硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在外墻防水密封工程中的研究進(jìn)展

王雨伯　趙成柱　王漢東

摘 要：建筑外墻經(jīng)常暴露于惡劣的天氣條件下，如雨水、風(fēng)和溫度變化，這可能導(dǎo)致水侵入、氣體泄漏和能源損失。有效的防水密封措施對于確保建筑物的耐久性、安全性和能源效率至關(guān)重要。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠由于其出色的耐候性、耐久性和粘附性能，在建筑外墻防水密封工程中得到了廣泛應(yīng)用。介紹了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的應(yīng)用，包括其優(yōu)點、性能特點和局限性、以及選用標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝。概述了最新的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠配方、應(yīng)用方法和測試技術(shù)。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：硅酮結(jié)構(gòu)密封膠；建筑外墻；防水密封工程

中圖分類號：TQ437+.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1001-5922（2023）06-0023-04

Research progress of silicone structural sealant in building external wall waterproof construction

WANG Yubo1，ZHAO Chengzhu1，WANG Handong2

（1.Jinan Engineering Quality and Safety Center，Jinan 250011，China;2.Shandong Decoration Group Co.，Ltd.，Jinan 250100，China）

Abstract：Building facades are often exposed to harsh weather conditions，such as rain，wind and temperature changes，which can lead to water intrusion，gas leakage and energy loss. Effective waterproofing and sealing is essential to ensure the durability，safety and energy efficiency of buildings.Because of its excellent weather resistance，durability and adhesion properties，silicone structural sealant has been widely used in the construction of external wall waterproof sealing engineering.This paper reviews the application of silicone structural sealant in waterproofing and sealing engineering of building exterior wall，including its advantages，performance characteristics and limitations，selection standards and construction technology.Then the latest research progress in the formulation，application and testing techniques of silicone structural sealant is summarized.Finally，the application prospect of silicone structural sealant in waterproofing and sealing engineering of building exterior wall is prospected.

Key words：silicone structural sealant;exterior walls of buildings;waterproofing and sealing engineering

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是一種在建筑業(yè)中廣泛使用的密封膠，因其出色的耐候性、耐久性和粘附性能而聞名。它可以粘接多種基材，包括玻璃、金屬、石材和混凝土，特別適用于戶外應(yīng)用。近年來，對硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的應(yīng)用進(jìn)行了越來越多的研究和開發(fā)。

1 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的性能特點

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是一種以硅氧烷為主鏈的聚合物，其分子結(jié)構(gòu)中含有硅和氧原子，同時還有一個碳基團(tuán)連接在硅原子上。它具有以下基本性能和特點。

機械性能。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在拉伸、壓縮和剪切等機械性能方面表現(xiàn)出色，具有較高的彈性模量和極限拉伸強度等特點，相比之下，聚氨酯密封膠和丙烯酸密封膠的機械性能略有不足。

密度和硬度。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的密度和硬度相對較小，比較柔軟，可以在一定程度上緩解建筑結(jié)構(gòu)由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的應(yīng)力。相比之下，聚氨酯密封膠和丙烯酸密封膠的密度和硬度較大，比較硬，容易產(chǎn)生剪切和斷裂現(xiàn)象［1-2］。

耐腐蝕性。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有較強的耐腐蝕性能，可以抵抗水、氧氣、二氧化硫和氯離子等一些常見的腐蝕介質(zhì)。相比之下，聚氨酯密封膠和丙烯酸密封膠對一些腐蝕介質(zhì)的耐腐蝕性能較差。

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與其他密封膠在化學(xué)成分、機械性能、密度和硬度、耐腐蝕性等方面存在著明顯的差異，這些差異也使得硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在一些特定的應(yīng)用場景中具有更為優(yōu)越的性能表現(xiàn)。

2 現(xiàn)代建筑外墻防水密封技術(shù)現(xiàn)狀

現(xiàn)代建筑外墻防水密封是一個非常重要的領(lǐng)域，它的目的是保護(hù)建筑物的外墻不受雨水、風(fēng)沙等天氣因素侵蝕，從而保證建筑物的外觀和使用壽命。目前，在外墻防水密封領(lǐng)域，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是一種非常流行的材料。除此之外，還有其他密封材料，例如聚氨酯密封膠、丙烯酸密封膠等等。但是，這些材料在不同的施工環(huán)境和使用條件下會有不同的效果和問題。

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代建筑外墻防水密封技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。目前，普遍采用的是硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。與傳統(tǒng)的瀝青涂料和瀝青紙相比，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有許多優(yōu)點。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有優(yōu)異的耐候性、高粘結(jié)強度、抗老化、抗紫外線、抗腐蝕、抗高溫和抗低溫性能等特點，能夠滿足各種復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)的防水密封需求［3-4］。

然而，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。近年來，隨著環(huán)保意識的提高，許多建筑設(shè)計師和建筑材料生產(chǎn)商開始使用環(huán)保型硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，這些密封膠不含VOC和有害物質(zhì)，對人體健康和環(huán)境保護(hù)具有重要意義［5-6］。

3 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑領(lǐng)域應(yīng)用評述

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠作為一種重要的建筑密封材料，近年來在配方、應(yīng)用方法和測試技術(shù)方面得到了不斷的研究和改進(jìn)。

在配方方面，一些新型硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的配方研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。例如，一些研究人員在硅酮結(jié)構(gòu)密封膠中添加一些納米材料，如氧化鈦、氧化鋅等，可以顯著提高硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的力學(xué)性能、耐候性和耐熱性能。此外，一些研究人員還通過改變硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的交聯(lián)程度和交聯(lián)密度等參數(shù)來優(yōu)化其性能，從而提高其防水和密封性能［7-8］。

在應(yīng)用方法方面，隨著硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的應(yīng)用范圍不斷擴大，一些新的應(yīng)用方法也不斷涌現(xiàn)。例如，一些研究人員提出了利用機器人在建筑外墻上自動施工硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的方法，可以提高施工效率和質(zhì)量，并減少人工操作帶來的風(fēng)險。

在測試技術(shù)方面，為了更好地評估硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的性能，一些新的測試方法也被提出。例如，利用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡等先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)，可以對硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的微觀結(jié)構(gòu)和界面性質(zhì)進(jìn)行研究和表征。此外，利用紅外光譜、核磁共振和熱重分析等技術(shù)，也可以對硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的化學(xué)性質(zhì)和熱性能進(jìn)行測試和評估。

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在配方、應(yīng)用方法和測試技術(shù)方面的研究進(jìn)展，為其在建筑外墻防水密封工程中的應(yīng)用提供了更好的技術(shù)支持和保障。

4 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的優(yōu)劣勢分析

4.1 應(yīng)用優(yōu)勢

（1）耐久性強。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有優(yōu)異的耐久性，可以長時間保持其原有的性能，不易老化和劣化。在高溫、低溫、紫外線、化學(xué)物質(zhì)等惡劣環(huán)境下，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的性能依然能夠得到保持;

（2）耐化學(xué)腐蝕性能強。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有極強的化學(xué)穩(wěn)定性，可以在酸堿、水、油、溶劑等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕下保持穩(wěn)定，不會產(chǎn)生變形、脫落和破裂等現(xiàn)象;

（3）耐高溫性能強。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有優(yōu)異的耐高溫性能，能夠在高溫環(huán)境下保持其原有的性能，不會出現(xiàn)軟化、流動、裂紋等現(xiàn)象，能夠長期穩(wěn)定地承受高溫環(huán)境的影響［9-10］。

（4）施工方便。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有較好的流動性和可塑性，可以適應(yīng)各種不同形狀的縫隙和表面，容易施工，并且可以使用手工或機械方式進(jìn)行施工；

（5）透氣性能好。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有一定的透氣性，能夠允許水汽從密封處逸出，減少水汽在內(nèi)部堆積，從而提高建筑的防潮性能。

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有優(yōu)異的耐候性、抗老化性和高溫抗性等應(yīng)有優(yōu)勢，適用于各種建筑材料，如玻璃、鋁和鋼等。同時，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠還具有良好的彈性，能夠承受建筑因熱脹冷縮而產(chǎn)生的運動，降低密封膠的破壞風(fēng)險，確保長期耐久性。相比于傳統(tǒng)的防水密封材料，如水泥基密封膠，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有更優(yōu)異的性能，使其在建筑施工中應(yīng)用越來越廣泛［11-12］。

4.2 應(yīng)用劣勢

當(dāng)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中使用時，它的應(yīng)用局限性主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）適用范圍有限。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的適用范圍主要局限于一些特定的建筑結(jié)構(gòu)和材料，如鋼鋁材料、玻璃幕墻、陶瓷幕墻等。對于一些特殊的建筑結(jié)構(gòu)和材料，如鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠并不適用；

（2）固化速度慢。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的固化速度較慢，需要較長的時間才能完全固化。在施工現(xiàn)場，如果沒有充足的時間等待密封膠完全固化，可能會影響密封膠的性能［13-14］；

（3）剝離強度低。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的剝離強度較低，不適用于一些需要承受較大剪切力和剝離力的應(yīng)用場合；

（4）與一些材料不兼容。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在某些材料上具有腐蝕作用，如銅、鉛等金屬材料，因此不能在這些材料上使用。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠也不能用于玻璃膠合板的密封，因為它會與玻璃膠合板中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并破壞膠合板。

5 建筑外墻防水密封工程中硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的選擇和施工工藝

5.1 選擇合適的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠

（1）選擇硅酮結(jié)構(gòu)密封膠時需要注意其性能指標(biāo)。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的性能指標(biāo)包括耐候性、抗紫外線性、化學(xué)穩(wěn)定性、溫度耐受性、粘接強度等。在選擇時需要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境和要求來確定合適的性能指標(biāo)，以確保密封膠具有良好的耐用性和耐候性；

（2）選擇硅酮結(jié)構(gòu)密封膠時需要考慮其顏色和透明度。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠有多種顏色可選，例如白色、黑色、灰色、透明等。根據(jù)建筑外墻的顏色和外觀要求，選擇適合的顏色和透明度的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，以達(dá)到美觀的效果［15-16］。

5.2 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的使用注意事項

（1）確保密封面干凈。使用前，應(yīng)確保密封面干凈，無油污、塵土、水分等物質(zhì)，否則會影響密封膠的粘附效果;

（2）控制涂布厚度。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的涂布厚度應(yīng)控制在3～5 mm，以確保密封膠能夠完全填充縫隙和孔隙;

（3）控制溫度和濕度。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的使用溫度和濕度應(yīng)在廠家規(guī)定的范圍內(nèi)，一般在5～40 ℃，相對濕度不超過80%;

（4）確保充分固化。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的固化時間一般在24?? h左右，使用前應(yīng)確保其已經(jīng)充分固化，以確保密封效果。

5.3 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的施工工藝

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的施工工藝是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到密封膠的質(zhì)量和使用壽命。下面將詳細(xì)說明硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程的施工工藝［17］。

5.3.1 表面處理

首先，需要對施工表面進(jìn)行處理，以保證施工表面干燥、清潔和無油污。若表面存在油污，可以用清洗劑和清洗棉球進(jìn)行清潔，清洗完后再用清水沖洗干凈，并確保表面干燥。

5.3.2 確定施工范圍

施工前需要確定施工范圍，將密封膠按照需要的長度和寬度進(jìn)行割裁，同時在施工表面進(jìn)行涂抹或貼上膠帶，以確保密封膠施工時的精度和一致性［18］。

5.3.3 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的施工

將硅酮結(jié)構(gòu)密封膠擠壓至預(yù)定位置，用指頭或者密封膠刮板將密封膠壓實并鋪平，確保密封膠與施工表面的完全接觸和粘合。同時需要確保施工現(xiàn)場的溫度和濕度適宜，以保證密封膠的正常固化。

5.3.4 密封膠的固化和后續(xù)處理

密封膠通常需要在24～48 h內(nèi)進(jìn)行固化，固化時間根據(jù)氣溫和濕度的不同而有所差異。在密封膠固化之前，需要進(jìn)行后續(xù)處理，包括涂刷防水涂料、擦洗施工表面，以及清理施工現(xiàn)場的廢料和雜物［19］。

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的施工工藝需要細(xì)致地執(zhí)行，以確保密封膠施工質(zhì)量和密封效果。

6 前景及發(fā)展趨勢

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是一種高性能密封材料，具有極佳的耐候性、耐腐蝕性、耐高低溫性和耐紫外線性能等優(yōu)點，因此在建筑外墻防水密封工程中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷擴大，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中的應(yīng)用前景非常廣闊。

（1）隨著人們對建筑環(huán)保和節(jié)能要求的提高，建筑外墻隔熱保溫材料的應(yīng)用越來越廣泛，這也帶動了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的需求量的增加。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有優(yōu)異的耐候性和耐高低溫性，可以保證密封材料在極端氣候下的穩(wěn)定性，同時還具有很好的耐化學(xué)腐蝕性能，能夠滿足不同建筑外墻材料的密封需求［20］；

（2）硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在施工過程中具有很好的可塑性和自流平性，能夠適應(yīng)不同形狀和大小的密封縫隙，并且可以形成完美的密封效果，從而保證建筑外墻的防水性能。此外，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠還可以提高建筑外墻的整體美觀度，增強建筑的整體裝飾效果，滿足人們對建筑外觀的高要求；

（3）隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的配方和應(yīng)用方法也在不斷更新，為其在建筑外墻防水密封工程中的應(yīng)用提供了更多的可能性。例如，近年來出現(xiàn)了一些新型硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，其具有更高的拉伸強度和粘接性能，可以更好地滿足建筑外墻防水密封的需求。

7 結(jié)語

硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在建筑外墻防水密封工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和人們對建筑品質(zhì)要求的不斷提高，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的市場需求量將會不斷增加，并且將會出現(xiàn)更多更優(yōu)異的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，以滿足建筑外墻防水密封的需求［21-22］。

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收稿日期：2023-01-23；修回日期：2023-05-15

作者簡介：王雨伯（1965-），男， 高級工程師， 研究方向：建筑工程；E-mail：1002360902@qq.com。

引文格式：王雨伯，趙成柱，王漢東.硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在外墻防水密封工程中的研究進(jìn)展[J].粘接，2023，50（6）：23-26.