装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究_孙咏华.pdf

学术论文粘接书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?Academic papers研究报告专论在当今时代不断发展情况下，我国装配式建筑以未来发展方向为目标努力改进1-2，利用装配式建筑是现代社会应用手段，但这种方式会导致建筑中存在很多漏缝。这些漏缝如果没有及时密封，进水后缝隙中就会出现发潮、脱落的现象。通常情况下外墙接缝会用密封胶密封3，用作接缝外侧的最佳屏障，2023 年 3 月第 50 卷第 3 期doi:10.3969 j.issn.1001-5922.2023.03.010Vol.50 No.03，Mar.2023收稿日期：2022-06-14；修回日期：2023-03-03作者简介：孙咏华（1972-），男，副教授，高级工程师，研究方向：施工技术、工程管理；E-mail：。引文格式：孙咏华，梁博.装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究J.粘接，2023，50（3）：39-43.装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究孙咏华，梁博（陕西能源职业技术学院 建筑与测绘工程学院，陕西 咸阳712000）摘要：装配式建筑密封胶的不同胶质会影响接缝封胶效果，为了提升密封胶密封性能，提出装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究方法。该方法针对密封胶的不同胶质，选取4种不同成分的密封胶用作实验测试，通过选取密封胶胶样，对密封胶开展粘接性、耐老化性测试研究，根据测试结果将不同物质的密封胶应用在实际建筑工程中观察对比，依据密封胶最终对比效果，得出型号为PC910及SMP651的密封胶更适用于装配式建筑外墙保温板接缝密封工程中。关键词：装配式建筑；外墙保温板；密封胶；粘结性；耐老化性中图分类号：TU57+8；TQ437+.1文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）03-0039-05Research on the sealant for the joints of theprefabricated building exterior wall insulation boardSUN Yonghua，LIANG Bo（School of Architecture and Surveying and Mapping Engineering，Shaanxi Energy Institute，Xianyang 712000，Shaanxi China）Abstract:Different colloids in prefabricated building sealants can affect the quality of the joint sealant.In order toimprove the sealing performance of the sealant，the research method of the sealant for the joints of the prefabricatedbuilding exterior wall insulation board was proposed.This method is aimed at different colloids of sealants，and fourkinds of sealants with different components are selected for experimental tests.Through the selection of sealant samples，the sealant adhesive test and aging resistance test were conducted.According to the test results,the application of the sealant was observed and compared in actual construction projects.According to the comparison of the final effect of the sealant，it is concluded that the sealants of model PC910 and model SMP651 are more suitable forthe joint sealing project of the prefabricated building exterior wall insulation board.Keywords:prefabricated building；external wall insulation board；sealant；adhesiveness；aging resistance39书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?学术论文Academic papers粘接研究报告专论起到防水、防潮的作用。但由于密封胶的种类繁多，发挥的功能不同，所以会出现耐老化性低的缺陷，为了彻底解决这一问题，需要对装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶开展研究。有学者提出装配式建筑外墙嵌缝用密封胶耐老化性能研究方法，该方法以密封胶多种性能为准，对密封胶开展了实验测试，通过分析不同老化结果对密封性的影响条件，分析了密封胶表征，得出密封胶产生老化的机理，根据研究结果表明密封胶的内部结构会对老化条件造成影响，令其敏感度不断变化4。提出内浇外挂装配式建筑预制外墙接缝防水技术方法，该方法根据现代社会的建筑设计原理优先设计了需要装配的建筑，在建筑过程中测试了密封胶在外墙接缝内的防水特性，以实际结果为准，重点研究密封胶在外墙接缝中的防水施工工艺5。提出了CRTs板式无砟轨道基层伸缩缝用环氧沥青填缝料的研究方法。因为密封胶的拉伸和粘合性能在涂抹密封胶时起着重要作用，所以针对该方法开展了详细测试，通过获取不同温度下密封胶的应变关系，并将获取结果与密封胶耐老化性能对比，通过测试结果得出密封胶在温度为0 以下时应变能力会呈下降趋势减小；温度为0 以上后密封胶的应变能力会不断增加，最终失效，从而完成密封胶性能研究6。基于上述方法，本文提出装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究方法。1装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究由于密封胶种类较多，内部胶质不同7，具体包含聚氨酯、硅酮、硅烷、聚醚胶等几种类型。不同成分会使密封胶的性能不同。为更好地选取密封胶，从多种角度出发对比、分析密封胶的性能。1.1实验测试1.1.1选择密封胶胶样本次测试在市场中选取胶质不同的密封胶，分别为：PU密封胶、PC910密封胶、SMP651密封胶及SMP652密封胶。1.1.2测试方法根据以上选取的密封胶胶质，作为密封胶的下垂度、表干时间、粘接性等多种性能条件的参照条件，测试密封胶多种性能。密封胶会以涂饰性形式封存在外墙缝隙中，在固化过程中需要对密封胶的漆膜流动性进行观察。1.1.3测试仪器设备设置主要仪器及设备。选取 Roell Z010，德国Zwick拉力机；密封胶紫外光加速老化试验机，产自美国；橡胶硬度计；气相色谱仪；水分仪。1.2密封胶测试结果与讨论1.2.1密封胶基本性能装配式建筑外墙保温板接缝密封胶主要包含以下几种基本性能8：下垂度、密封胶表面表干时间、硬度、力学性能。对这几种性能进行测试后获取结果如表1所示。表1密封胶基本性能测试结果Tab.1Test results of basic properties of sealant项目下垂度/mm表干时间/min拉伸强度/MPa断裂伸长率/%硬度/NA选取密封胶的种类PU1641.169925PC9100391.279926SMP6510691.589914SMP65201791.01 09911根据表1不同种类的密封胶基础性能获取结果，可以看出种类为PU的密封胶，胶体断裂伸长率在几种密封胶中最低，表明 PU密封胶的弹性差。SMP652的密封胶断裂拉伸率在全部测试中取值最大，验证了SMP652的密封胶弹性最高。1.2.2密封胶粘接性测试分析装配式建筑外墙所用的混凝土材质大多为多孔性基材，与密度较高的玻璃、铝材、瓷砖等材料相比，密封胶难以将外墙混凝土与内部保温板粘接。对混凝土构件预制时，为了能够顺利脱模，需要向混凝土构件中加入脱模剂，由于脱模剂中的成分会对密封胶的粘接性能造成影响9-10，导致混凝土构件的粘接性变差，所以为了避免这种问题，在制作混凝土构件前，应先对构建样本工程的每一步骤、所用材料每一性能确立清楚。为了不影响密封胶的粘接性能，本次实验选取种类不同的密封胶，测试不同种类的密封胶粘接性。因为PU产品的密封胶材质不同，所以在测试期间不对PU密封胶打底，而是实施无底涂试样的方式测试。剩余PC910产品、SMP651产品及SMP652产品则开展无底涂、有底涂2种测试方式。具体测试结果如表2所示。40学术论文粘接书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?Academic papers研究报告专论项目冷拉-热压后粘接性浸水前浸水3 d后浸水6 d后浸水40 d后拉伸强度/MPa断裂伸长率/%粘接破坏面积/%定伸粘接性拉伸强度/MPa断裂伸长率/%粘接破坏面积/%定伸粘接性拉伸强度/MPa断裂伸长率/%粘接破坏面积/%定伸粘接性拉伸强度/MPa断裂伸长率/%粘接破坏面积/%定伸粘接性PU无底涂破坏0.541097无破坏0.328099无破坏0.112699破坏-PC910无底涂无破坏0.344022无破坏0.229020无破坏0.116869无破坏0.18090-有底涂无破坏0.579013无破坏0.469015无破坏0.262018无破坏0.253032无破坏SMP651无底涂无破坏0.549010无破坏0.433022无破坏0.217554无破坏0.111090破坏有底涂无破坏0.98902无破坏0.781014无破坏0.674510无破坏0.465030无破坏SMP652无底涂破坏0.13590-有底涂无破坏0.49000无破坏0.48400无破坏0.37700无破坏0.26200无破坏由表2可知，对密封胶进行冷拉-热压处理后，无底涂PU胶与无底涂的SMP652 2种密封胶出现破坏现象；同时对比发现，有底涂情况下SMP652密封胶的粘接性较好；剩余PC910和SMP651 2种品类的密封胶无论在无底涂还是有底涂情况下所呈现出的粘接性均为良好。由于装配式建筑外墙在构建过程中会受到天气影响，例如梅雨季、长期下雨等季节带给外墙墙体潮湿或局部结构浸水的问题，针对这一缺陷，本次实验考虑了在不同浸水时间下的密封胶粘接性能测试。设定密封胶浸水时间分别为3、6、40 d，对密封胶浸水处理后，根据设定的JC/T 881测试参照发现，无底涂SMP652与其余品类的密封胶在定伸粘接性能测试中均与测试参照结果相符，但浸泡时间加长后，几种密封胶的拉伸强度、断裂伸长率会有明显的变化，浸泡时间越长，2种性能会越短，密封胶表面出现破坏的面积就会越大。当浸泡时间为6 d时，PU胶已经会出现密封胶粘结破坏的问题，但其余几种密封胶的粘接均无破坏。浸水时间为40 d时，PC910和SMP651 2种无底涂密封胶粘接性能与测试参照存有误差，不能通过测试要求；但除PC胶外，其余3类有底涂的密封胶在长时间浸泡后依然能够保持更好的粘接性。由此可见，市面销售中浸水后的PU胶粘接性最差，剩余几种密封胶因有底涂后，可以增强自身粘接性及耐水性，所以在装配式建筑外墙保温板接缝中，有底涂密封胶的粘接性更建议使用。1.2.3密封胶耐老化性能测试本次实验选取的实验设备仪器为上海仪器有 限 公司产出的 101A-2 热老化箱；ZWLH500、UV-340NM、300 W的紫外老化箱。根据选取的设备，采用热老化、紫外老化、人工气候老化及自然老化等4种方法对密封胶开展不同老化条件下的密封胶耐老化性能测试11-12。通过密封胶时间在不同老化时间下的变化，将密封胶加入到温度为75 的鼓风干燥机中，一段时间后再将干燥器冷却到与室内温度相同的温度，从中观察密封胶溶剂在试样中的物理性能变化情况，其变化结果如表3所示。由表3可知，虽然选取的4种密封胶内部化学成分不同，但是密封胶经老化测试后可以看出不同成分的密封胶物理性能变化趋势会不断产生变化，且各个趋势之间比较接近。当老化时间不断增加后，4类密封胶的拉伸模量在前段时间会呈上升的趋势，而后出现开始下降，断裂延伸率逐渐降低，硬度持续提高。表2密封胶粘接性能结果Tab.2Test results of adhesive properties of different kinds of sealants41书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?学术论文Academic papers粘接研究报告专论基于以上不同密封胶的老化变化规律，可知密封胶在前期老化过程缓慢，但内部化学结构的刚性硬度会有所提升，其余拉伸模量也会有不一样的增长效果，但各个密封胶的断裂伸长率都会降低。老化时间越来越长后，会有更多的化学能量聚集在一起，这时密封胶结构中的分子链产生断裂，拉伸强度和断裂伸长率均有显著的下降。由于不同化学结构的密封胶老化程度具有差异性，所以PU密封胶老化到一定时间后，拉伸模量就会到达最大值，其余种类的密封胶达到一定时间后，拉伸模量也会出现最大值，这与内部结果的交联密度有关。2密封胶在装配式建筑外墙保温板接缝的应用对比2.1密封胶在工程应用中的对比研究将位于上海某海港基地的装配式建筑用作研发中心；这座建筑是以绿色节能的方式建造的，共建成3 座建筑示范楼。将 PU 密封胶、PC910 密封胶、SMP651密封胶、SMP652密封胶4种密封胶分别应用到装配式建筑外墙保温板接缝中13-14，根据不同类型密封胶的内部结构，对密封胶在接缝中的性能开展长期试验及观察研究。2.2密封胶在接缝中的施工（1）设定在装配式建筑外墙保温板外侧水平、竖直缝中进行密封胶防水封堵操作，令外墙保温板的侧壁保持整洁、干燥。在施工前检查所需材料性能、质量及配合比，使外墙保温板接缝能够牢固粘接，不容许存有缺陷；（2）令装配式建筑外墙的外侧竖缝与水平线之间的注胶宽度、厚度符合设定接缝条件15，待外墙保温板接缝固定后校核，再利用密封胶对接缝嵌填。主要流程为：放入泡沫棒，最后再向缝隙中打胶。在施工期间，外墙的防水空腔不能填补，同时密封胶在注胶时要保证表明是光滑的，不能出现裂缝。那么泡沫棒、密封胶注胶、修胶过程如图1所示；表3密封胶耐老化测试Tab.3Test results of aging resistance of different kinds of sealants老化条件自然老化热老化紫外老化人工气候老化老化时间h06001 0006001 00060010006001 000PU密封胶拉伸模量MPa0.2040.2100.2210.2180.2450.3120.2250.2420.261断裂伸长率%151.2143.1136.5139.6105.4146.9114.3141.399.1邵氏硬度H A22.824.826.224.425.123.725.123.925.1老化条件自然老化热老化紫外老化人工气候老化老化时间h06001 0006001 0006001 0006001 000PC910密封胶拉伸模量MPa0.2500.2540.2770.2750.3150.2580.2670.2910.347断裂伸长率%316.2277.5226.1200.3175.4356.8332.1335.6279.9邵氏硬度H A11.012.815.511.311.312.414.612.113.5老化条件自然老化热老化紫外老化人工气候老化老化时间h06001 0006001 0006001 0006001 000SMP651密封胶拉伸模量MPa0.4150.4190.4190.4400.5070.4200.4230.4100.411断裂伸长率%115.3177.2168.3157.3110.3155.4180.5140.5110.3邵氏硬度H A16.117.819.318.322.322.426.918.220.2老化条件自然老化热老化紫外老化人工气候老化老化时间h06001 0006001 0006001 0006001 000SMP652密封胶拉伸模量MPa0.4140.4440.4170.5950.4200.4260.3420.4130.401断裂伸长率%114.3163.6147.670.865.7107.456.280.676.9邵氏硬度HA16.023.425.524.225.330.530.022.826.342学术论文粘接书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?Academic papers研究报告专论泡沫棒定位板泡沫棒位置泡沫棒（a）泡沫棒填充示意图密封胶密封胶密封胶位置密封胶刮板（b）密封胶注胶、修胶示意图图1泡沫棒、密封胶注胶流程Fig.1The process of foam rod fillingand sealing glue injection（3）密封胶在装配式建筑外墙保温板接缝封胶完成后，要对封胶后的外墙面进行淋水、喷水操作，观察喷水后的墙面，检验墙面缝隙中是否有出现渗漏的情况。基于以上操作，获取密封胶在装配式建筑中的效果对比，具体如表4所示。表4密封胶效果对比Tab.4Comparison results of different kinds of sealants项目施工性能注胶表面状况淋水后渗透情况半个月后是否开裂3个月后是否开裂基材是否污染效果评价PU良好不光滑无有有无PC910优光滑无无无无SMP651优光滑无无无无SMP652良好光滑无无有有根据表4密封胶应用效果对比结果，得知 PC910密封胶与SMP651密封胶的应用性能最佳；而PU密封胶的应用性能最差，可以判断 PC910 密封胶与SMP651密封胶更适用于装配式建筑外墙保温板接缝密封工程。3结语由于密封胶的化学结构不同，导致密封胶的注胶结果差，针对这一问题，提出装配式建筑外墙保温板接缝用密封胶研究。该方法根据密封胶的粘接性及耐老化性能开展了测试分析，获取各个密封胶的性能结果，基于测试的密封胶性能结果将密封胶在实际建筑工程中应用，最终通过施工结果得出更适用于装配式建筑外墙保温板接缝密封工程的密封胶。【参考文献】1刘占省，邢泽众，黄春，等.装配式建筑施工过程数字孪生建模方法J.建筑结构学报，2021，42（7）:213-222.2荀志远，张丽敏，赵资源，等.基于组合赋权云模型的装配式建筑成本风险评价J.土木工程与管理学报，2020，37（6）:8-13.3古栋列.纳米碳酸钙对建筑用硅酮密封胶粘接性能的影响研究J.中国胶粘剂，2021，30（6）:46-50.4韩建军，仲小亮，杨霞，等装配式建筑外墙嵌缝用密封胶耐老化性能研究J.新型建筑材料，2020，47（12）:118-121.5钟强，张凯，李文俊.内浇外挂装配式建筑预制外墙接缝防水技术J.施工技术，2020，49（S1）:1025-1028.6谢佳钦，闵召辉，王祺昌，等.CRTS型板式无砟轨道底座伸缩缝用环氧沥青填缝密封胶性能研究J.铁道建筑，2021，61（7）:127-130.7刘长健，刘洪丽，韩雪，等.埃洛石改性聚醚密封胶的制备及性能研究J.化工新型材料，2021，49（3）:252-255.8郭良林，宋顺平，李刚，等.旋转控制头密封胶芯性能三维有限元分析与结构优化J.润滑与密封，2022，47（2）:129-136.9袁娇娇，林军，缪云，等.粘结长度对AFRP-混凝土界面粘 接 性 能 的 影 响 J.硅 酸 盐 通 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