鋁板幕墻密封失效的原因

　　鋁單板幕墻是由金屬構(gòu)架與鋁單板組成的、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載與作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，具有美觀、節(jié)能、容易維護(hù)等優(yōu)點，是現(xiàn)代高層建筑和異形建筑的優(yōu)選方案。

　　鋁單板幕墻具有以下特點：1)色澤豐富、持久、外觀形狀多樣化，通過噴漆工藝能與玻璃、石材幕墻實現(xiàn)完美結(jié)合; 2)自重輕，僅為石材幕墻的1/5，玻璃幕墻的1/3，大幅降低了建筑外墻的重量; 3)維護(hù)成本低，性價比高。正因為鋁板幕墻具有如此多的優(yōu)點，受到業(yè)主的廣泛青睞。 隨著鋁單板幕墻的大面積使用，越來越多的密封失效發(fā)生。鋁單板幕墻密封失效帶來的危害是幕墻漏水，容易造成建筑物內(nèi)飾的破壞、腐蝕幕墻錨固件、影響大樓的安全，同時密封失效還會增加建筑的能耗。本文針對引起鋁板幕墻密封失效的常見原因進(jìn)行分析，并找出有效的解決方法。

　　鋁板幕墻密封失效的原因

　　造成鋁板幕墻密封失效的原因有很多，如設(shè)計不合理、密封膠選擇不當(dāng)、粘結(jié)不良、施工操作不當(dāng)?shù)取?/span>

　　接口設(shè)計與密封膠位移能力不匹配

　　人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)密封膠使用在鋁板幕墻接口時，有發(fā)生開裂，特別是在季節(jié)變換時，晝夜溫差特別大，溫度降低時板片收縮后對密封膠的過度拉伸造成。這主要是由于密封膠的位移能力達(dá)不到實際使用要求。設(shè)計師在計算接口密封膠寬度時，除了板片的熱脹冷縮外，還要考慮下列因素，例如樓層的動荷載引起的位移，安裝誤差等[2]。一般按以下公式計算接口需要的較小寬度：

　　較小接口寬度=(100/X)*(Mt+Ml)+Tc

　　其中，X：密封膠的位移能力(%)

　　Mt：由于熱膨脹引起的位移(mm)

　　Ml：由于動荷載引起的位移(mm)

　　Tc：建筑誤差(mm)

　　設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時需選用合理位移能力的密封膠，避免因密封膠位移能力不夠而造成開裂，密封膠的位移能力還應(yīng)有中國權(quán)威檢驗中心報告作為依據(jù)。在設(shè)計時還應(yīng)該注意，密封膠在接口內(nèi)應(yīng)形成兩面粘結(jié)，而不是三面粘結(jié)。當(dāng)三面粘結(jié)現(xiàn)象發(fā)生時，密封膠可承受的位移能力只有設(shè)計值的15%左右。對于較深的接口應(yīng)采用PE泡沫棒填充，以控制密封膠的厚度;對于較淺的接縫，用防粘膠帶將密封膠與底部隔離開來。因為采用防粘膠帶或PE泡沫棒均能夠有效避免三面粘結(jié)。否則，密封膠在受外力作用時，容易被撕裂，將失去密封和防滲漏作用。

　　密封膠選擇不當(dāng)

　　目前，市面上用于耐候防水的密封膠產(chǎn)品有很多：聚氨酯密封膠、聚硫密封膠和硅酮密封膠等。在工程案例上，很多人都沒有注意幾種密封膠的區(qū)別，而隨意選擇在鋁板幕墻上進(jìn)行應(yīng)用，經(jīng)常出現(xiàn)密封膠表面龜裂、粉化的現(xiàn)象(如圖2)。

　　由于硅酮密封膠中所使用的基礎(chǔ)聚合物的主鏈結(jié)構(gòu)為Si-O鍵，而聚氨酯密封膠的主鏈結(jié)構(gòu)為C-O鍵，C-C鍵和C-N鍵，聚硫密封膠的主鏈結(jié)構(gòu)為C-S、S-S鍵。在表1中，我們對不同密封膠化學(xué)鍵鍵能與陽光中強(qiáng)紫外線能量進(jìn)行對比，除了Si-O鍵以外，其它化學(xué)鍵鍵能都低于300 nm紫外光的能量，這就是硅酮密封膠能長期在紫外線照射下仍保持良好的性能，其他密封材料在使用一段時間過后，會出現(xiàn)不同程度的開裂而導(dǎo)致漏水，喪失了密封防水功能的根本原因。

　　在選用密封膠進(jìn)行鋁板幕墻密封時應(yīng)該優(yōu)選硅酮密封膠，還需選擇質(zhì)量有保證的產(chǎn)品，不能貪圖便宜，選擇添加大量“白油”的硅酮密封膠。因為“白油”價格低廉，并且能讓剛打出來的密封膠表面更加光澤亮麗，一些不負(fù)責(zé)任的廠家甚至以此作為賣點。但隨著白油的逐漸揮發(fā)，造成膠體本身硬化，容易開裂。使用硅酮密封膠時還應(yīng)該注意產(chǎn)品保質(zhì)期，產(chǎn)品過期后使用容易導(dǎo)致膠縫產(chǎn)生氣泡、性能降低或者不固化的問題。

　　粘結(jié)不良

　　鋁單板幕墻還經(jīng)常出現(xiàn)的問題是密封膠與鋁板粘結(jié)不良。由于鋁板表面的處理方式有陽極氧化、氟碳噴涂和粉末噴涂等，不同的處理方式和不同廠家的處理工藝均會對鋁板的表面結(jié)構(gòu)及性能產(chǎn)生影響，從而對密封膠的粘結(jié)造成影響。若工程在施工前沒有按照規(guī)范要求進(jìn)行相應(yīng)的粘結(jié)性測試和相容性測試，結(jié)果硅酮密封膠與鋁板、膠條等等材料不相容，發(fā)生影響粘結(jié)性的化學(xué)變化，同時影響密封作用。因此必須按照GB 16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》附錄A和B進(jìn)行硅酮密封膠與接觸材料的相容性測試、粘結(jié)性測試，從而保證系統(tǒng)的密封性。

　　在現(xiàn)場進(jìn)行施工時，為了保證密封膠與鋁板間的良好粘結(jié)性，必須保證施工工藝嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行：1)選用粘結(jié)性測試報告中建議的清潔溶劑進(jìn)行清潔，醇類溶劑可能無法有效清除聚酯粉末涂裝材料上的污染物;2)采用兩步法進(jìn)行清潔，使用白色、干凈、柔軟，吸水和不脫絨的棉布，先用一塊沾有溶劑的棉布擦拭，然后再用第二塊干凈的棉布擦拭;3)施打密封膠須注滿整個接口，并且緊緊貼住需要與密封膠相粘結(jié)的基材面。

　　其他施工操作不當(dāng)

　　為了避免鋁板單元在加工和運(yùn)輸過程中出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象，通常都會在其表面覆蓋一層PE保護(hù)膜。因此在鋁板安裝之后，需要對PE保護(hù)膜進(jìn)行清理，然后才能施膠。如果PE保護(hù)膜未清理干凈就施膠，密封膠只是粘附在PE保護(hù)膜上，隨著板片接縫不斷拉伸壓縮就會出現(xiàn)密封膠與基材脫粘的現(xiàn)象(如圖3(a))。

　　在密封膠的施膠過程中，通常需要采用PE泡沫棒來控制施膠厚度。安裝PE泡沫棒時，需要防止其被尖銳的物體(例如小刀、刮刀、鉚釘?shù)?刺破，以免造成密封膠在固化過程中出現(xiàn)起泡現(xiàn)象(如圖3(b))。密封膠的施工厚度應(yīng)該控制在6mm左右，如果注膠太薄(2——3mm)，容易造成應(yīng)力集中導(dǎo)致密封膠開裂(如圖3(c))。同時密封膠施膠也不能太厚，否則易導(dǎo)致密封膠位移能力顯著降低。一般情況下，密封膠的施工厚度為實際接縫寬度的50%——99.99%。

　　鋁板的熱膨脹系數(shù)較大，當(dāng)溫差較大時，鋁板的熱脹冷縮容易導(dǎo)致未固化完全的密封膠表面出現(xiàn)起鼓現(xiàn)象，特別是橫向接縫(如圖4)。起鼓現(xiàn)象發(fā)生時由于密封膠內(nèi)部是實心的，不會對密封效果造成影響，主要是對接縫的美觀造成影響。針對這種現(xiàn)象，可采取分兩次施膠的解決辦法，或者是在環(huán)境溫度較為恒定的時段進(jìn)行施膠作業(yè)。

　　當(dāng)密封膠出現(xiàn)開裂時，如果不便于清理膠縫，可以采用如圖5所示的修補(bǔ)接口設(shè)計方案：1. 尺寸A至少有6mm; 2.尺寸B至少有3mm; 3.必須使用防粘膠帶，將新施工的密封膠與失效的密封膠相隔開，以便修補(bǔ)的密封膠能隨接口移動。

　　鋁單板幕墻具有色澤豐富、持久、外觀形狀多樣化、維護(hù)成本低，性價比高等優(yōu)點，在幕墻工程中得到廣泛應(yīng)用，但密封失效是現(xiàn)在鋁板幕墻面臨的主要問題。通過本文的分析，接縫設(shè)計、密封膠選擇、施工質(zhì)量、環(huán)境等均是影響鋁板幕墻完美密封的關(guān)鍵因素。同時，在施打密封膠前需進(jìn)行粘結(jié)性測試，施工人員應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)施工流程進(jìn)行操作。施工完成后進(jìn)行現(xiàn)場抽樣割膠實驗，確保密封膠滿足設(shè)計圖紙要求，同時與基材粘結(jié)良好，保證整個鋁板幕墻的系統(tǒng)密封良好。