化學(xué)分析對保障玻璃幕墻工程質(zhì)量的作用

劉盈

化學(xué)分析對保障玻璃幕墻工程質(zhì)量的作用

劉盈

本文分析了目前玻璃幕墻工程存在的問題及原因，提出了物理力學(xué)測試與化學(xué)分析測試相結(jié)合的硅酮結(jié)構(gòu)膠測試思路，對幾種可借鑒使用的化學(xué)分析測試方法進行了介紹。

化學(xué)分析；玻璃幕墻；工程質(zhì)量

1.前言

玻璃幕墻工程技術(shù)在我國發(fā)展三十多年，因其自重輕、透光性好、外形高檔美觀等優(yōu)點成為近年來倍受青睞的建筑外圍護結(jié)構(gòu)。其中隱框和半隱框玻璃幕墻因依靠硅酮結(jié)構(gòu)膠進行粘接裝配，其產(chǎn)品質(zhì)量及粘接情況得到了較高的重視，尤其是關(guān)系到玻璃幕墻安全性和使用壽命的相容性和粘結(jié)性能更作為工程進場復(fù)試強制檢測的項目進行檢測。上世紀(jì)九十年代末，我國陸續(xù)出臺了《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)膠》GB16776、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102，對硅酮結(jié)構(gòu)膠的產(chǎn)品性能和工程復(fù)檢提出了明確要求，從一定程度上大大提高了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的產(chǎn)品質(zhì)量，為保障玻璃幕墻工程質(zhì)量起到了重要的作用。

隨著玻璃幕墻技術(shù)的普及、推廣以及房地產(chǎn)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，玻璃幕墻如雨后春筍般在國內(nèi)大中小城市中興盛起來，這也給硅酮結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)帶來了前所未有的商機。但是，貼牌、以次充好、亂加填料等不規(guī)范行為也越來越多，直接造成一些玻璃幕墻工程出現(xiàn)了玻璃墜落、中空玻璃“流淚”等情況，導(dǎo)致玻璃幕墻工程質(zhì)量糾紛頻發(fā)。近年來，國內(nèi)一些檢測機構(gòu)一直致力于解決玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗鑒定相關(guān)的技術(shù)難題，尤其中國建筑科學(xué)研究院在玻璃幕墻工程質(zhì)量及可靠性鑒定方面投入大量的精力進行研究，但研發(fā)的技術(shù)仍圍繞硅酮結(jié)構(gòu)膠物理力學(xué)性能，然而，我們卻發(fā)現(xiàn)仍有一些玻璃幕墻工程質(zhì)量問題無法明確其因。此外，對添加了劣質(zhì)填料或者施工選材錯誤的工程僅通過物理力學(xué)性能的檢測無法分析問題成因。因此，在我國幕墻發(fā)展的現(xiàn)階段，有必要引入一些化學(xué)分析的方法，對硅酮結(jié)構(gòu)膠進行測試分析，為保障玻璃幕墻工程質(zhì)量提供可靠的檢測方法。

2.國內(nèi)外情況

我國玻璃幕墻用膠的相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要通過借鑒國外發(fā)達國家標(biāo)準(zhǔn)（主要是美國）的試驗方法和技術(shù)要求而建立，自上世紀(jì)九十年代開始實施以來為規(guī)范相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量起到了積極的作用。國外產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定理念為通過物理力學(xué)技術(shù)要求表征產(chǎn)品性能，但在國內(nèi)如果僅檢測物理力學(xué)性能指標(biāo)，會給玻璃幕墻用膠市場以次充好行為以可趁之機，同樣都能達到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但是成本、耐久性卻相差較大。因此，建立簡便易行的化學(xué)分析手段顯得尤為必要，旨在為產(chǎn)品留下最初的原始化學(xué)成分譜圖，便于以后比對分析。

歐洲ETAG002《結(jié)構(gòu)密封膠裝配體系認(rèn)證技術(shù)指南》中采用熱失重分析儀（TGA）加熱升溫至900℃，繪制曲線，找出硅酮膠的最大失重區(qū)。該方法為國際首個采用化學(xué)分析方法測試玻璃幕墻用膠性能的標(biāo)準(zhǔn)方法。但該方法僅能表征膠的裂解溫度和失重情況，卻無法對密封膠的成分進行分析。

在國內(nèi)已有的玻璃幕墻工程檢查中我們發(fā)現(xiàn)因為早期玻璃幕墻工程對選材問題不夠?qū)I(yè)，導(dǎo)致有些玻璃幕墻工程錯誤地使用聚氨酯膠，或是必須使用硅酮結(jié)構(gòu)膠的位置錯用成聚硫膠。在我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，僅能對未固化成型的膠進行物理力學(xué)測試。然而，既有玻璃幕墻上的膠已經(jīng)固化交聯(lián)，且膠體寬度和厚度都不超過12mm，因此，現(xiàn)場獲取的校樣已不便再進行有效的力學(xué)性能測試。同時，單純從物理力學(xué)性能的角度也無法對不同種類的膠加以區(qū)分。因此，必須建立行之有效的化學(xué)分析測試方法才可以定性定量表征既有玻璃幕墻是否存在選材錯誤的問題。

除此之外，在玻璃幕墻工程建設(shè)過程中，一些供貨商為了增加利潤，以高價名牌膠中標(biāo)，在獲取工程驗收所需的質(zhì)保資料后，便開始以次充好，在進場材料中摻加劣質(zhì)膠或直接供應(yīng)假冒膠，給玻璃幕墻工程帶來很大的安全隱患。在我國，工程材料施工前會進行材料復(fù)檢，對于玻璃幕墻用膠一般一個工程只進行一次物理性能檢測，這也給一些不法之徒以可趁之機。

對于上述問題，僅靠物理性能檢測已無法百分之百保障國內(nèi)玻璃幕墻工程用膠安全，急需建立相關(guān)化學(xué)檢測方法從化學(xué)成分分析角度鑒別真假膠摻雜使用的問題，從而保障玻璃幕墻工程的粘接安全。

3.化學(xué)分析的幾種方法

3.1 紅外光譜技術(shù)

在有機物分子中，組成化學(xué)鍵或官能團的原子處于不斷振動的狀態(tài)，其振動頻率與紅外光的振動頻率相當(dāng)。所以，用紅外光照射有機物分子時，分子中的化學(xué)鍵或官能團可發(fā)生振動吸收，不同的化學(xué)鍵或官能團吸收頻率不同，在紅外光譜上將處于不同位置，從而可獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團的信息。紅外吸收光譜因可對固化后的密封膠進行分析，是分辨玻璃幕墻用膠種類的最簡便直接的方法，可快速區(qū)分硅酮膠、聚硫膠、聚氨酯膠等，對檢測鑒定既有玻璃幕墻密封膠的設(shè)計選材問題非常有效。

3.2 氣質(zhì)聯(lián)用色譜技術(shù)

氣質(zhì)聯(lián)用儀是指將氣相色譜儀和質(zhì)譜儀聯(lián)合起來使用的儀器。質(zhì)譜法可以進行有效的定性分析，但對復(fù)雜有機化合物的分析就顯得無能為力；而色譜法對有機化合物是一種有效的分離分析方法，特別適合于進行有機化合物的定量分析，但定性分析則比較困難。因此，這兩者的有效結(jié)合必將為化學(xué)家及生物化學(xué)家提供一個進行復(fù)雜有機化合物高效的定性、定量分析工具。像這種將兩種或兩種以上方法結(jié)合起來的技術(shù)稱之為聯(lián)用技術(shù)。氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)需將固化密封膠盡可能的溶解，固化密封膠中游離物較易析出和溶解，所以，對固化密封膠此類物質(zhì)的測定非常有效。氣質(zhì)聯(lián)用法可有效地用于密封膠中有害游離物的測定，例如，可用于測定白油等，可直接測定影響玻璃幕墻工程質(zhì)量的有害填料。

3.3 固體核磁共振技術(shù)

化學(xué)分析中用到核磁共振技術(shù)分為液體核磁共振技術(shù)和固體核磁共振技術(shù)，鑒于固化后硅酮膠較難溶解的原因，對于已使用且固化后的硅酮膠可選用固體核磁共振技術(shù)進行分析測試。固體核磁共振技術(shù)是以固態(tài)樣品為研究對象的分析技術(shù)，對于固態(tài)樣品，分子的快速運動受到限制，化學(xué)位移各向異性等各種作用的存在使譜線增寬嚴(yán)重，因此固體核磁共振技術(shù)分辨率相對于液體的較低。但固體核磁共振技術(shù)作為定量檢測硅酮膠的方法，可用于工程進場復(fù)式時取樣測試譜圖與日后既有玻璃幕墻可靠性鑒定取樣譜圖的對比，譜圖一致性可作為硅酮膠老化、真假膠鑒別的依據(jù)之一。

3.4 元素分析法

元素分析是對已知樣品進行具體元素的定量分析，其原理是將樣品置于氧氣流中燃燒，用氧化劑使其有機成分充分氧化，令各種元素定量地轉(zhuǎn)化成與其相對應(yīng)的揮發(fā)性氣體，使這些產(chǎn)物流經(jīng)硅膠填充柱色譜或者吹掃捕集吸附柱，然后利用熱導(dǎo)池檢測器分別測定其濃度，最后用外標(biāo)法確定每種元素的含量。元素分析除可測定C、H元素外，還可測Si元素的含量，可直接獲得硅酮膠產(chǎn)品中硅元素的含量，對鑒別硅酮膠產(chǎn)品優(yōu)劣、產(chǎn)品配方變化等有重要的作用。

4.結(jié)語

我國建筑材料的檢測標(biāo)準(zhǔn)多基于國外標(biāo)準(zhǔn)的檢測項目而制訂，以物理力學(xué)性能測試為主，但是，我國建筑業(yè)的實際情況卻往往較為復(fù)雜，遠不如國外誠信體制下的產(chǎn)品可靠。因此，無論管理部門、設(shè)計施工單位還是檢測機構(gòu)，單純依靠物理力學(xué)性能規(guī)范建材產(chǎn)品質(zhì)量常常力不從心。尤其近年來，隨著既有玻璃幕墻使用年限的增加，暴露出的玻璃幕墻質(zhì)量問題也越發(fā)多樣，其中，中空玻璃“流淚”、設(shè)計選材錯誤、真假膠混用等問題較難通過物理力學(xué)測試而分辨。因此，在我國既定國情及玻璃幕墻發(fā)展現(xiàn)階段，引入有效的化學(xué)分析方法，通過化學(xué)分析的手段規(guī)范新建玻璃幕墻的選材及施工，鑒定既有玻璃幕墻的可靠性，對保障玻璃幕墻安全有著重要的作用。同時在材料進場施工時，我們建議進行化學(xué)分析測試，并將化學(xué)分析譜圖作為工程檔案留存，便于日后工程檢查及鑒定工作時查閱和比對。我們期望通過化學(xué)分析與物理力學(xué)性能測試相結(jié)合的方法，嚴(yán)控玻璃幕墻工程質(zhì)量，解決玻璃幕墻使用中的工程質(zhì)量糾紛，保障玻璃幕墻的安全可靠性。

（作者單位：中國建筑科學(xué)研究院）

TV227

B

1671-3362(2016)12-0052-02