潮湿环境下建筑密封胶长周期粘接性能测试研究_王秀峰.pdf

研究报告专论2023 年 2 月第 50 卷第 2 期doi:10.3969/j.issn.1001-5922.2023.02.008Vol.50 No.02，Feb.2023收稿日期:2022-10-21;修回日期:2023-02-02作者简介:王秀峰(1972-)，男，本科，研究方向:建筑工程;E-mai:Wangxiufengyuan126 com。引文格式:王秀峰 潮湿环境下建筑密封胶长周期粘接性能测试研究 J 粘接，2023，50(2):31-35潮湿环境下建筑密封胶长周期粘接性能测试研究王秀峰(莱阳市城市建设投资集团有限公司，山东 烟台264000)摘要:密封胶的粘接性能直接关系到建筑的防水、防风以及保温效果。为保证不同工况下选出更为合适的建筑用密封胶类型，测试建筑施工密封胶长周期粘接性能是十分必要的。试验选择聚硫密封胶、硅酮密封胶以及聚氨酯密封胶 3 种作为测试对象，粘接光滑和粗糙 2 种不同的基体制作试件，将试件放在低湿和高湿2 种环境下，通过微控电子拉力机测试密封胶的粘接参数，并计算粘接强度和破坏面积比。结果表明，在低湿环境下，对于粗糙基体，硅酮密封胶的粘接性最佳;对于光滑基体，聚氨酯密封胶的粘接性最佳。在高湿环境下，对于粗糙基体，聚硫密封胶的粘接性最佳;对于光滑基体，硅酮密封胶的粘接性最佳。关键词:潮湿环境;建筑施工;密封胶;长周期;粘接性中图分类号:TQ436+6文献标志码:A文章编号:1001-5922(2023)02-0031-05Study on long-term adhesion test of buildingconstruction sealant in humid environmentWANG Xiufeng(Laiyang Urban Construction Investment Group Co，Ltd，Yantai 264000，China)Abstract:The adhesive performance of sealant is directly related to the waterproof，windproof and thermal insulationeffect of buildings In order to ensure that a more suitable type of construction sealant is selected under differentworking conditions，it is necessary to test the long-term adhesion performance of construction sealant In the test，pol-ysulfide sealant，silicone sealant and polyurethane sealant were selected as the test objects Two different substrates，smooth and rough，were bonded to make the test pieces The test pieces were placed in two environments，low hu-midity and high humidity The adhesive parameters of the sealant were tested by the micro-control electronic tensilemachine，and the adhesive strength and the ratio of the damaged area were calculated The results show that the sili-cone sealant has the best adhesion to rough substrate in low humidity environment For smooth substrate，polyure-thane sealant has the best adhesion In high humidity environment，polysulfide sealant has the best adhesion forrough matrix，and silicone sealant has the best adhesion for smooth matrixKey words:humid environment;building construction;sealant;long cycle;adhesion为满足生产、生活需要，各类建筑建造必不可少。建筑建造是指按照设计要求将各种建筑材料组合在一起，形成具有保温保暖的空间。建筑建造中，水泥、混凝土是主要的基础材料，其余还有木材、玻13研究报告专论璃、塑料、钢铁以及其他材料1-2。其中，密封胶是建筑施工中必要但使用频率并不高的一种材料。近年来，随着装配式建筑的兴起，密封胶的应用频率越来越高。密封胶，指具有粘接性和封闭性的多功能的建筑材料，应用在建筑当中，一方面可以防止室内空间气体或液体向外泄漏;另一方面可以防止室外冷暖空气、灰尘以及水分向室内的进入3。密封胶在建筑施工中发挥了重要作用，但该种材料在使用时很容易受到外在环境的影响，尤其是长期处在潮湿环境下，很容易发生老化，使得密封胶长周期粘接性逐渐降低，无法实现密封4-5。基于上述背景，对建筑施工密封胶长周期粘接性能要求越来越高。目前，关于密封胶粘接性能的测试研究有很多，例如有研究制作出了改性聚硫密封胶，并对其粘接性能进行了测试，得出 5 种粘接指标，并与改进前的聚硫密封胶封胶性能进行对比试验6;有以 2 种聚硫密封胶为对象，并通过冻融循环试验分析了低温潮湿环境下其粘接性的变化规律，得出在低温、低湿与高温、高湿的情况下都会造成聚硫密封胶的粘接强度降低较低7;还有以主要用于装配式建筑外墙密封的 3 种密封胶为例，针对这 3 种密封胶分别实施了 4 种老化试验，分析了不同老化条件下密封胶物理性能的变化情况8。结合以上学者的研究，现以潮湿环境作为测试环境，分析该环境下建筑施工密封胶长周期粘接性能，通过本研究以期为密封胶的具体应用施工以及密封胶种类的选择提供参考和建议。1试验部分1 1试验材料密封胶长周期粘接性能测试所需要的试验材料选择建筑施工中常见的 3 种，即聚硫密封胶、硅酮密封胶和聚氨酯密封胶9-10。该 3 种试验材料配方如表 1 所示。表 13 种密封胶配方表Tab 1Formula of three kinds of sealant密封胶生产企业配方质量分数/%聚硫密封胶河南永丽化工有限公司液体聚硫橡胶50 0碳酸钙10 0滑石粉12 5芳烃油4 3DBP5 5硬脂酸0 02硫磺0 5SiO22 0硅酮密封胶成都有机硅应用研究中心有机羟基硅酮25 0有机甲基硅酮25 0甲基硅烷8 0气相二氧化硅2 5碳酸钙3 0二丁基二月硅酸锡4 5氨基硅烷4 0聚氨酯密封胶沙市建材厂二苯基甲烷二异氰酸酯50聚四氢呋喃醚二醇14 3轻质 CaCO35 8炭黑1 5二正丁胺2 3盐酸1 0甲基红0 03蓖麻油0 051，4-丁二醇1 01 2试验设备密封胶长周期粘接性能测试所需要的试验设备如表 2 所示。表 2试验设备表Tab 2Test equipment设备名称型号生产企业微控电子拉力机GY45S 型厦门月芒智能设备有限公司高低温湿热试验箱WDE 12 型北京中科美其科技有限公司真空干燥箱F2S 2874 型上海一恒科技有限公司流变仪AR G2 型美国 TA 公司恒温磁力搅拌器HAD 29025 型北京恒奥德仪器仪表有限公司板材激光切割机GM C5050 型苏州金米兰激光科技有限公司混凝土振捣机HZP2500 型沧州鸿浩杰科建筑仪器有限公司电热恒温鼓风干燥箱0006 型上海左乐仪器有限公司1 3基体制作基体，即需要密封胶粘接的基础结构体。在建筑施工过程中，密封胶粘接的材料主要有 2 种，一种是用于室内较为光滑的玻璃、金属、瓷砖等施工材料的粘接;另一种用于室外较为粗糙的水泥、混凝土等施工材料的粘接 11-12。为全面分析不同基体下3 种密封胶的粘接性能，制作 2 种基体，一是以金属片为代表的光滑基体;二是混凝土为代表的粗糙基体 13。23研究报告专论1 3 1光滑基体光滑基体的制作材料为 3002 铝合金板，该板尺寸为500 cm 500 cm 0 5 cm。利用激光切割机将其切割成 20 cm 10 cm 0 5 cm 的若干金属片，具体如图 1 所示14。图 1光滑基体示意图Fig 1Schematic diagram of smooth substrate1 3 2粗糙基体粗糙 基 体 的 制 作 材 料 为 C100 混 凝 土，由PO52 5硅酸盐水泥、920U 微硅粉、级粉煤灰、聚羧 酸 系 高 效 减 水 剂、水 磨 石 英 砂 和 水 等 组成15-16。制作过程:首先通过恒温磁力搅拌器，将各种组成材料搅拌在一起，之后将浆料倒入到模具当中;然后利用振捣机进行振捣，以防止制作的基体当中存在气泡、空洞问题。基体制作示意图如图 2所示17。图 2基体制作示意图Fig 2Schematic diagram of substrate fabrication将图 2 基体放入到电热恒温鼓风干燥箱当中，干燥处理 1 d，然后进行脱模，得到粗糙基体。基体尺寸为 20 cm 10 cm 5 cm18-19。1 4试件制备根据制作的基体，利用建筑中最常用的 3 种密封胶将基体粘接在一起，制成试件。2 种基体的粘接方式不同，光滑基体采用错位粘接;粗糙基体采用交叉粘接，具体粘接方式分别如图3 和图4 所示 20。图 3光滑基体错位粘接方式Fig 3Dislocation bonding method of smooth substrate图 4粗糙基体交叉错位粘接方式Fig 4Cross bonding method of rough substrate具体粘接过程:步骤 1:对基体待粘接面进行打磨，然后扫除表面的灰尘颗粒污染;步骤 2:利用流变仪对选取的 3 种密封胶进行流变检验，保证密封胶质量合格;步骤 3:将密封胶均匀涂抹到一面基体上;步骤 4:按照图 3 和图 4，将另一面基体粘接到涂抹了密封胶的基体上，然后通过利用皮筋进行固定;步骤 5:将制作的试件整体放入到真空干燥箱中 1 bh;步骤6:取出试件，在标准养护室内固化10 d 21。1 5潮湿测试环境搭建本研究主题是潮湿环境下建筑施工密封胶长周期粘接性能变化特点，因此潮湿环境的搭建是必不可少的。在这里为方便调节试件所处环境的湿度，利用 WHTH 225 型高低温湿热试验箱模拟建筑施工中常见的潮湿环境，具体如图 5 所示22。图 5高低温湿热试验箱Fig 5High and low temperature damp heat test chamber高低温湿热试验箱在加速条件下可测试温度和湿度对试件特性、功能和使用寿命的影响。该试验箱工作环境:温度 70 +180、相 对 湿 度20%98%;温度波动度为 0 5，温度均匀度为2，升温速率大于 3 /min，降温速率大于1 /min，最快可达5 /min;相对湿度波动度:3%，相对湿度均匀度为 2 5%。设置的潮湿测试环境参数:温度均以室温为标准;湿度则分为 2 种工况，即低湿和高湿。其中，低湿为 20%50%;高湿为 50%98%。基于上述这33研究报告专论2 种工况，进行后续的潮湿环境下建筑施工密封胶长周期粘接性能测试。1 6粘接性能测试将制作好的试件放入到高低温湿热试验箱中，时间总长为 1 年，每隔 2 d 取出试件，利用微控电子拉力机进行拉伸测试。测试环境如图 6 所示。图 6粘接性能测试环境Fig 6Test environme