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建筑密封膠作為建筑輔材,在建筑整體防水(詞條“防水”由行業大百科提供)密封中發揮著重要的作用。裝配式建筑密封膠主要用于裝配式PC構件的接縫密封,保證裝配式建筑的氣密性、水密性(詞條“水密性”由行業大百科提供)及整體性能。裝配式建筑用密封膠關注密封膠的施工性能,粘接性,位移能力,可涂飾性等性能,此外,低模量也是裝配式建筑用密封膠關注的性能之一。
圖1 裝配式建筑及其接縫
1. 什么是模量
從材料的力學性能來說,模量是指材料在受力狀態下應力與應變之比。模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標,其值越大,使材料發生一定變形的應力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應力作用下,發生彈性變形越小。
而密封膠所說的模量,通常是指其正割拉伸模量(詞條“拉伸模量”由行業大百科提供)。按照GB/T 13477.8-2017《建筑密封材料試驗方法第8部分:拉伸粘結性的測定》中的規定:將密封膠粘接在兩個平行基材的表面之間、制成試件;將試件拉伸至破壞,繪制力值-伸長率曲線,可計算密封膠的正割拉伸模量。每個試件選定伸長時的正割拉伸模量(σ,單位MPa)按下式計算。
式中:F為選定伸長時的力值,單位為牛頓(N);S為試件初始截面(詞條“截面”由行業大百科提供)積,單位為平方毫米(mm2)。
2. 高模量密封膠和低模量密封膠的區別
按照國家標準GB/T 14683—2017《硅酮和改性硅酮建筑密封膠》的規定,將產品的拉伸模量分為高模量(HM)和低模量(LM)兩個次級別。參見以下關于改性硅酮建筑密封膠(MS)理化性能的規定(見表1)。
表1 GB/T 14683-2017中關于改性硅酮建筑密封膠拉伸模量和伸長率的規定
按照規定,當密封膠拉伸至相應伸長率時,其在23℃的模量小于等于0.4MPa且在-20℃模量小于等于0.6MPa時,密封膠才能判定為低模量;任何一個條件不滿足時,只能判定為高模量。不同的位移等級,其伸長率有所不同。20級密封膠產品,測定其伸長率為60%的拉伸模量,而對于25級及其以上的密封膠產品,測定伸長率為100%的拉伸模量。
3. 低模量密封膠的優勢
通常情況下,拉伸模量表征密封膠的柔韌性,拉伸模量越低,密封膠越柔軟,發生同樣形變時,內應力越小;拉伸模量越高,韌性越大,發生同樣形變時,內應力越大。在同樣形變的膠縫中,使用低模量的密封膠產品,其內應力會比同位移等級高模量的密封膠產品小得多。因此可以有效避免因內應力大引起密封膠開裂的情況。如圖2:項目中錯用高模量密封膠而導致開裂的情況。
圖2裝配式工程中錯用高模量密封膠導致開裂
其次,內應力小意味著密封膠對所粘基材表面作用力也小。傳統的鋁材、玻璃等材料大都表面比較致密,但對于裝配式建筑預制(詞條“預制”由行業大百科提供)混凝土構件,水泥砂漿,蒸壓加氣混凝土板等材料的相對疏松的表面,低模量則擁有很大的優勢,能大大降低材料表面剝離的概率。
圖3裝配式建筑項目中高模量密封膠將基材表面層剝離
事實上,在針對混凝土接縫用密封膠的標準JC/T881—2017《混凝土接縫用建筑密封膠》中,對于位移能力為20級、25級區分了高低模量,而對于35級和50級則必須要求低模量。
表2 JC/T881—2017《混凝土接縫用建筑密封膠》中關于拉伸模量和伸長率的規定
因此,在目前裝配式應用中,對于裝配式建筑密封膠(主要是水泥構件接縫)一般均推薦采用低模量的產品。在T/CECS655-2019《裝配式建筑密封膠應用技術規程》中第4.2.3條中也有相關的規定:當接縫處水泥基基材強度(詞條“強度”由行業大百科提供)較低時,不宜選擇高模量建筑密封膠。
希望本期“白云在線”可以幫助您選用更合適的裝配式建筑密封膠。