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摘要：本實驗研究了硅酮結構密封膠對不同類型不銹鋼的粘結性，施打底涂劑可明顯改善硅酮結構密封膠對部分難粘不銹鋼的粘結效果。隨后選擇其中一種類型的不銹鋼，測試了硅酮結構密封膠與不銹鋼在23℃、90℃、-30℃、浸水、水紫外的拉伸粘結性，為建筑設計、現場施工選擇用膠提供一定的參考依據。
關鍵詞：不銹鋼、硅酮結構密封膠、粘結、底涂劑
前言
不銹鋼作為一種特殊的鋼材，其具有極佳的結構性能、優異耐腐蝕性、造型美觀、易于維護和全生命周期成本低等優點，使其在建筑中具有廣闊的適用性[1]。從20世紀初，不銹鋼就已經在建筑上采用，現在廣泛在建筑中作為鋼構件、室外墻板（詞條“墻板”由行業大百科提供）、屋頂材料、玻璃幕墻不銹鋼支撐體系和單獨的外幕墻裝飾等使用。近些年來，隨著相應的設計規范修訂，不銹鋼能夠滿足建筑美學、抗腐蝕性能、耐久性和結構設計要求，受到建筑結構行業的青睞，在很多標志性建筑中得到廣泛應用[2]。例如漢京金融中心裙樓項目中，不銹鋼立柱與玻璃通過結構膠進行粘結使用，既能滿足建筑效果又能滿足規范的要求，也說明結構膠與不銹鋼之間要進行相容性試驗，保證結構膠與不銹鋼的粘結[3]。
選擇何種密封膠進行結構性粘結也是結構設計中需要考慮的關鍵點。硅酮密封膠具有優異的耐氣候老化、耐高低溫性能，廣泛的粘結性，良好的物理機械性能，用于各類幕墻、門窗的結構粘結、防水密封已有幾十年的歷史，并得到了廣泛認可。本文選用雙組分硅酮結構密封膠對不銹鋼粘結進行系統研究，以期為結構膠對不銹鋼的粘結應用提供參考建議。
1. 實驗部分
1.1實驗室環境：
溫度(23±2)℃，相對濕度(50±5)%
1.2實驗材料：
硅酮結構密封膠：硅寶992雙組分硅酮結構密封膠，成都硅寶科技股份有限公司(以下簡稱硅酮結構密封膠);不銹鋼：4種;市售;清潔溶劑：酒精，天津市迪博化工有限公司;底涂劑：自制。
1.3實驗設備：
雙軸行星攪拌機XSJ-2，成都硅寶科技股份有限公司;INSTRON-3365拉伸試驗機;SZW-3水紫外線輻照控制儀，鄭州惠晟材料科技有限公司及河南建材研究設計院;TST101A-2B電熱鼓風干燥箱，成都特恩特儀器有限公司;FA2204B電子天平，上海精密科學儀器有限公司：精度0.1mg;結構膠透明膜片：河南建筑材料設計研究院。
1.4樣品制備及測試
所有樣品在(23±2)℃，相對濕度(50±5)%的標準條件下，放置24h。硅酮結構密封膠的混合比例為14:1(質量比)，在負壓0.095 MPa以下真空條件下進行混合，時間約為5min。
1.4.1 剝離（詞條“剝離”由行業大百科提供）粘結性測試
按GB 16776—2005《建筑用硅酮結構密封膠》中附錄B，采用實際工程用基材同密封膠粘結制備試件，測定浸水處理后的剝離粘結性[4]。
將不銹鋼板按“兩步抹布法”對待粘結部位采用酒精進行清潔，保證基材表面清潔無浮灰，必要時施打底涂劑，15 min后(待表面干燥)施膠，施膠完畢后使用工具進行表面修飾，并保證密封膠與基材完全接觸;將所有樣品放置于(23±2)℃、相對濕度(50±5)%條件下養護，養護周期為標準條件下14天，浸水7天。測試方法：180°反向拉試件，同時采用結構膠透明膜片讀數，記錄粘結破壞面積與測試面積比值。
1.4.2拉伸粘結試樣制備和測試
按照GB 16776-2005將混合好的硅酮結構密封膠填充在不銹鋼和玻璃中間制成拉伸粘結模塊(如圖1)。制備好的試樣在標準條件下養護后(雙組分養護時間為14天)，分別測試試樣在 23℃、90℃、-30℃、浸水、水紫外300h后的拉伸粘結強度，粘結破壞面積;以及23℃時最大拉伸強度時伸長率。
2 實驗結果與討論
2.1 剝離粘結性測試
不銹鋼的種類十分繁多，正如鋁合金是以鋁為基礎元素的合金一樣，其實不銹鋼也是一種合金，只不過它是以鐵為基礎元素的合金。不銹鋼的合金元素包括鉻，鎳，碳，鈦等。其中，鉻的加入，是不銹鋼不生銹的關鍵。這是由鉻元素的特性決定的。不銹鋼中，鉻含量至少約為10.5%，它可以在不銹鋼的表層，形成一層保護性的自修復氧化膜，這就是為什么不銹鋼耐腐蝕的原因。因此為了保障不銹鋼的不生銹效果，往往會在表面進行鍍鎳、鍍鋅的表面處理（詞條“表面處理”由行業大百科提供）方式。
在選擇硅酮密封膠進行粘結性測試時，需要注意密封膠反應類型;對不銹鋼粘結時不能選擇酸性密封膠，酸性會對不銹鋼表層造成腐蝕性，應該選擇中性硅酮密封膠（詞條“中性硅酮密封膠”由行業大百科提供）進行應用。我們選用4種不同類型不銹鋼進行粘結性測試(圖2)，樣品在標準狀態養護14 天，然后浸水7 天，在養護各階段進行粘結性測試，實驗結果如表1所示。
由表1可以看出，在標準條件下養護14天后，硅酮結構密封膠對大部分類型的不銹鋼均具有良好的粘結性。硅酮結構密封膠對304和316不銹鋼在浸水7天后，均出現明顯的粘結破壞屬于粘結不良，但涂刷底涂劑后粘結破壞面積為0%，說明底涂劑可以促進硅酮結構密封膠與不銹鋼之間的粘結力。因此我們在實際工程選用硅酮結構密封膠與不銹鋼進行結構粘結時必須進行剝離粘結性測試，確保最終粘結效果。
2.2 拉伸粘結性能
拉伸粘結性能主要檢測結構膠拉伸粘結強度和23℃時最大拉伸強度時伸長率。硅酮結構密封膠良好的拉伸粘結強度可以將幕墻板片牢牢的粘結在附框（詞條“附框”由行業大百科提供）上，抵抗風壓和板片自重。適宜的彈性伸長率賦予幕墻靈活的平面變形（詞條“變形”由行業大百科提供）能力，以抵抗風壓。根據剝離粘結性測試結果表明，硅酮結構密封膠對各種類型的不銹鋼均能實現良好的粘結。我們選擇應用最廣的304不銹鋼進行下一步的研究工作，拉伸粘結性能測試結果見表2。
由表2可以看出，硅酮結構密封膠對304不銹鋼在23℃、90℃、-30℃、浸水、水紫外不同環境下對基材均粘結良好，且拉伸粘結強度值均大于GB 16776-2005《建筑用硅酮結構密封膠》要求，可以滿足在戶外各種條件下的應用。
3.結論
綜合剝離粘結性測試和拉伸粘結性能測試結果，說明硅酮結構密封膠對不銹鋼具有良好的粘結效果，能夠滿足不銹鋼在建筑上的結構使用要求。在給不銹鋼配套選擇結構膠時，需要選擇中性硅酮密封膠，并進行粘結性測試，必要時涂刷底涂劑，保證結構膠與不銹鋼的粘結效果。
參考文獻
[1]B.A. Burgan, Baddoo N R ,Gilsenan K A . Structural design of stainless steel members — coMParison between Eurocode 3, Part 1.4 and test results[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2000, 54(1):51-73.
[2]王元清, 袁煥鑫, 石永久,等. 不銹鋼結構的應用和研究現狀[J]. 鋼結構, 2010, 25(2):1-12.
[3]于洪君. 漢京金融中心裙樓不銹鋼玻璃幕墻設計[J]. 門窗, 2016, 000(010):1-3.
[4] GB 16776-2005建筑用硅酮結構密封膠[S]
[5] 中國建筑科學研究院.JGJ 102-2003 玻璃幕墻工程技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2004.
作者單位：成都硅寶科技股份有限公司
