2.1.2現(xiàn)象：該幕墻于2004年完工，使用9年后出現(xiàn)中空玻璃漏氣問(wèn)題，已有600多片中空玻璃漏氣。具體現(xiàn)象為：(1)問(wèn)題多發(fā)生在同一橫排中連續(xù)多片中空玻璃上(圖1);(2)觀察拆卸下的玻璃板塊及其下面的墊塊，與玻璃板塊一側(cè)墊塊直接接觸的膠面被墊塊擠入中空玻璃腔內(nèi)約1.5mm，且與該墊塊對(duì)應(yīng)的密封膠與上下兩片玻璃均脫粘(圖2)，墊塊與密封膠接觸面凸起約1.5mm，有明顯受力痕跡(圖3)，與玻璃板塊另一側(cè)墊塊直接接觸的膠面平整完好、無(wú)受力痕跡，膠與上下兩片玻璃粘結(jié)完好;(3)經(jīng)測(cè)量，墊塊的長(zhǎng)度約為90mm。
2.1.3檢測(cè)分析
2.1.3.1樣品：出現(xiàn)問(wèn)題的中空玻璃不同部位的密封膠樣品(包括與墊塊接觸部位、底邊與墊塊未接觸部位、上邊部位)，正常密封膠樣品以及橡膠墊塊。
2.1.3.2檢測(cè)內(nèi)容：采用Shore A硬度計(jì)對(duì)樣品進(jìn)行硬度測(cè)試、采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)分析各樣品的主要成分。
2.1.3.3檢測(cè)結(jié)果分析
(1)密封膠硬度分析：各樣品Shore A硬度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
表1. 中空玻璃不同部位的密封膠硬度測(cè)量表
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與墊塊接觸部位 |
底邊與墊塊未接觸部位 |
上邊部位 |
正常密封膠樣品 |
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硬度，Shore A |
60 |
51 |
51 |
50 |
從表1可以看出，與墊塊接觸部位密封膠的硬度明顯高于其它部位處密封膠及正常密封膠樣品，可見(jiàn)密封膠性能受到墊塊的影響。
(2)各樣品主要成分分析：橡膠墊塊溶出物的氣質(zhì)聯(lián)用分析結(jié)果見(jiàn)圖4。
從圖4中可以看出橡膠墊塊含有為鄰苯二甲酸二丁酯(9.32周圍峰)、鄰苯二甲酸二異辛酯(15.39周圍峰)。
中空玻璃不同部位的密封膠分析結(jié)果見(jiàn)圖5、圖6。
從圖5可以看出，中空玻璃與墊塊未接觸部位密封膠溶出物的主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯(9.78周圍峰)、鄰苯二甲酸丁芐酯(12.66周圍峰)。從圖6可以看出，與墊塊接觸部位密封膠溶出物的主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯(9.33周圍峰)、鄰苯二甲酸丁芐酯(12.67周圍峰)、鄰苯二甲酸二異辛酯(15.40周圍峰);與墊塊接觸部位密封膠的主要成分較其它兩處密封膠增加了墊塊中特有的鄰苯二甲酸二異辛酯等物質(zhì)，可見(jiàn)此處密封膠已被墊塊污染。
綜合以上分析：(1)該中空玻璃板塊在安裝過(guò)程中發(fā)生傾斜，玻璃板塊的重量主要集中在一側(cè)墊塊上，產(chǎn)生應(yīng)力集中;(2)與墊塊接觸部位密封膠已被墊塊污染，性能受到影響;(3)墊塊的長(zhǎng)度(90mm)低于JGJ 102《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的不低于100mm的要求[3]。中空玻璃密封膠在多年的應(yīng)力集中持續(xù)作用下產(chǎn)生脫粘，最終導(dǎo)致LOW-E玻璃漏氣。
2.2密封膠選擇不當(dāng)
2.2.1典型案例：吉林某明框玻璃幕墻工程中空玻璃結(jié)露結(jié)霜問(wèn)題。
2.2.2現(xiàn)象：該工程中空玻璃尺寸為430mm×530mm，鋁間隔條為12A，外道膠粘結(jié)寬度為3~4mm。該工程于2013年9月份完工，2個(gè)月后出現(xiàn)中空玻璃結(jié)露結(jié)霜問(wèn)題。技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)查看，室內(nèi)溫度約20℃，室外全天溫度約-10~-20℃，室內(nèi)外最大溫差高達(dá)40℃，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題的中空玻璃為兩腔中空玻璃，出現(xiàn)結(jié)露結(jié)霜問(wèn)題的為朝向室外面，朝向室內(nèi)的一面未出現(xiàn)問(wèn)題(圖7)。
2.2.3中空玻璃失效原因分析
建筑環(huán)境溫度每天有一個(gè)峰值，每年有一個(gè)極大值，中空玻璃內(nèi)氣壓將相應(yīng)循環(huán)變化，密封腔內(nèi)外氣體壓差作用于玻璃引起中空玻璃撓曲變形(圖8)，邊緣密封膠產(chǎn)生拉應(yīng)力并伸長(zhǎng)變形，一旦粘結(jié)寬度較小，密封膠所受拉應(yīng)力超出其粘結(jié)拉伸強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的極限，就會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)失效現(xiàn)象。此外，水分從外界進(jìn)入中空玻璃腔內(nèi)的大小的影響因素主要是密封膠的氣體滲透系數(shù)、粘結(jié)寬度和空氣層內(nèi)外的壓差。
水分?jǐn)U散遵循關(guān)系式：J=P/L×ΔP (1)
式中：J-擴(kuò)散速度，指單位時(shí)間、單位面積上氣體通過(guò)一定厚度的密封膠的擴(kuò)散量;P-密封膠氣體滲透系數(shù);L-密封膠粘結(jié)寬度;ΔP-密封膠兩側(cè)的氣壓差。
由上述關(guān)系式可以看出，在密封膠材料和粘結(jié)寬度同樣的情況下，氣壓差大小會(huì)影響中空玻璃水分進(jìn)入量的大小，氣壓差越大越易導(dǎo)致中空玻璃密封失效現(xiàn)象的發(fā)生。因而該案例中，問(wèn)題出現(xiàn)在冬天，室內(nèi)外溫差較大，中空玻璃腔內(nèi)外氣體壓差較大，導(dǎo)致水分較易從外界進(jìn)入中空玻璃腔內(nèi)，中空玻璃露點(diǎn)上升，產(chǎn)生結(jié)露結(jié)霜現(xiàn)象。如果相應(yīng)地增加密封膠粘結(jié)寬度，有利于減少外界進(jìn)入中空玻璃腔內(nèi)的水分量。
JGJ 102規(guī)范要求隱框及半隱框中空玻璃外道密封膠寬度應(yīng)綜合考慮外側(cè)面板重量、風(fēng)荷載、地震等作用計(jì)算確定。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012《中空玻璃》規(guī)定“中空玻璃外道密封膠寬度應(yīng)≥5mm” [4]，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中空玻璃尺寸大小為510mm×360mm。對(duì)于一般住宅所用中空玻璃尺寸大小與510mm×360mm相差不大，可以參照GB/T 11944要求來(lái)規(guī)定外道膠寬度。本案例中空玻璃尺寸大小(430mm×530mm)接近標(biāo)準(zhǔn)中空玻璃尺寸(510mm×360mm)，出現(xiàn)結(jié)露結(jié)霜問(wèn)題中空玻璃外道密封膠寬度為3~4mm，失效原因?yàn)橹锌詹Ａ獾滥z寬度達(dá)不到GB/T 11944標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求。
對(duì)于明框玻璃幕墻所使用大板塊中空玻璃，應(yīng)當(dāng)綜合考慮不同玻璃板塊尺寸下的風(fēng)荷載、地震荷載、氣壓荷載等因素，計(jì)算中空玻璃外道密封膠的粘結(jié)寬度。例如，本文第一個(gè)案例“廣東某明框玻璃幕墻工程”，其較大玻璃板塊(面積超過(guò)2m2)外道密封膠粘結(jié)寬度為12~15mm，顯然考慮到了中空玻璃板塊不同尺寸大小對(duì)外道密封膠粘結(jié)寬度的要求。
2.3密封膠摻入低沸點(diǎn)物質(zhì)(如白油等)
眾多研究表明白油等低沸點(diǎn)物質(zhì)的摻入對(duì)密封膠自身的耐老化性能及與其相接觸的密封膠性能造成嚴(yán)重影響，玻璃幕墻使用摻有白油的耐候密封膠，隨著時(shí)間的推移，白油滲出，導(dǎo)致與其接觸的中空玻璃外道密封膠脫粘、丁基密封膠溶解等問(wèn)題。明框幕墻中空玻璃面板嵌入型材的凹槽內(nèi)，玻璃與框架密封用密封膠與中空玻璃密封膠沒(méi)有直接接觸，往往被認(rèn)為密封膠中即使摻有白油等低沸點(diǎn)物質(zhì)也不會(huì)影響到其它密封膠性能，然而事實(shí)并非如此。
2.3.1典型案例：廣西某明框玻璃幕墻工程中空玻璃流淌問(wèn)題
2.3.2現(xiàn)象：玻璃與框架密封用密封膠為透明密封膠，透明膠局部泛黃，中空玻璃用丁基密封膠出現(xiàn)流淌現(xiàn)象，觀察拆卸下的中空玻璃板塊，外道密封膠表面存在許多類似透明膠的物質(zhì)，外道密封膠已被污染，見(jiàn)圖9。
2.3.3試驗(yàn)分析
2.3.3.1樣品：中空玻璃與框架密封用透明密封膠，中空玻璃外道密封膠。
2.3.3.2試驗(yàn)方法：采用熱重分析方法分析樣品組分。
2.3.3.3試驗(yàn)結(jié)果
從圖中可以看出，透明膠樣品中低沸點(diǎn)物質(zhì)(如白油等)含量較大，約占25%;中空玻璃外道膠也還含有了約11%的低沸點(diǎn)物質(zhì)，更加證實(shí)了外道膠已被透明膠污染，這些低沸點(diǎn)物質(zhì)透過(guò)外道膠進(jìn)入丁基密封膠進(jìn)而溶解了丁基密封膠，最終造成中空玻璃流淌的現(xiàn)象。
綜上可見(jiàn)，玻璃與框架密封用密封膠雖然沒(méi)有與中空玻璃密封膠直接接觸，但其中摻有的白油等低沸點(diǎn)物質(zhì)也會(huì)影響到中空玻璃密封膠，造成外丁基密封膠流淌等現(xiàn)象。
3. 結(jié)論
綜合以上幾項(xiàng)明框玻璃幕墻中空玻璃失效的典型案例的分析研究，可以看出，相對(duì)于隱框玻璃幕墻，明框玻璃幕墻的質(zhì)量問(wèn)題很易被忽視，而且影響因素較為復(fù)雜。為更好地預(yù)防和杜絕類似問(wèn)題的發(fā)生，提出以下建議：
(1)合理選材。密封膠選用時(shí)必須做與之接觸材料(如玻璃、鋁型材、墊塊等)的相容性試驗(yàn)，只有報(bào)告證明密封膠與接觸材料相容才能使用。選用合適的密封膠及質(zhì)量有保證的密封膠，應(yīng)杜絕使用摻白油的密封膠。
(2)嚴(yán)格控制施工工藝。嚴(yán)格按照J(rèn)GJ 102《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求施工，明框幕墻應(yīng)當(dāng)更加重視如中空玻璃墊塊部位規(guī)范安裝、外道密封膠粘結(jié)寬度設(shè)計(jì)等易被忽視的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
[1]中國(guó)建筑幕墻行業(yè)分析報(bào)告(2011) [J/OL]. 融資城. http://www.352.cn/news/41056.jhtml.
[2] 2012年中國(guó)中空玻璃產(chǎn)量同比增長(zhǎng)37.5%[J/OL]. 中商情報(bào)網(wǎng). http://www.askci.com/news/201303/19/1916141366634.shtml.
[3]JGJ 102-2003，玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S].
[4]GB/T 11944-2012，中空玻璃[S].
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