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玻璃幕墙工程质量化学分析对保障有什么作用?

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浏览:- 发布日期:2019-01-19 14:34:25【

近年来,国内一些检测机构一直致力于解决玻璃幕墙工程质量检验鉴定相关的技术难题,尤其中国建筑科学研究院在玻璃幕墙工程质量及可靠性鉴定方面投入大量的精力进行研究,但研发的技术仍围绕硅酮结构胶物理力学性能,然而,我们却发现仍有一些玻璃幕墙工程质量问题无法明确其因。此外,对添加了劣质填料或者施工选材错误的工程仅通过物理力学性能的检测无法分析问题成因。因此,在我国幕墙发展的现阶段,有必要引入一些化学分析的方法,对硅酮结构胶进行测试分析,为保障玻璃幕墙工程质量提供可靠的检测方法。

玻璃幕墙工程技术在我国发展三十多年,因其自重轻、透光性好、外形高档美观等优点成为近年来倍受青睐的建筑外围护结构。其中隐框和半隐框玻璃幕墙因依靠硅酮结构胶进行粘接装配,其产品质量及粘接情况得到了较高的重视,尤其是关系到玻璃幕墙安全性和使用寿命的相容性和粘结性能更作为工程进场复试强制检测的项目进行检测。

随着玻璃幕墙技术的普及、推广以及房地产行业的蓬勃发展,玻璃幕墙如雨后春笋般在国内大中小城市中兴盛起来,这也给硅酮结构胶生产企业带来了前所未有的商机。但是,贴牌、以次充好、乱加填料等不规范行为也越来越多,直接造成一些玻璃幕墙工程出现了玻璃坠落、中空玻璃“流泪”等情况,导致玻璃幕墙工程质量纠纷频发。

2、国内外情况

我国玻璃幕墙用胶的相关产品标准主要通过借鉴国外发达国家标准(主要是美国)的试验方法和技术要求而建立,自上世纪九十年代开始实施以来为规范相关产品质量起到了积极的作用。国外产品标准的制定理念为通过物理力学技术要求表征产品性能,但在国内如果仅检测物理力学性能指标,会给玻璃幕墙用胶市场以次充好行为以可趁之机,同样都能达到相关产品标准,但是成本、耐久性却相差较大。因此,建立简便易行的化学分析手段显得尤为必要,旨在为产品留下最初的原始化学成分谱图,便于以后比对分析。

欧洲ETAG002《结构密封胶装配体系认证技术指南》中采用热失重分析仪(TGA)加热升温至900℃,绘制曲线,找出硅酮胶的最大失重区。该方法为国际首个采用化学分析方法测试玻璃幕墙用胶性能的标准方法。但该方法仅能表征胶的裂解温度和失重情况,却无法对密封胶的成分进行分析。

在国内已有的玻璃幕墙工程检查中我们发现因为早期玻璃幕墙工程对选材问题不够专业,导致有些玻璃幕墙工程错误地使用聚氨酯胶,或是必须使用硅酮结构胶的位置错用成聚硫胶。在我国现行标准规范中,仅能对未固化成型的胶进行物理力学测试。然而,既有玻璃幕墙上的胶已经固化交联,且胶体宽度和厚度都不超过12mm,因此,现场获取的校样已不便再进行有效的力学性能测试。同时,单纯从物理力学性能的角度也无法对不同种类的胶加以区分。

因此,必须建立行之有效的化学分析测试方法才可以定性定量表征既有玻璃幕墙是否存在选材错误的问题。

除此之外,在玻璃幕墙工程建设过程中,一些供货商为了增加利润,以高价名牌胶中标,在获取工程验收所需的质保资料后,便开始以次充好,在进场材料中掺加劣质胶或直接供应假冒胶,给玻璃幕墙工程带来很大的安全隐患。在我国,工程材料施工前会进行材料复检,对于玻璃幕墙用胶一般一个工程只进行一次物理性能检测,这也给一些不法之徒以可趁之机。

对于上述问题,仅靠物理性能检测已无法百分之百保障国内玻璃幕墙工程用胶安全,急需建立相关化学检测方法从化学成分分析角度鉴别真假胶掺杂使用的问题,从而保障玻璃幕墙工程的粘接安全。

3、化学分析的几种方法

3.1、红外光谱技术

在有机物分子中,组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态,其振动频率与红外光的振动频率相当。所以,用红外光照射有机物分子时,分子中的化学键或官能团可发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱上将处于不同位置,从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。红外吸收光谱因可对固化后的密封胶进行分析,是分辨玻璃幕墙用胶种类的最简便直接的方法,可快速区分硅酮胶、聚硫胶、聚氨酯胶等,对检测鉴定既有玻璃幕墙密封胶的设计选材问题非常有效。

3.2、气质联用色谱技术

气质联用仪是指将气相色谱仪和质谱仪联合起来使用的仪器。质谱法可以进行有效的定性分析,但对复杂有机化合物的分析就显得无能为力;而色谱法对有机化合物是一种有效的分离分析方法,特别适合于进行有机化合物的定量分析,但定性分析则比较困难。

因此,这两者的有效结合必将为化学家及生物化学家提供一个进行复杂有机化合物高效的定性、定量分析工具。像这种将两种或两种以上方法结合起来的技术称之为联用技术。气质联用技术需将固化密封胶尽可能的溶解,固化密封胶中游离物较易析出和溶解,所以,对固化密封胶此类物质的测定非常有效。气质联用法可有效地用于密封胶中有害游离物的测定,例如,可用于测定白油等,可直接测定影响玻璃幕墙工程质量的有害填料。

3.3、固体核磁共振技术

化学分析中用到核磁共振技术分为液体核磁共振技术和固体核磁共振技术,鉴于固化后硅酮胶较难溶解的原因,对于已使用且固化后的硅酮胶可选用固体核磁共振技术进行分析测试。固体核磁共振技术是以固态样品为研究对象的分析技术,对于固态样品,分子的快速运动受到限制,化学位移各向异性等各种作用的存在使谱线增宽严重,因此固体核磁共振技术分辨率相对于液体的较低。但固体核磁共振技术作为定量检测硅酮胶的方法,可用于工程进场复式时取样测试谱图与日后既有玻璃幕墙可靠性鉴定取样谱图的对比,谱图一致性可作为硅酮胶老化、真假胶鉴别的依据之一。

3.4、元素分析法

元素分析是对已知样品进行具体元素的定量分析,其原理是将样品置于氧气流中燃烧,用氧化剂使其有机成分充分氧化,令各种元素定量地转化成与其相对应的挥发性气体,使这些产物流经硅胶填充柱色谱或者吹扫捕集吸附柱,然后利用热导池检测器分别测定其浓度,最后用外标法确定每种元素的含量。元素分析除可测定C、H元素外,还可测Si元素的含量,可直接获得硅酮胶产品中硅元素的含量,对鉴别硅酮胶产品优劣、产品配方变化等有重要的作用。

4、结语

我国建筑材料的检测标准多基于国外标准的检测项目而制订,以物理力学性能测试为主,但是,我国建筑业的实际情况却往往较为复杂,远不如国外诚信体制下的产品可靠。

因此,无论管理部门、设计施工单位还是检测机构,单纯依靠物理力学性能规范建材产品质量常常力不从心。尤其近年来,随着既有玻璃幕墙使用年限的增加,暴露出的玻璃幕墙质量问题也越发多样,其中,中空玻璃“流泪”、设计选材错误、真假胶混用等问题较难通过物理力学测试而分辨。因此,在我国既定国情及玻璃幕墙发展现阶段,引入有效的化学分析方法,通过化学分析的手段规范新建玻璃幕墙的选材及施工,鉴定既有玻璃幕墙的可靠性,对保障玻璃幕墙安全有着重要的作用。

同时在材料进场施工时,我们建议进行化学分析测试,并将化学分析谱图作为工程档案留存,便于日后工程检查及鉴定工作时查阅和比对。我们期望通过化学分析与物理力学性能测试相结合的方法,严控玻璃幕墙工程质量,解决玻璃幕墙使用中的工程质量纠纷,保障玻璃幕墙的安全可靠性。

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