nèi)急劇降低至54%，之后緩慢降低，48個(gè)月時(shí)僅僅只有22%，已變硬變脆。
國(guó)內(nèi)3#試樣，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度保持良好，伸長(zhǎng)率有所降低。拉伸粘結(jié)強(qiáng)度在48個(gè)月內(nèi)一直保持在1.34MPa~1.48MPa之間上下浮動(dòng)，歷次結(jié)果無明顯差異;伸長(zhǎng)率初始時(shí)154%，6個(gè)月內(nèi)降低至115%左右，之后趨于穩(wěn)定。
國(guó)外1#試樣，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度保持良好，伸長(zhǎng)率明顯降低。拉伸粘結(jié)強(qiáng)度在48個(gè)月內(nèi)一直保持在0.83MPa~1.05MPa之間上下浮動(dòng)，歷次結(jié)果無明顯差異;伸長(zhǎng)率初始時(shí)282%，3個(gè)月時(shí)急劇降低至150%左右，之后趨于穩(wěn)定。
國(guó)外2#試樣，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度保持良好，伸長(zhǎng)率明顯降低。拉伸粘結(jié)強(qiáng)度在48個(gè)月內(nèi)一直保持在1.01MPa~1.24MPa之間上下浮動(dòng)，歷次結(jié)果無明顯差異;伸長(zhǎng)率初始時(shí)113%，6個(gè)月時(shí)急劇降低至70%左右，之后趨于穩(wěn)定。
3.4“動(dòng)態(tài)”跟蹤測(cè)試
為進(jìn)一步測(cè)試工程所用結(jié)構(gòu)膠實(shí)際應(yīng)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(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠樣品進(jìn)行性能檢測(cè)，與初始應(yīng)用到該工程時(shí)的性能進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)結(jié)果見表7。
從表7中可以看出，該工程所用灰色質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)密封膠經(jīng)過6年實(shí)際應(yīng)用后，最大拉伸強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率均與初始時(shí)相比基本保持不變，性能穩(wěn)定。
綜合以上分析，可以看出，隨著自然老化時(shí)間的增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)國(guó)內(nèi)外不同品牌的硅酮結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率表現(xiàn)出不同程度的變化。符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)ETAG002及建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T475質(zhì)保25年的“思藍(lán)德”硅酮結(jié)構(gòu)膠拉伸粘結(jié)強(qiáng)度基本保持不變，伸長(zhǎng)率在老化初期略有增加，3個(gè)月后基本趨于穩(wěn)定。可見，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所售硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，不同品牌質(zhì)量水平差異較大，質(zhì)保25年結(jié)構(gòu)膠具有良好的力學(xué)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(jié)論
(1)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所售硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，不同品牌產(chǎn)品質(zhì)量水平及自然老化性能差異較大，隨著自然老化時(shí)間的增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)國(guó)內(nèi)外不同品牌的硅酮結(jié)構(gòu)膠滿足的標(biāo)準(zhǔn)不同，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率表現(xiàn)出不同程度的變化。國(guó)內(nèi)外不同品牌滿足GB16776質(zhì)保10年硅酮結(jié)構(gòu)膠的伸長(zhǎng)率均有明顯降低，部分樣品拉伸強(qiáng)度明顯衰減;滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)ETAG002及建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T475的 “思藍(lán)德”質(zhì)保25年硅酮結(jié)構(gòu)密封膠力學(xué)性能穩(wěn)定不變，具有良好的力學(xué)和彈性保持能力，具有優(yōu)異的耐自然環(huán)境老化性能及耐久穩(wěn)定性，能夠更好的保證幕墻的安全和使用壽命。
(2)在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的作用下，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的硅酮結(jié)構(gòu)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的硅酮結(jié)構(gòu)膠具有導(dǎo)致玻璃板塊整片脫落的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在沿海臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，門窗幕墻工程更應(yīng)當(dāng)選用高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品，以確保幕墻安全。
參考文獻(xiàn)
[1]本刊綜合.當(dāng)“山竹”來襲,你的建筑還堅(jiān)挺嗎?[J].城市開發(fā),2018(18):84-87.
[2] 今年登陸我國(guó)最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”肆虐廣東深圳[J/OL].[3] JG/T 475-2015，建筑幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠[S].
[4] ETAG 002, Guideline for European Technical Approval for Structural Sealant Glazing kits: Part 1 Supported and Unsupported Systems [S]. 2012
