1.3 結(jié)構(gòu)膠動載疲勞失效

　　早期玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)膠設(shè)計時，往往只考慮結(jié)構(gòu)膠物理老化后殘余強度或靜力作用下的強度，并沒有關(guān)注動力反復(fù)作用下結(jié)構(gòu)膠的疲勞強度。然而，玻璃幕墻在服役過程中，要經(jīng)常受到陣風(fēng)壓力的反復(fù)作用，陣風(fēng)壓力垂直作用于玻璃面板上，使得結(jié)構(gòu)膠反復(fù)受到拉、壓力作用，這種長期作用可造成結(jié)構(gòu)膠壽命大幅縮短，其粘結(jié)性能也逐漸下降，以致幕墻玻璃墜落。另一種情況是，玻璃幕墻開啟扇結(jié)構(gòu)設(shè)計采用結(jié)構(gòu)膠將玻璃粘接在開啟扇附框上，玻璃下面沒有任何額外托附或支撐件。由于開啟扇在使用過程中，會受到開啟與關(guān)閉所帶來的振動作用，如此反復(fù)，結(jié)構(gòu)膠在一段時間后就失去了粘結(jié)能力，導(dǎo)致玻璃整體墜落。這種情況下，結(jié)構(gòu)膠的彈性、硬度（詞條“硬度”由行業(yè)大百科提供）、拉伸（詞條“拉伸”由行業(yè)大百科提供）強度等性能可能并沒有太大下降，即結(jié)構(gòu)膠本身并沒有因老化而出現(xiàn)大的性能衰退，幕墻玻璃墜落主要是由結(jié)構(gòu)膠在動載疲勞作用下粘接界面失效而引起的。

　　目前，相關(guān)玻璃幕墻規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)并沒有考慮動載作用下結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強度，對結(jié)構(gòu)膠動載疲勞失效也缺乏相關(guān)實驗研究，也沒有建立循環(huán)動載作用下結(jié)構(gòu)膠的疲勞強度標(biāo)準(zhǔn)。因此，對于長期受到動載荷或振動作用力的玻璃幕墻，最好對結(jié)構(gòu)膠粘附的玻璃采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧�，以減小結(jié)構(gòu)膠的直接受力。

　　1.4 持久應(yīng)力作用下結(jié)構(gòu)膠蠕變失效

　　結(jié)構(gòu)膠屬于一種典型的力學(xué)非線性聚合物（詞條“聚合物”由行業(yè)大百科提供）材料，目前工程結(jié)構(gòu)設(shè)計大多沒有考慮結(jié)構(gòu)膠的流變特性。結(jié)構(gòu)膠長期受玻璃自重作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膠延遲失效，幕墻玻璃墜落事故時有發(fā)生。比如，有的隱框幕墻玻璃或中空玻璃外片在新建不久后就出現(xiàn)整體墜落事故，而且在墜落前玻璃與支承件之間出現(xiàn)明顯的錯位，結(jié)構(gòu)膠出現(xiàn)明顯的蠕變(圖4)。

　　結(jié)構(gòu)膠在服役環(huán)境下，應(yīng)力松弛(物理老化)也會使得其力學(xué)性能發(fā)生改變，但目前玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠設(shè)計中并沒有考慮結(jié)構(gòu)膠性能的時間相關(guān)性問題。目前，結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)一般對結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量保證期承諾為10 年，但對于為什么給定這一時間期限并沒有太多的理論支持。因此，需全面掌握持久應(yīng)力作用下結(jié)構(gòu)膠的力學(xué)性能變化，研究結(jié)構(gòu)膠力學(xué)性能隨時間的演變規(guī)律，以此來評價結(jié)構(gòu)膠的長期服役安全性能，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)膠強度設(shè)計及壽命預(yù)測，從而延遲幕墻結(jié)構(gòu)膠失效。

　　2 玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠失效現(xiàn)場檢測

　　目前，國內(nèi)關(guān)于結(jié)構(gòu)密封膠質(zhì)量控制與檢測的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)有：JC/T 882—2001《玻璃幕墻接縫用密封膠》，JC/T883—2001 《石材用建筑密封膠》，JC/T486—2001《中空玻璃用彈性密封膠》，GB/T14683—2001《建筑用硅酮密封膠》，GB/T 13477—2001《建筑用密封膠試驗方法》，GB16776—2003《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》等。這些規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)一方面規(guī)范了結(jié)構(gòu)密封膠的生產(chǎn)與使用，另一方面也體現(xiàn)了國家及行業(yè)對建筑用結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量問題的高度重視。

　　我國的玻璃幕墻行業(yè)起步較晚，相應(yīng)的幕墻檢測評估技術(shù)也起步較晚，而且發(fā)展也不完善。我國對玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠現(xiàn)場檢測的研究，只限于一些常規(guī)的力學(xué)性能及老化實驗檢測。比如，目前上海、四川和江蘇等幾個省市編制的玻璃幕墻安全評估地方規(guī)程對幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的熱老化、紫外線老化下的膠體邵氏硬度變化及力學(xué)性能變化進行了規(guī)定。在既有幕墻結(jié)構(gòu)膠現(xiàn)場檢測方面，目前采用最多的是現(xiàn)場切割（詞條“切割”由行業(yè)大百科提供）部分樣品送回實驗室進行檢測，或者直接定性地觀測結(jié)構(gòu)膠的外表現(xiàn)象，以及用邵氏硬度計測量膠體的硬化程度。近幾年也出現(xiàn)了一些新的現(xiàn)場檢測方法，比如洗盤法模擬集中載荷作用下的現(xiàn)場檢測法，氣囊法模擬均布載荷作用下的現(xiàn)場檢測方法、現(xiàn)場拉伸測試方法等。此外，在無損檢測方面，陳振宇等提出了一種基于FFT 功率譜的全隱框玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠脫膠長度檢測方法;劉小根等提出了一種基于振動測試技術(shù)的隱框玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠損傷檢測方法;林圣忠等人提出了一種基于應(yīng)變的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠損傷檢測研究。這些研究方法都是通過測量幕墻玻璃的動態(tài)參數(shù)變化來識別結(jié)構(gòu)膠的脫膠與斷膠，是一種無損的間接檢測。目前，也有人研究用超聲方法鑒別結(jié)構(gòu)膠的損傷及界面粘結(jié)強度等。

　　國外發(fā)達國家在幕墻生產(chǎn)建設(shè)過程中，非常重視幕墻用結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量控制，且幕墻玻璃一般采用夾層玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼化玻璃，因此玻璃幕墻出現(xiàn)質(zhì)量事故的幾率相對較小。在針對結(jié)構(gòu)膠開展的研究工作方面，主要以研究結(jié)構(gòu)膠的力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)膠的老化性能及耐候性能為主，并建立起了相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)。對于既有玻璃幕墻硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的檢測，美國材料試驗協(xié)會在ASTM C1392—00(2005)《結(jié)構(gòu)密封膠裝配失效評估標(biāo)準(zhǔn)指南》中提出了一種針對安裝在裝配玻璃系統(tǒng)上的結(jié)構(gòu)密封膠的評估及其結(jié)構(gòu)密封膠失效范圍的方法。該方法通過測量在局部加載的條件下所獲得的玻璃撓度，來確定結(jié)構(gòu)密封膠失效的部位，但是由于需要針對不同玻璃尺寸預(yù)先建立起標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場操作比較麻煩。Efstathiades 等人首次把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這個概念引入到對玻璃幕墻的健康檢測中，通過結(jié)構(gòu)模態(tài)分析獲得網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)樣本和測試樣本，接著把學(xué)習(xí)樣本送入網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，建立輸入?yún)��?shù)與結(jié)構(gòu)損壞之間的映射關(guān)系，最后采用測試樣本送入網(wǎng)絡(luò)中進行測試和推廣。該方法為突破玻璃幕墻的檢測與評估開辟了新的道路，但是其研究尚處于理論研究最初階段，更深層次的研究及工程實際應(yīng)用工作有待進一步開展。

　　3 結(jié)語

　　現(xiàn)今，玻璃幕墻壽命及安全性已成為公眾關(guān)注的問題，特別是在大部分城市的許多玻璃幕墻已進入“高齡”的情況下，對玻璃幕墻進行安全體檢已勢在必行。作為最容易出現(xiàn)問題的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠，影響其服役壽命的因素非常復(fù)雜。目前，無論是針對玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠服役年限的耐久性評估，還是現(xiàn)場檢測技術(shù)的研究，都遠遠落后于其工程應(yīng)用。結(jié)構(gòu)膠服役狀態(tài)的現(xiàn)場檢測一直是一個比較棘手的問題，因為現(xiàn)在還沒有建立起結(jié)構(gòu)膠的彈性性能(硬度)與其界面粘結(jié)強度的關(guān)系，而直接現(xiàn)場測量其界面粘結(jié)強度又非常困難，然而結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)性能退化直接威脅著玻璃幕墻的安全使用。因此，開發(fā)結(jié)構(gòu)膠的現(xiàn)場檢測與評估技術(shù)任重而道遠。【完】

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