采光顶与接缝密封胶应用研究

高 树 鹏

(汕头大学医学院附属肿瘤医院，广东 汕头 515031)

采光顶与接缝密封胶应用研究

高 树 鹏

(汕头大学医学院附属肿瘤医院，广东 汕头 515031)

简述了采光顶的几种类型，对采光顶的接缝密封特点、密封胶的分级以及选用作了介绍，并对密封胶接缝宽度、深度、形状等设计方法进行了阐述，归纳总结了接缝密封胶施工的注意事项，以达到良好的接缝密封效果。

采光顶，接缝密封胶，形状，施工

0 引言

随着技术的发展和对建筑品质要求的提升，以人居舒适性为核心的建筑更加关注建筑与自然的关系，不但使建筑更加美观，而且促进建筑节能。采光顶充分利用自然光，将室内外环境融于一体，受到建筑师的青睐，面材日趋多样化为建筑师提供了更多选择。用于采光顶面材之间接缝、防水密封的密封胶必须根据面材的特点按照设定变位来选择相应模量，并确定接缝宽度、深度、形状，通过规范化施工达到良好的接缝密封效果。

1 采光顶的简介

1.1 玻璃采光顶

采光顶一般采用玻璃作为采光材料，称为玻璃采光顶。根据JGT 231—2007建筑玻璃采光顶将“面板为玻璃的屋盖”定义为玻璃采光顶，屋盖是“由屋面板与支承体所组成的与水平面夹角小于75°的围护结构和装饰性结构的总称”[1]。玻璃采光顶是应用最多的采光顶，它除了具有采光功能外，可在采光顶平面内设置开启天窗来满足通风需要。玻璃采光顶施工工艺较为复杂，玻璃容易自爆给安全带来隐患，且维护成本较高。聚碳酸酯、膜结构等采光材料为轻型高通透屋面的设计开创了新思路，克服玻璃自爆的缺陷，在部分工程项目中得到应用。

1.2 聚碳酸酯采光顶

聚碳酸酯板作为新型的建筑材料，和玻璃有相似的透光性能，它是以聚碳酸酯为原料，挤压成型的塑料板材。聚碳酸酯采光顶与玻璃采光顶相比，具有自重轻，耐高低温、隔热、阻燃、隔音，抗冲击、安全性能、成型加工性能好等优点，不存在玻璃的自爆缺陷，应用起来更加安全，维护费用也相对少。

1.3 膜结构采光顶

膜结构采光顶在太阳光的照射下由于漫散射的作用，使建筑物内部呈现明亮效果，采光性也较好，在日照充分的条件下通常室内不需要照明，特别适用于体育馆、展览厅和天井等对采光要求较高的建筑物。与玻璃采光顶相比，具有自重轻，抗震性、耐候性好，使用寿命长；造型优美，实现结构与造型、技术与艺术完美结合；施工方便快捷，日常维护费用少；阻燃，防火性优等优点。

2 采光顶的接缝密封

2.1 采光顶接缝密封特点

缝隙是采光顶渗漏的主要通道。玻璃采光顶与聚碳酸酯采光顶面板间存在板块间的缝隙、板块与周边其他构件间的缝隙，这些接缝通常必须采用密封胶密封。采光顶由于空间角度的转换，接缝密封受自身重量荷载，采光顶屋面材料和支撑材料的热胀冷缩引起的变位，雪荷载、风荷载、不对称荷载等外界因素影响，不但有水平的位移，还有剪切位移，变位大而且复杂，胶缝开裂发生渗漏较为常见[2]。造成采光顶密封失效最主要的原因是密封胶的位移能力及其在大变位反复作用下对基材的粘结能力达不到要求。为确保防水，采光顶接缝应根据结构、面材的不同特点选择合适的密封胶。

2.2 密封胶的分级

密封胶选用时必须标明产品级别和模量，根据JC/T 882—2001幕墙玻璃接缝用密封胶产品标准，按试验的冷拉伸、热压缩幅度分为25LM，25HM，20LM，20HM四个级别。其中包含20级和25级两个位移能力级别，同一位移能力级别又有高模量(标记H)和低模量(标记L)产品。密封胶选用时必须标明产品级别和模量，接缝用密封胶的级别越高，抗位移能力越高，生产成本也越高，所以应根据变形要求合理选用。

2.3 采光顶接缝密封胶的选用

采光顶面板之间接缝需要采用密封胶进行接缝密封，密封胶要求具有抗紫外线、酸雨、雪等极端天气能力的耐久性和一定的力学强度；具有优异的粘结性，对基材无污染，与相接触的材料相容，并可根据建筑整体效果选用需要的颜色。密封胶需承受由面材随温度变化热胀冷缩、外载荷作用等产生的变形而引起的位移，除应有一定的力学强度外，更重要的是需具有低模量、高位移能力，即处于拉伸或压缩情况下具有高变位能力、保持粘结性不破坏，对整体结构不产生影响，当位移消失后能够恢复到原状。采光顶接缝应通过变形量计算选用与变形量相匹配的密封胶。

聚碳酸酯板线膨胀系数是玻璃的8倍，铝型材的3倍，在采光顶应用中除节点需要适应变形要求外，在相同接缝宽度下对密封胶的位移能力提出更高要求[3]。聚碳酸酯板耐腐蚀性能一般，遇到有机溶剂易引起开裂，遇强碱容易分解；界面惰性，粘结性能较差。聚碳酸酯板的接缝密封必须选用粘结性能好，中性固化，不对聚碳酸酯采光板基材产生侵蚀作用的密封胶。

3 采光顶密封胶接缝的设计

3.1 密封胶接缝宽度的设定

在一些工程面板接缝处出现的密封胶被拉裂，很可能是面板产生的位移超出密封胶所能承受的极限造成的。接缝宽度设定的基础是接缝位移量和可供选择密封胶的位移能力，接缝宽度必须通过计算位移量具体进行设定。通常条件下接缝宽度不小于6 mm可保证现 场密封施工可挤注的操作性[4]，胶缝过大很难进行胶面修整。通常考虑接缝形状和变形产生的应力集中，对接缝宽度加大，通常宽度取不小于10 mm。缝宽对密封胶使用效果有很大影响，必须计算出总的接缝位移后才能确定最佳的接缝施胶宽度，施工中不能随意增加或减小接缝宽度。

3.2 密封胶接缝深度的设定

密封胶接缝深度过大，接缝变形增加，密封胶位移时表面易出现凹凸现象，导致压力变形过大而引起粘结失败。如果胶缝深度过小，胶量偏少，会因应力集中或气泡等的形成而引起开裂，甚至导致粘结失败。采光顶面板通常较薄，按常规施工方法是在接缝内填塞泡沫棒，但泡沫棒使接缝密封胶的胶层变得更薄，通常情况下接缝深度是小于宽度，一旦涂胶施工稍有缺陷或者意外遭受损伤，均可能导致渗漏。为保证接缝的耐久密封性，胶层厚度取宽度的一半，厚度应保证不能小于6 mm，不大于10 mm。

3.3 密封胶接缝的形状

密封胶接缝密封是在现场进行的，受条件所限难免潜在瑕疵、气泡、夹杂等隐患，且接缝形状通常修整为凹面，容易积尘积水。采光顶密封胶接缝最好的施工方式是建议分两次完成，表面修整为圆凸面，第二道密封修宽，扩大粘结宽度和密封面积，即可减缓局部应力，也可覆盖第一道密封存在的缺陷，消除渗漏隐患。两道密封的施工方式可减少固化过程中遭受意外损伤或破坏的几率，提高接缝密封表面的耐久性。从经济角度考虑，第一道密封采用低模量产品，第二道采用高模量产品。

4 接缝密封胶施工注意事项

密封胶是现场成型材料，在施工现场完成注胶工作，施工现场的环境、作业条件较差，密封胶固化所需要的外部条件不容易满足，气候、环境、作业条件等因素对固化质量的影响很大。密封胶必须保存在温度为5 ℃～30 ℃之间的室内环境，不能保存在太阳直射或太过潮湿的地方。密封胶除了必须在规定有效期内使用外，环境条件的保证、接缝表面的清洁方式、使用清洁溶剂的类型选择是密封胶施工质量的基础。

4.1 施工温度

受条件的限制，只有单组分密封胶适用于现场施工。单组分密封胶的固化是吸收空气中的水蒸气后进行水解交联反应，由外至内缓慢固化，固化速度主要取决于温度、湿度和水蒸气的渗透速度。按GB 16776建筑用硅酮结构密封胶单组分密封胶需要养护21 d才能达到最大粘结强度，密封胶在未完全固化时，弹性恢复率、定伸粘结性均未达到标准要求的范围。因此，密封胶施工时要求表面干燥、清洁，环境温度适中，防止外界环境因素变化太大，引起表面外观不平整，甚至引起粘结破坏现象。

密封胶施工温度要求在5 ℃～40 ℃范围内。基材表面温度过高可能造成固化反应速度过快，产生的水分子物质来不及迁移出胶体表面在内部聚集形成气泡，破坏胶缝表面的美观；温度过低固化过程显著延长，受温差影响热胀冷缩造成外观走形。温度太高与太低均不宜进行密封胶的施工，容易造成密封胶在固化过程一直处于拉伸或压缩状态，固化后内部应力超过设计的位移能力造成内聚或粘结破坏，导致密封失效产生渗漏。

4.2 泡沫棒的衬垫

接缝密封必须使用闭孔型聚乙烯类或开孔型聚氨酯类泡沫棒作衬垫，避免密封胶造成三面粘结并有效地控制接缝中密封胶嵌入深度和形状，使密封胶完全润湿两侧基材表面，让密封胶发挥最佳的位移能力。泡沫棒衬垫未按规范施工可能破坏胶缝表面的美观，泡沫棒填塞应平直，并按设计要求预留打胶厚度。泡沫棒太大容易被拉得太紧时，密封后回缩拖动密封胶，使不规则的长条状向外凸出，影响观感。

4.3 表面清洁

获得良好粘结性的关键就是要有一个表面干净的材料。无论何种材料表面，在现场施工时都会粘染不清洁的物质，在施打密封胶前应根据不同的季节选择清洗溶剂进行清洗干净[5]。IPA和MEK等清洗溶剂可溶解在水中，适合冬天使用，能有效去除基材表面的冷凝水及结霜；甲苯、二甲苯等清洗溶剂不能溶解于水，适合于夏天使用。注胶完成后胶缝顺直饱满，与基材粘结应牢固无孔隙，面材表面清洁无污染。

5 结语

接缝密封胶选择和胶缝形状设定是保证采光顶密封、防水的基础。为使密封有效、美观, 需要根据面材特性、设定变位来选择相应模量的密封胶与接缝宽度、深度、形状；施工过程中注意泡沫棒的安装、基材表面清洁以及温度环境是否符合要求，通过规范化施工达到良好的接缝密封效果。

[1] JGT 231—2007,建筑玻璃采光顶[S].

[2] 高树鹏.金属屋面与玻璃采光顶防水技术在工程中的应用[J].中国建筑防水,2014(11):13-16,23.

[3] 曾 容,张冠琦,朱应和.聚碳酸酯采光顶用硅酮密封胶的选择[J].中国建筑防水,2011(12):18-20.

[4] 高树鹏.玻璃采光顶应用与防水技术[J].中国建筑防水,2014(23):38-41.

[5] 卢 麟,袁素兰.不同种类硅酮耐候密封胶的区别及应用要点[J].中国建筑防水,2007(6):14-17.

Research on application of daylighting top and joint sealants

Gao Shupeng

(CancerHospitalofShantouUniverstiyMedicalCollege,Shantou515031,China)

The paper briefly describes several daylighting top types, introduces daylighting top joint sealants features, grading and selection, describes sealants joint width, depth and shape and other design methods, and summarizes joint sealants construction matters, with a view to achieve good join sealing effect.

daylighting top, joint sealants, shape, construction

1009-6825(2015)16-0074-03

2015-03-29

高树鹏(1970- )，男，高级工程师

TU745

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