2.1.2现象：该幕墙于2004年完工，使用9年后出现中空玻璃漏气问题，已有600多片中空玻璃漏气。具体现象为：(1)问题多发生在同一横排中连续多片中空玻璃上(图1);(2)观察拆卸下的玻璃板块及其下面的垫块，与玻璃板块一侧垫块直接接触的胶面被垫块挤入中空玻璃腔内约1.5mm，且与该垫块对应的密封胶与上下两片玻璃均脱粘(图2)，垫块与密封胶接触面凸起约1.5mm，有明显受力痕迹(图3)，与玻璃板块另一侧垫块直接接触的胶面平整完好、无受力痕迹，胶与上下两片玻璃粘结完好;(3)经测量，垫块的长度约为90mm。
2.1.3检测分析
2.1.3.1样品：出现问题的中空玻璃不同部位的密封胶样品(包括与垫块接触部位、底边与垫块未接触部位、上边部位)，正常密封胶样品以及橡胶垫块。
2.1.3.2检测内容：采用Shore A硬度计对样品进行硬度测试、采用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)分析各样品的主要成分。
2.1.3.3检测结果分析
(1)密封胶硬度分析：各样品Shore A硬度测试结果见表1。
表1. 中空玻璃不同部位的密封胶硬度测量表
|
|
与垫块接触部位 |
底边与垫块未接触部位 |
上边部位 |
正常密封胶样品 |
|
硬度，Shore A |
60 |
51 |
51 |
50 |
从表1可以看出，与垫块接触部位密封胶的硬度明显高于其它部位处密封胶及正常密封胶样品，可见密封胶性能受到垫块的影响。
(2)各样品主要成分分析：橡胶垫块溶出物的气质联用分析结果见图4。
从图4中可以看出橡胶垫块含有为邻苯二甲酸二丁酯(9.32周围峰)、邻苯二甲酸二异辛酯(15.39周围峰)。
中空玻璃不同部位的密封胶分析结果见图5、图6。
从图5可以看出，中空玻璃与垫块未接触部位密封胶溶出物的主要成分为邻苯二甲酸二丁酯(9.78周围峰)、邻苯二甲酸丁苄酯(12.66周围峰)。从图6可以看出，与垫块接触部位密封胶溶出物的主要成分为邻苯二甲酸二丁酯(9.33周围峰)、邻苯二甲酸丁苄酯(12.67周围峰)、邻苯二甲酸二异辛酯(15.40周围峰);与垫块接触部位密封胶的主要成分较其它两处密封胶增加了垫块中特有的邻苯二甲酸二异辛酯等物质，可见此处密封胶已被垫块污染。
综合以上分析：(1)该中空玻璃板块在安装过程中发生倾斜，玻璃板块的重量主要集中在一侧垫块上，产生应力集中;(2)与垫块接触部位密封胶已被垫块污染，性能受到影响;(3)垫块的长度(90mm)低于JGJ 102《玻璃幕墙工程技术规范》规定的不低于100mm的要求[3]。中空玻璃密封胶在多年的应力集中持续作用下产生脱粘，最终导致LOW-E玻璃漏气。
2.2密封胶选择不当
2.2.1典型案例：吉林某明框玻璃幕墙工程中空玻璃结露结霜问题。
2.2.2现象：该工程中空玻璃尺寸为430mm×530mm，铝间隔条为12A，外道胶粘结宽度为3~4mm。该工程于2013年9月份完工，2个月后出现中空玻璃结露结霜问题。技术人员现场查看，室内温度约20℃，室外全天温度约-10~-20℃，室内外最大温差高达40℃，现场出现问题的中空玻璃为两腔中空玻璃，出现结露结霜问题的为朝向室外面，朝向室内的一面未出现问题(图7)。
2.2.3中空玻璃失效原因分析
建筑环境温度每天有一个峰值，每年有一个极大值，中空玻璃内气压将相应循环变化，密封腔内外气体压差作用于玻璃引起中空玻璃挠曲变形(图8)，边缘密封胶产生拉应力并伸长变形，一旦粘结宽度较小，密封胶所受拉应力超出其粘结拉伸强度对应的极限，就会产生粘结失效现象。此外，水分从外界进入中空玻璃腔内的大小的影响因素主要是密封胶的气体渗透系数、粘结宽度和空气层内外的压差。
水分扩散遵循关系式：J=P/L×ΔP (1)
式中：J-扩散速度，指单位时间、单位面积上气体通过一定厚度的密封胶的扩散量;P-密封胶气体渗透系数;L-密封胶粘结宽度;ΔP-密封胶两侧的气压差。
由上述关系式可以看出，在密封胶材料和粘结宽度同样的情况下，气压差大小会影响中空玻璃水分进入量的大小，气压差越大越易导致中空玻璃密封失效现象的发生。因而该案例中，问题出现在冬天，室内外温差较大，中空玻璃腔内外气体压差较大，导致水分较易从外界进入中空玻璃腔内，中空玻璃露点上升，产生结露结霜现象。如果相应地增加密封胶粘结宽度，有利于减少外界进入中空玻璃腔内的水分量。
JGJ 102规范要求隐框及半隐框中空玻璃外道密封胶宽度应综合考虑外侧面板重量、风荷载、地震等作用计算确定。
国家标准GB/T 11944-2012《中空玻璃》规定“中空玻璃外道密封胶宽度应≥5mm” [4]，对应的标准中空玻璃尺寸大小为510mm×360mm。对于一般住宅所用中空玻璃尺寸大小与510mm×360mm相差不大，可以参照GB/T 11944要求来规定外道胶宽度。本案例中空玻璃尺寸大小(430mm×530mm)接近标准中空玻璃尺寸(510mm×360mm)，出现结露结霜问题中空玻璃外道密封胶宽度为3~4mm，失效原因为中空玻璃外道胶宽度达不到GB/T 11944标准相关要求。
对于明框玻璃幕墙所使用大板块中空玻璃，应当综合考虑不同玻璃板块尺寸下的风荷载、地震荷载、气压荷载等因素，计算中空玻璃外道密封胶的粘结宽度。例如，本文第一个案例“广东某明框玻璃幕墙工程”，其较大玻璃板块(面积超过2m2)外道密封胶粘结宽度为12~15mm，显然考虑到了中空玻璃板块不同尺寸大小对外道密封胶粘结宽度的要求。
2.3密封胶掺入低沸点物质(如白油等)
众多研究表明白油等低沸点物质的掺入对密封胶自身的耐老化性能及与其相接触的密封胶性能造成严重影响，玻璃幕墙使用掺有白油的耐候密封胶，随着时间的推移，白油渗出，导致与其接触的中空玻璃外道密封胶脱粘、丁基密封胶溶解等问题。明框幕墙中空玻璃面板嵌入型材的凹槽内，玻璃与框架密封用密封胶与中空玻璃密封胶没有直接接触，往往被认为密封胶中即使掺有白油等低沸点物质也不会影响到其它密封胶性能，然而事实并非如此。
2.3.1典型案例：广西某明框玻璃幕墙工程中空玻璃流淌问题
2.3.2现象：玻璃与框架密封用密封胶为透明密封胶，透明胶局部泛黄，中空玻璃用丁基密封胶出现流淌现象，观察拆卸下的中空玻璃板块，外道密封胶表面存在许多类似透明胶的物质，外道密封胶已被污染，见图9。
2.3.3试验分析
2.3.3.1样品：中空玻璃与框架密封用透明密封胶，中空玻璃外道密封胶。
2.3.3.2试验方法：采用热重分析方法分析样品组分。
2.3.3.3试验结果
从图中可以看出，透明胶样品中低沸点物质(如白油等)含量较大，约占25%;中空玻璃外道胶也还含有了约11%的低沸点物质，更加证实了外道胶已被透明胶污染，这些低沸点物质透过外道胶进入丁基密封胶进而溶解了丁基密封胶，最终造成中空玻璃流淌的现象。
综上可见，玻璃与框架密封用密封胶虽然没有与中空玻璃密封胶直接接触，但其中掺有的白油等低沸点物质也会影响到中空玻璃密封胶，造成外丁基密封胶流淌等现象。
3. 结论
综合以上几项明框玻璃幕墙中空玻璃失效的典型案例的分析研究，可以看出，相对于隐框玻璃幕墙，明框玻璃幕墙的质量问题很易被忽视，而且影响因素较为复杂。为更好地预防和杜绝类似问题的发生，提出以下建议：
(1)合理选材。密封胶选用时必须做与之接触材料(如玻璃、铝型材、垫块等)的相容性试验，只有报告证明密封胶与接触材料相容才能使用。选用合适的密封胶及质量有保证的密封胶，应杜绝使用掺白油的密封胶。
(2)严格控制施工工艺。严格按照JGJ 102《玻璃幕墙工程技术规范》要求施工，明框幕墙应当更加重视如中空玻璃垫块部位规范安装、外道密封胶粘结宽度设计等易被忽视的问题。
参考文献
[1]中国建筑幕墙行业分析报告(2011) [J/OL]. 融资城. http://www.352.cn/news/41056.jhtml.
[2] 2012年中国中空玻璃产量同比增长37.5%[J/OL]. 中商情报网. http://www.askci.com/news/201303/19/1916141366634.shtml.
[3]JGJ 102-2003，玻璃幕墙工程技术规范[S].
[4]GB/T 11944-2012，中空玻璃[S].
上一页12下一页
