幕墙质量问题及预防措施

颜 琦

一、前 言

我国幕墙总量已超过世界总量的1/2，预计在今后数年内，铝合金门窗及幕墙行业仍将是持续、高速发展的产业。但是在飞速发展的背后，隐藏着许多问题。由于建筑幕墙大多用于公共建筑、商务中心区域，该区域人流势必密集，若板片高空坠落，其后果是灾难性的。且板片坠落会对社会造成很大的影响，造成民众从心理产生恐慌，也影响了建筑物业及幕墙施工企业的信誉。所以幕墙的安全隐患会造成很大的危害。

二、幕墙质量问题产生原因及预防措施

1.产品原因

不合格产品应用于结构性装配，如耐候胶，甚至是假胶被用于结构性装配。大家知道，这些产品的性能达不到结构胶质量要求，势必存在安全隐患。

（1）幕墙板依靠硅酮结构胶粘结在外墙框架上，这就要求结构胶既要有足够的强度，能承受50年或100年一遇的最大设计荷载，又要具有足够的弹性，能承受风荷载、热、地震和建筑沉降引起的结构变位，而且要保证位移时的应力不大于预应力。

（2）从结构胶产品使用情况来看，普遍存在强度高而弹性不足的问题。产品强度远大于国家标准技术要求，且弹性模量相差也很大，这种差异表明产品弹性、柔度或刚度的不同，在工程应用中将直接影响到结构胶的选材和结构尺寸的设定。

（3）如果考虑风压、建筑层间变位等综合计算，将会有更大的相对位移，可能有更多的产品被淘汰，不能用于结构的装配。

（4）产品过期。这主要指的是密封胶在运输、存储过程中不可避免的受热，其物理性能衰减而导致的提前过期现象。特别是在夏天，温度较高，这种现象特别明显。

（5）密封胶进场后应该对其性能做一简单评估，先通过表干时间检查来做粗略判断，将密封胶打成刮片，过一段时间后用手去触摸，观察多久密封胶不粘手。还应该对将硅酮胶打成片或条的密封胶在固化3d后用手拉伸以测试其是否具有弹性，如果弹性良好则可以使用。

2.接口设计不当

（1）接口设计在结构性装配中也非常重要。大家知道，结构胶必须具有足够的宽度以承受风压或自重等因素，结构胶宽度要求和大楼受到的风压和玻璃的尺寸成比例。设计风压和玻璃的尺寸越大，结构胶宽度越大；同样板片越重，结构胶的宽度就越大；正确的结构胶深度使密封胶容易安装并容许结构性接口减少由于不同的温差位移引起的应力。由于温度的变化，所有结构性装配的板片都要经受周而复始的伸张和压缩。胶深必须正确设计来调节这些运动。因此结构胶的深度和宽度也应该经过精确计算。

（2）除了结构胶的宽度和深度达到要求外，易于施工的特性和密封胶固化特性却常常被忽略，大部分结构性装配失败的原因就产生于此。以L型接口为例，不当的设计不仅使硅胶施打不便，接口不易注满，而且清洁也不方便，那么硅酮胶的粘结性就没有保证。

3.粘结失败

（1）为了避免粘结失败，我们需要从理论上分析粘结产生的理论。粘结的原因有两个：一是物理作用，指密封胶由于具有较小的表面张力，可以在基材表面铺展，充分润湿基材，那么它就可以进入从微观角度粗糙的基材内部，形成类似于联锁的结构；二是化学作用，待密封胶固化后就形成一定的作用力。这两个原因同时作用，相辅相成。

（2）粘结性有关因素

①基材料表面的物理化学性质，比如粗糙度、多孔性，表面能量，化学组成 （氧化物，添加剂：填料，塑化剂等），材料后处理 （涂层、研磨、脱模）等。

②表面的清洁程度、溶剂选择。

③粘接剂的性质。

④固化条件。

4.幕墙系统漏水

幕墙系统漏水会产生以下危害：水渗入大楼内部，会使主体结构 （不管是钢结构还是混凝土结构）经常处于潮湿环境中，腐蚀幕墙锚固件，从而缩短建筑物的使用寿命，并影响大楼的安全性；密封胶失效大楼气密性和水密性不足，大楼能耗增加，这还是一种不环保的表现；水渗入大楼会导致大楼内装修破坏，大楼价值大大降低，给用户造成损失。

（1） 施工不当

包括漏打硅胶，偷工减料或不依照图纸施工，密封胶没有注满接口。当外力、缝隙、水三因素同时存在时就可能发生漏水，漏打硅胶，或者偷工减料或不依照图纸施工，这些都会造成密封不严，导致漏水。同时还要注意密封胶应该充满整个接口，和基材充分接触，这样才能保证密封胶和基材之间产生良好的粘结性，同时也是密封胶耐久性能的前提之一。

（2）硅胶位移能力达不到接口位移量

一是密封胶的耐候性不佳，所以其抗老化能力不足，而密封胶老化后位移能力明显降低，不能满足板片的位移量；二是使用了低位移能力的密封胶，甚至是假胶；三是接口设计不当，密封胶的位移能力得不到发挥。目前随着市场的扩大，竞争的加居，也出现了恶性竞争的局面。主要表现有：

在密封胶中填充矿物油。填充了矿油的密封胶可大大降低成本，用户使用过程中并不能发现质量问题，但在应用1年以内，所填充的矿物油会全部挥发掉，矿物油挥发以后，胶的质量会变得极差，造成工程出现质量问题。

其次，在密封胶中填充大量填料。填料被大量无限制填充后，密封胶会变得很脆、无弹性、伸长率差，在建筑上使用后会出现严重的开裂、漏水问题。

5.石材幕墙外观污染

（1）石材一旦发生被污染，很难用化学或物理的方法将其去除。国外曾经尝试用化学吸咐剂去除污染的石材。它们将化学试剂涂在污染的石材接缝周围，并用遮蔽胶条覆盖，试图将接缝里的有机物吸出来，结果徒劳无功；也有人试图用物理的方法将接缝里的有机物分离出来，但发现所需的费用比换掉石材还要贵。当发现石材受污染后，唯一有效的办法就是马上将接缝里的密封胶剔除，从而阻止石材进一步污染，并重新施打不污染石材的密封胶。

（2）密封胶污染石材的主要原因是密封胶里所含的一些有机物 （如不参与反应的塑化剂和未反应完的高分子聚合物以及一些载体和添加剂等），随着时间推移慢慢渗透到石材的毛细孔中而在石材接缝的两边形成一条黑色的带状，我们称之为污染。由此可见，塑化剂是污染的罪魁祸首。

（3）密封胶对石材的污染是通过毛细管渗透原理而形成的。污染现象发生的快慢主要取决于密封胶的施打位置、密封胶的类型和分子的大小及石材孔隙的大小和分布情况等。在自然环境条件下，石材孔隙越大，有机物渗透速度就越慢，反之石材孔隙越小，有机物渗透速度就越快。

（4）杜绝石材污染的最有效方法是使用不含塑化剂的高性能硅密封胶，由于其配方中不含塑化剂，因此从根本上杜绝了产生污染的可能性。

6.中空玻璃产生的问题

（1）中空玻璃单元的边缘密封系统的主要功能是防止水汽进入，并将两片或多片玻璃结构性黏接起来，通过双重边缘密封系统可以取得最好的密封效果。

（2）在该系统中，第一道密封是由聚异丁烯基密封胶提供水汽密封，第二道弹性密封则确保中空玻璃单元在相应荷载下的结构整体性。大多数过早失效的中空玻璃单元，也就是安装几年内的现场失效，是由于第二道密封的黏结性丧失而引起的。

（3）当发现玻璃内框里有水汽凝露时（结雾），中空玻璃单元可以被卸载作是失效了。更有甚者，用有机胶 （以聚硫密封胶居多）作为第二道密封的中空玻璃用作结构性装配，这样就相当于用有机胶作为结构性装配，因此造成的板片跌落案例也不稀奇。

（4）由于中空玻璃是一个复杂的系统，涉及到许多因素，应采取必要措施防止问题的产生。

①结构性装配的中空玻璃单元必须选用硅酮结构胶作为二道密封；②在相对恒定条件下，有机密封胶密封的中空玻璃单元与硅酮密封胶密封的中空玻璃单元的寿命相近，但是在具体的工程实践中，硅酮密封的中空玻璃单元依然具有较长寿命；③装配因素对中空玻璃单元的寿命影响也至关重要，但是由于其中牵涉的环节太多，客户在选用产品时应该对生产厂家的工程案例的环境、时间等因素进行了解，然后选用经过环境及时间考验的品牌产品；④由于大多数中空玻璃的失效是由于第二道密封的性能丧失，诸如粘结性丧失，弹性降低引起，所以对第二道密封的密封胶选择也是一个很重要的因素。

三、幕墙系统密封胶选择的重要性

在幕墙结构性装配失效及建筑物漏水等原因分析中，可以看出密封胶是影响其最重要的一个因素，包括结构胶和耐候胶的选择。

1.结构胶的选择

结构胶的指标很多，其中有4个性能指标必须具备，那就是良好的粘结性、足够的强度、适当的位移能力和长期持久的性能。以上性能看似简单，但是只有特殊配方设计的硅酮胶才能符合。

（1）结构胶的强度和位移能力是相互制约的，位移能力随着强度的增加会下降，反之也然。所以同时满足这两个指标需要特殊配方的结构胶。

（2）结构胶的抗老化性能，在经过很长紫外线照射后应该具有很小的衰减值。目前所有厂家的技术数据中公布的指标都是结构胶在新鲜时候的数据，我们的国标同样也仅仅关注结构胶新鲜时候的数据，然而建筑物的使用是一个百年大计，这就要求结构胶具有足够的持久性。

2.耐候胶的选择

耐候胶也应该具备4个基本特性，即良好持久的粘结性，一定的模量、位移能力、耐久性及对建筑物外观的保护。

（1）粘结性的重要性不言而喻，与基材无粘结性是大楼漏水的原因之一；好的伸缩性能意味着较低的模量和良好的位移能力，较低的模量表面耐候胶在拉伸时候会对接口产生较小的应力，这对耐候胶的持久粘结性有利，良好的位移能力代表耐候胶不易因为板片接口位移量过大而开裂。

（2）耐候胶的使用寿命取决于其耐久性能，不能因为紫外线照射开裂。还有，耐候胶的使用不能影响建筑的美观性，因为耐候胶造成的污染和流挂现象非常明显。