玻璃之家讯：中国幕墙网 2016年会论文集系列 未经许可不得转载 违者必究 建筑幕墙是由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构[1]。通常按面板材（词条“板材”由行业大百科提供）料可将建筑幕墙划分为玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙和其他人造板材幕墙等。 幕墙作为建筑的外墙围护，不承重，除了具有隔音、隔热、防雨等使用功能外，还具有很好的装饰性，使整栋建筑达到美观;随着幕墙材料的发展，建筑师可通过建筑幕墙设计达到以前难以实现的建筑装饰效果，可以说，建筑幕墙是装点现代化城市的一道亮丽的风景线。 但是，在城市中矗立的大量幕墙中，有些经过一段时间的使用后，面板变得脏兮兮的，严重影响了建筑的美观，甚至有工程竣工不到半年，幕墙就变得泪流满面、惨不忍睹。幕墙的污染问题已经成为严重困扰业主和幕墙设计、施工单位的一道难题。本文就探讨一下设计和选材对幕墙污染问题造成的影响。 1、 幕墙污染的表现形式 实际工程案例分析中，发现不仅石材幕墙，铝板幕墙、铝塑板幕墙甚至玻璃幕墙也有污染现象，而且污染的表现形式也不只一种，我们认为可分为以下两类： 1.1 渗透污染 渗透污染的表现为与胶缝相接触的面板材料有类似于油状的物质渗入而导致的面板材料表面变色。该现象一般发生在邻近胶缝的面板材料，多见于石材幕墙，除石材幕墙外，陶板（词条“陶板”由行业大百科提供）、纤维水泥板等多孔幕墙材料也有工程案例发现有渗透污染现象。 图1、图2分别为某大厦和某酒店的石材幕墙，工程竣工不久，就发现有渗透污染，图3为图2所示的某酒店石材幕墙的近距离照片，由图3可见与胶缝接触的面板材料因油状物渗入而出现了明显变色。 不仅是多孔型面板材料，有些铝板、铝塑板幕墙工程也发生了渗透污染现象，个别现象出现了油状物在面板材料表面涂层渗透铺展，污染面积大，污染现象非常明显，严重影响到幕墙美观。 图4工程为某国际会展中心，坐落在海滨，设计方融入海洋设计元素，整个建筑呈现“白色贝壳”状。为达到设计效果，面板材料选用了白色的GRC板，接缝密封选用了某品牌的密封胶。竣工时非常美观，但是好景不长，几个月后就出现了明显的渗透污染。 图5为某铝板幕墙工程案例，该幕墙已竣工8年，现场查看铝板表面涂层已有老化，局部出现粉化现象，与胶缝接触的面板材料出现了明显的“污染带”，即出现了油状物在表面涂层渗透铺展，污染面积大，严重影响到该幕墙的美观。 1.2 垂流污染 除了渗透污染外，发现绝大多数幕墙面板上有“流痕”污染现象，即污染物在雨水作用下在幕墙面板上出现垂流污染，“流痕”在胶缝上下都可观察到。垂流污染不仅出现在暴露户外的石材幕墙、铝板幕墙，在玻璃幕墙上也可观察到。在幕墙未进行清洗的前提下，垂流污染会随时间的延长，污染物的积聚而逐渐明显。在实验过程中，我们发现有样板3个月左右就出现了垂流污染现象。垂流污染现象产生后，在浅色的石材和铝板幕墙表现尤为明显，对幕墙的整体美观影响较大。 图6、图7分别为某铝板幕墙工程和某石材幕墙工程出现了明显的垂流污染现象。图8为玻璃幕墙的垂流污染现象，观察玻璃幕墙垂流污染有时可能不如石材幕墙和铝板幕墙那样明显，但选取一定的观察角度从建筑物内部向外看，玻璃幕墙垂流污染的流痕有时还是比较明显的。 2、 幕墙污染的原因分析和应对 2.1 渗透污染的原因分析和应对 对于石材、陶板等多孔性面板材料渗透污染的原因，主要是因为面板材料与其使用的接缝密封胶接触后，密封胶中的增塑剂等小分子物质会渗入到多孔性材料内部，造成的胶缝周围的面板变色，形成渗透污染。 一般情况下，普通的耐候密封胶（词条“耐候密封胶”由行业大百科提供）在配方设计上为了提高弹性和伸长率、降低硬度和模量、改善挤出性等考虑，通常会加入增塑剂;增塑剂或小分子低挥发份物质在密封胶固化过程中不参与交联固化反应，石材等多孔性材料与含有增塑剂的密封胶接触一段时间后，增塑剂有可能从胶体中渗出到石材表面污染石材。这种污染一旦造成就无法消除，对石材幕墙的外观影响非常大。 因石材渗透污染一旦造成无法消除，为控制污染进一步扩散，通常采取的方法就是尽快除掉污染源，即将造成污染的接缝密封胶尽快割掉，采用无污染的专用石材密封胶重新注胶施工。 而对于另一种渗透污染现象，表面有涂层的铝板、铝塑板，因表面涂层老化后会变得疏松、起粉，从而密封胶中的增塑剂渗透至老化后的涂层中，在涂层表面形成渗透扩散。由于这种污染主要是由于面板表面涂层不耐老化，从而涂层老化后疏松、起粉以致密封胶增塑剂在涂层扩散，一般采用的方法是对面板重新涂装、翻新。但是，密封胶增塑剂扩散至粉化后涂层的污染很难清洗干净。 2.2 垂流污染的原因分析和应对 垂流污染产生的原因主要是因为硅酮胶表面能低，容易吸附空气中的灰尘，胶缝表面聚积灰尘，形成“污染源”。下雨时，胶缝表面被吸附的灰尘经雨水冲刷后，污染胶缝附近及水平胶缝下面的基材表面。 由于垂流污染是胶缝表面吸附灰尘导致，因此垂流污染不仅出现在暴露户外的石材幕墙，也出现在金属板幕墙、玻璃幕墙等。垂流污染可以通过幕墙表面清洗的方式予以清除，但费时费力，尤其在高层和超高层幕墙上，幕墙板块清洗的难度较大，成本较高，且高空作业存在安全隐患。例如今年4月份的央视大楼“大裤衩”外幕墙清洗，媒体报道清洗费用达50万元，耗时40天。垂流污染清洗后，仅在一定时间内可维持幕墙的清洁美观，一定时间期限后需再次清洗。 垂流污染产生的另一个原因是平台或斜面的设计不当，灰尘可长期在平台或斜面聚积，形成“污染源”，同时，平台或斜面因设计不当形成向外的排水方式，这样积累的灰尘被雨水冲刷下来，会在下方的面板上形成脏污流痕，造成污染，见图12。该垂流污染虽然能清洗掉，但一旦下雨形成水流，又会继续造成脏污流痕。 3、 幕墙污染问题的预防 3.1 设计上的预防 设计时，尽可能避免积灰平台或斜面冲刷的雨水直接流到幕墙上，如合理的设计排水措施，或适当采用遮雨措施，尽可能减少在幕墙上形成水流而造成脏污流痕，如图13的挑檐设计可减少下雨时立面幕墙上形成水流。 3.2 幕墙面板材料的选择 对于幕墙面板材料，幕墙面板材料本身应具备较好的耐老化性能，对于表面有涂层的幕墙面板材料，表面涂层还应具备较好的耐老化性能。这样才可能避免因面板材料本身出现表面粉化、疏松或龟裂现象以至于密封胶增塑剂或其他污染物易在面板材料表面渗透、铺展而造成污染。 3.3 幕墙接缝用密封胶的选择 基于以上对幕墙污染原因分析，幕墙接缝用密封胶如选用不当，幕墙污染的两种形式，即渗透污染和垂流污染都有可能发生，因此，幕墙接缝用密封胶的选用不容忽视，应选用对幕墙不会有污染的接缝密封胶。 什么才是适合幕墙的接缝密封胶?笔者认为适合幕墙的接缝用密封胶应具备以下的特点：一是该密封胶本身应具备不渗油、不吸灰的特点，对幕墙不会有渗透污染和垂流污染，使用后能保持幕墙的长期美观;二是由于幕墙和幕墙接缝长期暴露在户外中，耐老化性能应相对较好，能保证幕墙接缝的长期密封粘结。 建筑用密封胶除硅酮密封胶外，还有聚氨酯密封胶和改性聚醚密封胶(简称MS胶)可以用于建筑的接缝密封，这两种胶表面都不易吸附灰尘，可以做到没有污染现象[2]。但这两种密封胶耐老化性能不如硅酮胶，表面容易老化，出现裂纹，见图14。此外，这两种胶与玻璃的粘结不耐紫外线照射，时间长了会出现脱胶（词条“脱胶”由行业大百科提供）现象，因而这两种密封胶都不能用于玻璃幕墙，仅在石材幕墙工程上有一定应用。 另一种解决方案是将现有的硅酮密封胶进行配方改进，使之具备不渗油、不吸灰的特点，该密封胶由于仍采用以有机硅聚合物为主体原料，因而同时具备硅酮密封胶优异的耐老化性能。白云化工基于该研发方向开发了SS818防污染硅酮耐候密封胶[3]，SS818防污染硅酮耐候密封胶的测试结果完全满足《GB/T 23261-2009 石材用建筑密封胶》中50HM的性能要求[4]，不仅不会对石材等多孔材料造成渗透污染，而且具有优异的防垂流污染性能，在实际幕墙样板上户外暴露9个月无垂流污染现象，见图15。 4、 防污染硅酮耐候密封胶的应用前景 防污染硅酮耐候密封胶具备优异的防污染性能，其基材适用性广泛，可用于玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙等的接缝密封。对于石材等多孔性基材，能防止增塑剂等小分子对多孔性石材的渗入污染。用于常规幕墙，可最大限度减少密封胶接缝附近的脏污垂流污染，通过减少脏污垂流污染，幕墙在正常清洗的频次或少于正常清洗的频次下，能最大程度保证幕墙的整体清洁美观。因此，非常适用于对污染和脏污垂流有严格限制、对外墙美观性能要求较高的多孔性天然石材（词条“天然石材”由行业大百科提供）和外墙板块系统。从另一方面来说，通过减少脏污垂流污染，可显著减少幕墙清洗的频次，从而减少幕墙保洁方面的维护成本。 除此之外，防污染硅酮耐候胶可具备50级位移能力，同时具有普通耐候密封胶施工简便的特点，可作为高位移能力耐候密封胶使用，能满足对位移能力要求较高的超高层、大尺寸的幕墙接缝耐候密封。 幕墙清洗，尤其是超高层建筑的幕墙清洗一直是困扰业主的难题，防污染硅酮耐候密封胶以其优异的综合性能，预计有很好的应用前景。 5、 结论 1)幕墙污染严重影响到建筑美观，幕墙污染虽有渗透污染和垂流污染两种表现形式，两者原因也各有不同，但密封胶是一个重要的影响因素，因而，选用合适的建筑接缝密封胶显得较为重要。 2)聚氨酯密封胶和有机硅改性聚醚胶，这两种密封胶用于建筑的接缝密封，胶缝表面确实不吸附灰尘，对面板污染性小，但其材料特性不耐老化，需定期维护，在幕墙上应用受到限制。 3)通过对硅酮密封胶进行了配方改进，可以开发出防污染硅酮耐候密封胶，具有优异的防污染性能，且仍具备硅酮耐候密封胶优异的耐老化性能，是预防幕墙污染问题的首选接缝密封胶。 参考文献 [1] JGJ 102-2003 玻璃幕墙工程技术规范 [2] 幸光新太郞、王俊. 建筑用改性硅酮密封胶发展简介.中国建筑防水,2012,22:41,43 [3] 蒋金博、陈文浩等. 防污染硅酮耐候密封胶及其应用，2014第十七届中国有机硅学术交流会论文集 [4] GB/T 23261-2009 石材用建筑密封胶中国幕墙网 2016年会论文集系列 未经许可不得转载 违者必究
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