幕墻質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防措施

顏 琦

一、前 言

我國(guó)幕墻總量已超過(guò)世界總量的1/2，預(yù)計(jì)在今后數(shù)年內(nèi)，鋁合金門窗及幕墻行業(yè)仍將是持續(xù)、高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。但是在飛速發(fā)展的背后，隱藏著許多問(wèn)題。由于建筑幕墻大多用于公共建筑、商務(wù)中心區(qū)域，該區(qū)域人流勢(shì)必密集，若板片高空墜落，其后果是災(zāi)難性的。且板片墜落會(huì)對(duì)社會(huì)造成很大的影響，造成民眾從心理產(chǎn)生恐慌，也影響了建筑物業(yè)及幕墻施工企業(yè)的信譽(yù)。所以幕墻的安全隱患會(huì)造成很大的危害。

二、幕墻質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

1.產(chǎn)品原因

不合格產(chǎn)品應(yīng)用于結(jié)構(gòu)性裝配，如耐候膠，甚至是假膠被用于結(jié)構(gòu)性裝配。大家知道，這些產(chǎn)品的性能達(dá)不到結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量要求，勢(shì)必存在安全隱患。

（1）幕墻板依靠硅酮結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在外墻框架上，這就要求結(jié)構(gòu)膠既要有足夠的強(qiáng)度，能承受50年或100年一遇的最大設(shè)計(jì)荷載，又要具有足夠的彈性，能承受風(fēng)荷載、熱、地震和建筑沉降引起的結(jié)構(gòu)變位，而且要保證位移時(shí)的應(yīng)力不大于預(yù)應(yīng)力。

（2）從結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品使用情況來(lái)看，普遍存在強(qiáng)度高而彈性不足的問(wèn)題。產(chǎn)品強(qiáng)度遠(yuǎn)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，且彈性模量相差也很大，這種差異表明產(chǎn)品彈性、柔度或剛度的不同，在工程應(yīng)用中將直接影響到結(jié)構(gòu)膠的選材和結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)定。

（3）如果考慮風(fēng)壓、建筑層間變位等綜合計(jì)算，將會(huì)有更大的相對(duì)位移，可能有更多的產(chǎn)品被淘汰，不能用于結(jié)構(gòu)的裝配。

（4）產(chǎn)品過(guò)期。這主要指的是密封膠在運(yùn)輸、存儲(chǔ)過(guò)程中不可避免的受熱，其物理性能衰減而導(dǎo)致的提前過(guò)期現(xiàn)象。特別是在夏天，溫度較高，這種現(xiàn)象特別明顯。

（5）密封膠進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)該對(duì)其性能做一簡(jiǎn)單評(píng)估，先通過(guò)表干時(shí)間檢查來(lái)做粗略判斷，將密封膠打成刮片，過(guò)一段時(shí)間后用手去觸摸，觀察多久密封膠不粘手。還應(yīng)該對(duì)將硅酮膠打成片或條的密封膠在固化3d后用手拉伸以測(cè)試其是否具有彈性，如果彈性良好則可以使用。

2.接口設(shè)計(jì)不當(dāng)

（1）接口設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)性裝配中也非常重要。大家知道，結(jié)構(gòu)膠必須具有足夠的寬度以承受風(fēng)壓或自重等因素，結(jié)構(gòu)膠寬度要求和大樓受到的風(fēng)壓和玻璃的尺寸成比例。設(shè)計(jì)風(fēng)壓和玻璃的尺寸越大，結(jié)構(gòu)膠寬度越大；同樣板片越重，結(jié)構(gòu)膠的寬度就越大；正確的結(jié)構(gòu)膠深度使密封膠容易安裝并容許結(jié)構(gòu)性接口減少由于不同的溫差位移引起的應(yīng)力。由于溫度的變化，所有結(jié)構(gòu)性裝配的板片都要經(jīng)受周而復(fù)始的伸張和壓縮。膠深必須正確設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)這些運(yùn)動(dòng)。因此結(jié)構(gòu)膠的深度和寬度也應(yīng)該經(jīng)過(guò)精確計(jì)算。

（2）除了結(jié)構(gòu)膠的寬度和深度達(dá)到要求外，易于施工的特性和密封膠固化特性卻常常被忽略，大部分結(jié)構(gòu)性裝配失敗的原因就產(chǎn)生于此。以L型接口為例，不當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)不僅使硅膠施打不便，接口不易注滿，而且清潔也不方便，那么硅酮膠的粘結(jié)性就沒(méi)有保證。

3.粘結(jié)失敗

（1）為了避免粘結(jié)失敗，我們需要從理論上分析粘結(jié)產(chǎn)生的理論。粘結(jié)的原因有兩個(gè)：一是物理作用，指密封膠由于具有較小的表面張力，可以在基材表面鋪展，充分潤(rùn)濕基材，那么它就可以進(jìn)入從微觀角度粗糙的基材內(nèi)部，形成類似于聯(lián)鎖的結(jié)構(gòu)；二是化學(xué)作用，待密封膠固化后就形成一定的作用力。這兩個(gè)原因同時(shí)作用，相輔相成。

（2）粘結(jié)性有關(guān)因素

①基材料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，比如粗糙度、多孔性，表面能量，化學(xué)組成 （氧化物，添加劑：填料，塑化劑等），材料后處理 （涂層、研磨、脫模）等。

②表面的清潔程度、溶劑選擇。

③粘接劑的性質(zhì)。

④固化條件。

4.幕墻系統(tǒng)漏水

幕墻系統(tǒng)漏水會(huì)產(chǎn)生以下危害：水滲入大樓內(nèi)部，會(huì)使主體結(jié)構(gòu) （不管是鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)）經(jīng)常處于潮濕環(huán)境中，腐蝕幕墻錨固件，從而縮短建筑物的使用壽命，并影響大樓的安全性；密封膠失效大樓氣密性和水密性不足，大樓能耗增加，這還是一種不環(huán)保的表現(xiàn)；水滲入大樓會(huì)導(dǎo)致大樓內(nèi)裝修破壞，大樓價(jià)值大大降低，給用戶造成損失。

（1） 施工不當(dāng)

包括漏打硅膠，偷工減料或不依照?qǐng)D紙施工，密封膠沒(méi)有注滿接口。當(dāng)外力、縫隙、水三因素同時(shí)存在時(shí)就可能發(fā)生漏水，漏打硅膠，或者偷工減料或不依照?qǐng)D紙施工，這些都會(huì)造成密封不嚴(yán)，導(dǎo)致漏水。同時(shí)還要注意密封膠應(yīng)該充滿整個(gè)接口，和基材充分接觸，這樣才能保證密封膠和基材之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)性，同時(shí)也是密封膠耐久性能的前提之一。

（2）硅膠位移能力達(dá)不到接口位移量

一是密封膠的耐候性不佳，所以其抗老化能力不足，而密封膠老化后位移能力明顯降低，不能滿足板片的位移量；二是使用了低位移能力的密封膠，甚至是假膠；三是接口設(shè)計(jì)不當(dāng)，密封膠的位移能力得不到發(fā)揮。目前隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，競(jìng)爭(zhēng)的加居，也出現(xiàn)了惡性競(jìng)爭(zhēng)的局面。主要表現(xiàn)有：

在密封膠中填充礦物油。填充了礦油的密封膠可大大降低成本，用戶使用過(guò)程中并不能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，但在應(yīng)用1年以內(nèi)，所填充的礦物油會(huì)全部揮發(fā)掉，礦物油揮發(fā)以后，膠的質(zhì)量會(huì)變得極差，造成工程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

其次，在密封膠中填充大量填料。填料被大量無(wú)限制填充后，密封膠會(huì)變得很脆、無(wú)彈性、伸長(zhǎng)率差，在建筑上使用后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的開(kāi)裂、漏水問(wèn)題。

5.石材幕墻外觀污染

（1）石材一旦發(fā)生被污染，很難用化學(xué)或物理的方法將其去除。國(guó)外曾經(jīng)嘗試用化學(xué)吸咐劑去除污染的石材。它們將化學(xué)試劑涂在污染的石材接縫周圍，并用遮蔽膠條覆蓋，試圖將接縫里的有機(jī)物吸出來(lái)，結(jié)果徒勞無(wú)功；也有人試圖用物理的方法將接縫里的有機(jī)物分離出來(lái)，但發(fā)現(xiàn)所需的費(fèi)用比換掉石材還要貴。當(dāng)發(fā)現(xiàn)石材受污染后，唯一有效的辦法就是馬上將接縫里的密封膠剔除，從而阻止石材進(jìn)一步污染，并重新施打不污染石材的密封膠。

（2）密封膠污染石材的主要原因是密封膠里所含的一些有機(jī)物 （如不參與反應(yīng)的塑化劑和未反應(yīng)完的高分子聚合物以及一些載體和添加劑等），隨著時(shí)間推移慢慢滲透到石材的毛細(xì)孔中而在石材接縫的兩邊形成一條黑色的帶狀，我們稱之為污染。由此可見(jiàn)，塑化劑是污染的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

（3）密封膠對(duì)石材的污染是通過(guò)毛細(xì)管滲透原理而形成的。污染現(xiàn)象發(fā)生的快慢主要取決于密封膠的施打位置、密封膠的類型和分子的大小及石材孔隙的大小和分布情況等。在自然環(huán)境條件下，石材孔隙越大，有機(jī)物滲透速度就越慢，反之石材孔隙越小，有機(jī)物滲透速度就越快。

（4）杜絕石材污染的最有效方法是使用不含塑化劑的高性能硅密封膠，由于其配方中不含塑化劑，因此從根本上杜絕了產(chǎn)生污染的可能性。

6.中空玻璃產(chǎn)生的問(wèn)題

（1）中空玻璃單元的邊緣密封系統(tǒng)的主要功能是防止水汽進(jìn)入，并將兩片或多片玻璃結(jié)構(gòu)性黏接起來(lái)，通過(guò)雙重邊緣密封系統(tǒng)可以取得最好的密封效果。

（2）在該系統(tǒng)中，第一道密封是由聚異丁烯基密封膠提供水汽密封，第二道彈性密封則確保中空玻璃單元在相應(yīng)荷載下的結(jié)構(gòu)整體性。大多數(shù)過(guò)早失效的中空玻璃單元，也就是安裝幾年內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)失效，是由于第二道密封的黏結(jié)性喪失而引起的。

（3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)玻璃內(nèi)框里有水汽凝露時(shí)（結(jié)霧），中空玻璃單元可以被卸載作是失效了。更有甚者，用有機(jī)膠 （以聚硫密封膠居多）作為第二道密封的中空玻璃用作結(jié)構(gòu)性裝配，這樣就相當(dāng)于用有機(jī)膠作為結(jié)構(gòu)性裝配，因此造成的板片跌落案例也不稀奇。

（4）由于中空玻璃是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到許多因素，應(yīng)采取必要措施防止問(wèn)題的產(chǎn)生。

①結(jié)構(gòu)性裝配的中空玻璃單元必須選用硅酮結(jié)構(gòu)膠作為二道密封；②在相對(duì)恒定條件下，有機(jī)密封膠密封的中空玻璃單元與硅酮密封膠密封的中空玻璃單元的壽命相近，但是在具體的工程實(shí)踐中，硅酮密封的中空玻璃單元依然具有較長(zhǎng)壽命；③裝配因素對(duì)中空玻璃單元的壽命影響也至關(guān)重要，但是由于其中牽涉的環(huán)節(jié)太多，客戶在選用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)廠家的工程案例的環(huán)境、時(shí)間等因素進(jìn)行了解，然后選用經(jīng)過(guò)環(huán)境及時(shí)間考驗(yàn)的品牌產(chǎn)品；④由于大多數(shù)中空玻璃的失效是由于第二道密封的性能喪失，諸如粘結(jié)性喪失，彈性降低引起，所以對(duì)第二道密封的密封膠選擇也是一個(gè)很重要的因素。

三、幕墻系統(tǒng)密封膠選擇的重要性

在幕墻結(jié)構(gòu)性裝配失效及建筑物漏水等原因分析中，可以看出密封膠是影響其最重要的一個(gè)因素，包括結(jié)構(gòu)膠和耐候膠的選擇。

1.結(jié)構(gòu)膠的選擇

結(jié)構(gòu)膠的指標(biāo)很多，其中有4個(gè)性能指標(biāo)必須具備，那就是良好的粘結(jié)性、足夠的強(qiáng)度、適當(dāng)?shù)奈灰颇芰烷L(zhǎng)期持久的性能。以上性能看似簡(jiǎn)單，但是只有特殊配方設(shè)計(jì)的硅酮膠才能符合。

（1）結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度和位移能力是相互制約的，位移能力隨著強(qiáng)度的增加會(huì)下降，反之也然。所以同時(shí)滿足這兩個(gè)指標(biāo)需要特殊配方的結(jié)構(gòu)膠。

（2）結(jié)構(gòu)膠的抗老化性能，在經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)紫外線照射后應(yīng)該具有很小的衰減值。目前所有廠家的技術(shù)數(shù)據(jù)中公布的指標(biāo)都是結(jié)構(gòu)膠在新鮮時(shí)候的數(shù)據(jù)，我們的國(guó)標(biāo)同樣也僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)膠新鮮時(shí)候的數(shù)據(jù)，然而建筑物的使用是一個(gè)百年大計(jì)，這就要求結(jié)構(gòu)膠具有足夠的持久性。

2.耐候膠的選擇

耐候膠也應(yīng)該具備4個(gè)基本特性，即良好持久的粘結(jié)性，一定的模量、位移能力、耐久性及對(duì)建筑物外觀的保護(hù)。

（1）粘結(jié)性的重要性不言而喻，與基材無(wú)粘結(jié)性是大樓漏水的原因之一；好的伸縮性能意味著較低的模量和良好的位移能力，較低的模量表面耐候膠在拉伸時(shí)候會(huì)對(duì)接口產(chǎn)生較小的應(yīng)力，這對(duì)耐候膠的持久粘結(jié)性有利，良好的位移能力代表耐候膠不易因?yàn)榘迤涌谖灰屏窟^(guò)大而開(kāi)裂。

（2）耐候膠的使用壽命取決于其耐久性能，不能因?yàn)樽贤饩€照射開(kāi)裂。還有，耐候膠的使用不能影響建筑的美觀性，因?yàn)槟秃蚰z造成的污染和流掛現(xiàn)象非常明顯。