化學(xué)分析對(duì)保障玻璃幕墻工程質(zhì)量的作用

1、前言

　　玻璃幕墻工程技術(shù)在我國(guó)發(fā)展三十多年，因其自重輕、透光性好、外形高檔美觀等優(yōu)點(diǎn)成為近年來倍受青睞的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其中隱框和半隱框玻璃幕墻因依靠硅酮結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行粘接裝配，其產(chǎn)品質(zhì)量及粘接情況得到了較高的重視，尤其是關(guān)系到玻璃幕墻安全性和使用壽命的相容性和粘結(jié)性能更作為工程進(jìn)場(chǎng)復(fù)試強(qiáng)制檢測(cè)的項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。上世紀(jì)九十年代末，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)膠》GB16776、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102，對(duì)硅酮結(jié)構(gòu)膠的產(chǎn)品性能和工程復(fù)檢提出了明確要求，從一定程度上大大提高了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的產(chǎn)品質(zhì)量，為保障玻璃幕墻工程質(zhì)量起到了重要的作用。

　　隨著玻璃幕墻技術(shù)的普及、推廣以及房地產(chǎn)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，玻璃幕墻如雨后春筍般在國(guó)內(nèi)大中小城市中興盛起來，這也給硅酮結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)帶來了前所未有的商機(jī)。但是，貼牌、以次充好、亂加填料等不規(guī)范行為也越來越多，直接造成一些玻璃幕墻工程出現(xiàn)了玻璃墜落、中空玻璃“流淚”等情況，導(dǎo)致玻璃幕墻工程質(zhì)量糾紛頻發(fā)。近年來，國(guó)內(nèi)一些檢測(cè)機(jī)構(gòu)一直致力于解決玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)鑒定相關(guān)的技術(shù)難題，尤其中國(guó)建筑科學(xué)研究院在玻璃幕墻工程質(zhì)量及可靠性鑒定方面投入大量的精力進(jìn)行研究，但研發(fā)的技術(shù)仍圍繞硅酮結(jié)構(gòu)膠物理力學(xué)性能，然而，我們卻發(fā)現(xiàn)仍有一些玻璃幕墻工程質(zhì)量問題無法明確其因。此外，對(duì)添加了劣質(zhì)填料或者施工選材錯(cuò)誤的工程僅通過物理力學(xué)性能的檢測(cè)無法分析問題成因。因此，在我國(guó)幕墻發(fā)展的現(xiàn)階段，有必要引入一些化學(xué)分析的方法，對(duì)硅酮結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行測(cè)試分析，為保障玻璃幕墻工程質(zhì)量提供可靠的檢測(cè)方法。

　　2、國(guó)內(nèi)外情況

　　我國(guó)玻璃幕墻用膠的相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要通過借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（主要是美國(guó)）的試驗(yàn)方法和技術(shù)要求而建立，自上世紀(jì)九十年代開始實(shí)施以來為規(guī)范相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量起到了積極的作用。國(guó)外產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定理念為通過物理力學(xué)技術(shù)要求表征產(chǎn)品性能，但在國(guó)內(nèi)如果僅檢測(cè)物理力學(xué)性能指標(biāo)，會(huì)給玻璃幕墻用膠市場(chǎng)以次充好行為以可趁之機(jī)，同樣都能達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但是成本、耐久性卻相差較大。因此，建立簡(jiǎn)便易行的化學(xué)分析手段顯得尤為必要，旨在為產(chǎn)品留下最初的原始化學(xué)成分譜圖，便于以后比對(duì)分析。

　　歐洲ETAG002《結(jié)構(gòu)密封膠裝配體系認(rèn)證技術(shù)指南》中采用熱失重分析儀（TGA）加熱升溫至900℃，繪制曲線，找出硅酮膠的最大失重區(qū)。該方法為國(guó)際首個(gè)采用化學(xué)分析方法測(cè)試玻璃幕墻用膠性能的標(biāo)準(zhǔn)方法。但該方法僅能表征膠的裂解溫度和失重情況，卻無法對(duì)密封膠的成分進(jìn)行分析。

　　在國(guó)內(nèi)已有的玻璃幕墻工程檢查中我們發(fā)現(xiàn)因?yàn)樵缙诓Ａ�幕墻工程�?duì)選材問題不夠?qū)�業(yè)，導(dǎo)致有些玻璃幕墻工程錯(cuò)誤地使用聚氨酯膠，或是必須使用硅酮結(jié)構(gòu)膠的位置錯(cuò)用成聚硫膠。在我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，僅能對(duì)未固化成型的膠進(jìn)行物理力學(xué)測(cè)試。然而，既有玻璃幕墻上的膠已經(jīng)固化交聯(lián)，且膠體寬度和厚度都不超過12mm，因此，現(xiàn)場(chǎng)獲取的校樣已不便再進(jìn)行有效的力學(xué)性能測(cè)試。同時(shí)，單純從物理力學(xué)性能的角度也無法對(duì)不同種類的膠加以區(qū)分。因此，必須建立行之有效的化學(xué)分析測(cè)試方法才可以定性定量表征既有玻璃幕墻是否存在選材錯(cuò)誤的問題。

　　除此之外，在玻璃幕墻工程建設(shè)過程中，一些供貨商為了增加利潤(rùn)，以高價(jià)名牌膠中標(biāo)，在獲取工程驗(yàn)收所需的質(zhì)保資料后，便開始以次充好，在進(jìn)場(chǎng)材料中摻加劣質(zhì)膠或直接供應(yīng)假冒膠，給玻璃幕墻工程帶來很大的安全隱患。在我國(guó)，工程材料施工前會(huì)進(jìn)行材料復(fù)檢，對(duì)于玻璃幕墻用膠一般一個(gè)工程只進(jìn)行一次物理性能檢測(cè)，這也給一些不法之徒以可趁之機(jī)。

　　對(duì)于上述問題，僅靠物理性能檢測(cè)已無法百分之百保障國(guó)內(nèi)玻璃幕墻工程用膠安全，急需建立相關(guān)化學(xué)檢測(cè)方法從化學(xué)成分分析角度鑒別真假膠摻雜使用的問題，從而保障玻璃幕墻工程的粘接安全。

　　3、化學(xué)分析的幾種方法

　　3.1、紅外光譜技術(shù)

　　在有機(jī)物分子中，組成化學(xué)鍵或官能團(tuán)的原子處于不斷振動(dòng)的狀態(tài)，其振動(dòng)頻率與紅外光的振動(dòng)頻率相當(dāng)。所以，用紅外光照射有機(jī)物分子時(shí)，分子中的化學(xué)鍵或官能團(tuán)可發(fā)生振動(dòng)吸收，不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收頻率不同，在紅外光譜上將處于不同位置，從而可獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。紅外吸收光譜因可對(duì)固化后的密封膠進(jìn)行分析，是分辨玻璃幕墻用膠種類的最簡(jiǎn)便直接的方法，可快速區(qū)分硅酮膠、聚硫膠、聚氨酯膠等，對(duì)檢測(cè)鑒定既有玻璃幕墻密封膠的設(shè)計(jì)選材問題非常有效。

　　3.2、氣質(zhì)聯(lián)用色譜技術(shù)

　　氣質(zhì)聯(lián)用儀是指將氣相色譜儀和質(zhì)譜儀聯(lián)合起來使用的儀器。質(zhì)譜法可以進(jìn)行有效的定性分析，但對(duì)復(fù)雜有機(jī)化合物的分析就顯得無能為力；而色譜法對(duì)有機(jī)化合物是一種有效的分離分析方法，特別適合于進(jìn)行有機(jī)化合物的定量分析，但定性分析則比較困難。因此，這兩者的有效結(jié)合必將為化學(xué)家及生物化學(xué)家提供一個(gè)進(jìn)行復(fù)雜有機(jī)化合物高效的定性、定量分析工具。像這種將兩種或兩種以上方法結(jié)合起來的技術(shù)稱之為聯(lián)用技術(shù)。氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)需將固化密封膠盡可能的溶解，固化密封膠中游離物較易析出和溶解，所以，對(duì)固化密封膠此類物質(zhì)的測(cè)定非常有效。氣質(zhì)聯(lián)用法可有效地用于密封膠中有害游離物的測(cè)定，例如，可用于測(cè)定白油等，可直接測(cè)定影響玻璃幕墻工程質(zhì)量的有害填料。

　　3.3、固體核磁共振技術(shù)

　　化學(xué)分析中用到核磁共振技術(shù)分為液體核磁共振技術(shù)和固體核磁共振技術(shù)，鑒于固化后硅酮膠較難溶解的原因，對(duì)于已使用且固化后的硅酮膠可選用固體核磁共振技術(shù)進(jìn)行分析測(cè)試。固體核磁共振技術(shù)是以固態(tài)樣品為研究對(duì)象的分析技術(shù)，對(duì)于固態(tài)樣品，分子的快速運(yùn)動(dòng)受到限制，化學(xué)位移各向異性等各種作用的存在使譜線增寬嚴(yán)重，因此固體核磁共振技術(shù)分辨率相對(duì)于液體的較低。但固體核磁共振技術(shù)作為定量檢測(cè)硅酮膠的方法，可用于工程進(jìn)場(chǎng)復(fù)式時(shí)取樣測(cè)試譜圖與日后既有玻璃幕墻可靠性鑒定取樣譜圖的對(duì)比，譜圖一致性可作為硅酮膠老化、真假膠鑒別的依據(jù)之一。

　　3.4、元素分析法

　　元素分析是對(duì)已知樣品進(jìn)行具體元素的定量分析，其原理是將樣品置于氧氣流中燃燒，用氧化劑使其有機(jī)成分充分氧化，令各種元素定量地轉(zhuǎn)化成與其相對(duì)應(yīng)的揮發(fā)性氣體，使這些產(chǎn)物流經(jīng)硅膠填充柱色譜或者吹掃捕集吸附柱，然后利用熱導(dǎo)池檢測(cè)器分別測(cè)定其濃度，最后用外標(biāo)法確定每種元素的含量。元素分析除可測(cè)定C、H元素外，還可測(cè)Si元素的含量，可直接獲得硅酮膠產(chǎn)品中硅元素的含量，對(duì)鑒別硅酮膠產(chǎn)品優(yōu)劣、產(chǎn)品配方變化等有重要的作用。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　我國(guó)建筑材料的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)多基于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)項(xiàng)目而制訂，以物理力學(xué)性能測(cè)試為主，但是，我國(guó)建筑業(yè)的實(shí)際情況卻往往較為復(fù)雜，遠(yuǎn)不如國(guó)外誠(chéng)信體制下的產(chǎn)品可靠。因此，無論管理部門、設(shè)計(jì)施工單位還是檢測(cè)機(jī)構(gòu)，單純依靠物理力學(xué)性能規(guī)范建材產(chǎn)品質(zhì)量常常力不從心。尤其近年來，隨著既有玻璃幕墻使用年限的增加，暴露出的玻璃幕墻質(zhì)量問題也越發(fā)多樣，其中，中空玻璃“流淚”、設(shè)計(jì)選材錯(cuò)誤、真假膠混用等問題較難通過物理力學(xué)測(cè)試而分辨。因此，在我國(guó)既定國(guó)情及玻璃幕墻發(fā)展現(xiàn)階段，引入有效的化學(xué)分析方法，通過化學(xué)分析的手段規(guī)范新建玻璃幕墻的選材及施工，鑒定既有玻璃幕墻的可靠性，對(duì)保障玻璃幕墻安全有著重要的作用。同時(shí)在材料進(jìn)場(chǎng)施工時(shí)，我們建議進(jìn)行化學(xué)分析測(cè)試，并將化學(xué)分析譜圖作為工程檔案留存，便于日后工程檢查及鑒定工作時(shí)查閱和比對(duì)。我們期望通過化學(xué)分析與物理力學(xué)性能測(cè)試相結(jié)合的方法，嚴(yán)控玻璃幕墻工程質(zhì)量，解決玻璃幕墻使用中的工程質(zhì)量糾紛，保障玻璃幕墻的安全可靠性。