
1、外片墜落現象
某工程采用6+9A+5中空鍍膜玻璃,據物業方介紹,自2004年竣工后共20多處開啟扇存在中空玻璃外片脫落現象,典型現場見下圖。
經檢查,該中空玻璃邊部為粘結界面破壞,邊部鍍膜層未進行除膜處理,底部無金屬托條。
多個工程表明,中空玻璃外片墜落原因主要有二道密封膠選用不當、結構膠粘結尺寸過小、邊部密封失效、底部無托條等。
2、二道密封膠選用不當
某隱框幕墻中空玻璃外片墜落,掠過行人頭頂后砸壞一輛汽車;檢測結果表明,該中空玻璃二道密封膠為聚硫膠。
中空玻璃邊部密封有單道和雙道之分,單道密封一般為復合密封膠條,雙道密封中一道為丁基膠,二道為硅酮膠或聚硫膠。
JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》要求玻璃幕墻中空玻璃采用雙道密封,隱框、半隱框及點支承玻璃幕墻中空玻璃二道密封膠應采用硅酮結構膠;明框玻璃幕墻中空玻璃二道密封膠宜采用聚硫膠或硅酮結構膠。
玻璃幕墻或開啟扇采用隱框構造時,中空玻璃外片與內片靠硅酮結構膠粘結,見下圖。
早期一些玻璃幕墻,由于對規范不了解、理解不到位或溝通協調問題,部分聚硫膠中空玻璃錯誤用于隱框開啟扇,出現外片脫落事故。
可知,玻璃幕墻或開啟扇為隱框構造時,二道密封膠應為硅酮結構膠,而不應為聚硫膠。
3、結構膠粘結尺寸不足
隱框幕墻中空玻璃外片靠結構膠與內片粘結,外片風荷載通過結構膠向內側傳遞,這就需要對二道密封膠承載能力進行設計計算。
JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》中給出了硅酮結構膠設計方法,主要針對中空玻璃與框間硅酮結構膠,而中空玻璃內外片間硅酮結構膠設計常被忽略。
某工程2006年竣工,開啟扇采用6+6A+5隱框中空玻璃構造,尺寸1.5m×2m,外片脫膠墜落;查閱資料發現,風荷載標準值為2kPa,無結構膠尺寸和位移能力設計文件。
經復核,該幕墻中空玻璃結構膠在自重荷載作用下粘結寬度應大于9.4mm,在風荷載作用下粘結寬度應大于10.5mm;實際結構膠粘結寬度僅5mm,承載能力嚴重不足。
該幕墻中空玻璃結構膠粘結厚度為6mm,按北京地區玻璃溫度-15℃~70℃變化驗算,變位能力大于4%時變形應力小于強度設計值,因工程文件缺失而無法判斷是否符合設計要求。
可見,除對中空玻璃和框間結構膠進行設計計算外,還要對中空玻璃內外片間結構膠進行設計計算,計算其寬度、厚度和變位能力。
4、邊部密封失效
密封失效也會引起中空玻璃外片脫落,中空玻璃密封失效原因有使用充油膠、打膠質量差、邊部未除膜或除膜不徹底、結構膠老化等。
充油膠指充白油密封膠,白油揮發導致硅酮結構膠出現脆化、開裂,白油與丁基膠接觸溶解丁基膠等,水汽進入導致中空玻璃失效。
中空玻璃丁基膠主要起水汽密封作用,部分中空玻璃廠家采用手工打膠工藝,出現丁基膠斷續現象,成為水汽進入中空玻璃通道。
在打二道密封膠時,部分鍍膜玻璃邊部未除膜或除膜不徹底,因結構膠與金屬膜層相容性差,使得粘結強度不足或失效。
硅酮結構膠長期暴露于室外,受雨水、光照等侵蝕,性能老化導致承載及變位能力下降。
這就要求我們應確保硅酮結構膠質量、打膠質量和邊部粘結面質量,避免充油膠、邊部未除膜或除膜不徹底、打膠質量不穩定等問題。
5、底部無托條
硅酮結構膠承受短期荷載時強度設計值為0.2 N/mm2,承受永久荷載時強度設計值為0.01 N/mm2,相差20倍,因此不宜承受永久荷載。
JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》規定,隱框或橫向半隱框玻璃幕墻,每塊玻璃下端宜設置兩個鋁合金或不銹鋼托條,托條應能承受該分格玻璃的重力荷載作用。
工程檢查實踐表明,這一要求常被忽略,典型隱框開啟扇底部無托條設計見下圖。
這種情況下,中空玻璃內外片間、中空玻璃與框間硅酮結構膠長期承受重力荷載,存在外片墜落、整體墜落的安全隱患。
玻璃幕墻和開啟扇為隱框構造時,底部應有可靠托條,避免中空玻璃內外片間、中空玻璃與框間硅酮結構膠長期承受重力荷載作用。
6、結論
外片墜落是隱框玻璃幕墻及開啟扇典型事故之一,原因有二道密封膠選用不當、結構膠粘結尺寸不足、邊部密封失效、底部無托條等。
玻璃幕墻或開啟扇為隱框構造時,二道密封膠應為硅酮結構膠,而不應是聚硫膠。
除對中空玻璃和框間結構膠進行設計計算外,還要對中空玻璃內外片間結構膠進行設計計算,計算其寬度、厚度和變位能力。
應確保硅酮結構膠質量、打膠質量和邊部粘結面質量,避免充油膠、邊部未除膜或除膜不徹底、打膠質量不穩定等問題。
玻璃幕墻和開啟扇為隱框構造時,底部應有可靠托條,避免中空玻璃內外片間、中空玻璃與框間硅酮結構膠長期承受重力荷載作用。