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预制装配式混凝土建筑外墙用防水密封胶材料
信息类别:行业快讯   发布者:综合办公室   发布时间: 2017-12-21 10:39:17.0   点击次数: 590

一、预制装配式混凝土建筑

     预制装配式混凝土 (简称PC,Prefabricated Concrete缩写)建筑,是将建筑物的结构体如:墙板、柱、梁、楼板、楼梯等各种钢筋混凝土构件,按一定的规格分拆后在工厂中先进行生产预制加工成型,然后运输到现场进行拼装,建成满足各种需求的建筑,简单地说,就是像搭积木一样造房子。

       与传统建筑相比,PC建筑的优势很突出:1)PC建筑可以实现建筑部件化、建筑工业化和产业化,保证产品精度高,使产品更加标准化、规范化和集成化,可以避免缺陷、减少浪费、提高效益;2)PC建筑是绿色、环保、低碳、节能型建筑,大大减少了噪音、粉尘等污染,建筑垃圾大大减少;3)PC建筑极大地节约了人力资源,同时提高了施工效率,解决了劳动力资源越来越紧张的问题。



二、PC建筑的防水

     由于PC建筑是构配件拼装组成的,会留下大量的拼装接缝,这些接缝很容易成为水流渗透的通道。同时,复合保温外墙板的不易修复性,大大增加了PC建筑渗漏治理的难度。因此,PC建筑防水的关键是PC外墙接缝的密封防水。

       由于PC外墙拼接缝分为水平缝和垂直缝,常用的防水密封方法有两种:结构防水和材料防水。结构防水是在拼接缝的背水面,根据墙板的构造、功能的不同,采用的密封条或现浇混凝土形成二次密封,两道密封之间形成空腔,起到防水的作用;材料防水是在接缝的迎水面,主要是在墙板上预留形成的高低缝、企口等部位,填充密封材料进行防水密封。



                                       图1 PC建筑外墙密封防水示意图

三、PC建筑对防水密封胶的要求
     防水密封材料是PC外墙拼接缝防水的第一道防线,其选择至关重要,现有防水密封材料以密封胶为主。密封胶应满足以下要求:1)良好的抗位移能力。预制板接缝部位在应用过程中,受各种外界因素的影响,接缝尺寸会发生循环变化,因此密封胶必须具备良好的抗位移能力;2)优异的耐候性。由于密封胶的外表面长期外露,长期经受紫外线照射、冷热循环、风雨、细菌等外界环境的影响,因此密封胶必须具有非常好的耐候性,以保证其长期的使用效果,从而保证PC建筑的使用寿命和安全;3)良好的粘结性和相容性。PC板主要结构组成为水泥混凝土,属于多孔材料,孔洞大小及分布不均不利于密封胶的粘接;混凝土本身成碱性,部分碱性物质迁移至粘接面会影响密封胶的粘接效果;预制外墙板生产过程中需采用脱模剂,在一定程度上会影响密封胶的粘接性能。为保证密封效果,采用的密封胶必须与水泥混凝土基材具有良好的粘结性和相容性;4)防污染性。密封胶作为外露使用,一些未参与反应的小分子物质易游离渗透到混凝土中,并且增塑剂也容易渗透进入混凝土孔洞中;由于静电作用,一些灰尘也会粘附在混凝土板缝的周边,为整体美观需要还应具备防污染性,即避免对接缝两侧的基层造成污染;5)涂装性。现代装饰为追求整体的美观度,常对外墙表面进行喷漆处理,密封胶的可涂装性也是一项重要的性能指标;6)可修补性。密封胶在使用过程中难免出现破损、局部粘结失效情况,因此要求密封胶具有良好的可修补性。

四、PC建筑外墙用防水密封胶

     针对上述要求,本文对市场上现有的密封胶进行对比分析。常用的建筑密封胶包括聚氨酯密封胶(PU)、硅烷改性聚醚密封胶(MS)、硅酮密封胶(SR)等。

1、密封胶的抗位移能力

     PC建筑市场要求所用密封胶的位移能力须达到25级以上,拉伸模量小于0.4MPa。其中PU、MS的位移能力能达到25级,拉伸模量小于0.4MPa;SR密封胶的拉伸模量可小于0.4MPa,其位移能力能达到50级,这是所有密封胶中抗位移能力最好的。

2、密封胶的耐候性

     在市场上现有的防水密封胶中,SR密封胶的耐候性最好,其使用寿命能达到30年以上,MS密封胶的耐候性次之,能达到10年左右的使用寿命,而PU密封胶的耐候性最差。这是由于紫外线的能量可达399 kJ.mol-1,具有很强的破坏作用,会导致聚氨酯预聚体和聚醚的分子链主链断裂。而Si-O键的键能达到444kJ.mol-1,超过紫外线的能量,紫外线很难对Si-O键造成破坏(由图2和图3所示)。



                               图三种密封胶中分子链主链化学键能的对比


                                      图3三种密封胶的分子链主链的化学结构

                                      表1各种防水密封胶的耐候性对比


3、密封胶的粘接性

     密封胶对于PC建筑的主要作用就是密封防水,其与基材的粘接直接决定了防水效果的好坏。由于混凝土呈碱性,容易向表面返碱,混凝土表面孔洞多,减少了粘接面积,并且有脱模剂存在,市场上普通密封胶与混凝土都很难粘接,因此必须使用PC建筑专用的密封胶。

     SR密封胶在人们的印象中只能用于玻璃幕墙、中空玻璃等。SR密封胶根据固化机理可以分为脱醇型、脱酸型以及脱酮肟型等等,根据粘接基材的不同以及使用环境的不同,可以选择不同固化机理的SR密封胶,也就是说SR密封胶不仅仅可以粘玻璃、铝材,还可以粘接铝塑板、GRC、花岗岩、陶瓷砖、树脂、混凝土、金属等很多不同种类的基材。PC建筑专用的SR密封胶中含有特殊的界面增强剂,该增强剂含有多个反应活性和不同反应速率的基团,可以增加其与混凝土基材的粘接持久性;另外界面增强剂分子中含有疏水基团,在粘接界面形成一层保护层,降低了因水气渗入混凝土构件导致粘接失效的可能性,能够赋予SR密封胶优异的粘接性和浸水粘接持久性。

4、密封胶的防污染性

     预制混凝土板材表面有很多孔洞,普通密封胶中的增塑剂很容易渗透进入混凝土中,从而对混凝土板材接缝两侧造成污染,影响整个建筑的外观。MS、PU密封胶使用过程中不会对混凝土产生污染。通常人们认为SR密封胶对PC板材有污染性,但是SR密封胶可以选择特殊的固化机理,固化时不会释放污染混凝土基材的小分子,并且SR密封胶中可以采用内增塑技术,即该增塑剂一方面可以起到润滑增塑的作用,另一方面可以在产品后期应用过程中参与化学反应,从而避免了后期增塑剂渗出进入混凝土基材空洞的隐患,因此SR密封胶不会对混凝土基材造成污染。

5、密封胶的可涂饰性

     由于聚醚和聚氨酯主链的极性,MS密封胶和PU密封胶的可涂饰性比较好。在一些清水混凝土墙面和瓷砖反打墙面,外墙不需要涂装,因此也就不需要密封胶具有可涂饰性。随着预制混凝土板预装技术的不断成熟,密封胶的可涂饰性将不再影响其在预制混凝土拼接缝中的应用。

6、密封胶的可修补性

     针对密封胶的破损、局部粘接失效的情况,MS密封胶、SR密封胶以及PU密封胶均具有良好的可修补性,可以对预制混凝土板拼接缝进行后期的维护、保养。

7、密封胶的其他特性

     在极端条件下,如在高温、高湿、高盐雾以及极低温(-20℃以下)的环境中,PC建筑需要密封胶同样具有良好的防水密封性能。SR胶中Si-O-Si键的键长比较长,键角比较大,因此SR胶中的线性聚硅氧烷的柔顺性比较好,SR胶具有优异的耐低温性能;由于Si-O-Si键的键能比较大,经过特殊处理之后, SR胶在高温、高湿环境下同样具有优良的防水密封性能;另外,SR胶还具有良好的耐盐雾腐蚀性能。



五、总结

      防水、粘接及密封对于PC建筑来说非常重要,直接影响人们生产、生活的舒适性和安全性,也直接关系到整栋建筑的使用寿命,因此,在选择密封胶的时候非常关键。上述密封胶,均有各自的优势与不足,因此客户在选择密封胶的时候可以根据其使用寿命、使用环境、使用目的、设计要求等选择合适的防水密封胶。

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