不同外墻接縫膠防水密封性能測(cè)試與施工工藝比較

摘要：為研究裝配式建筑外墻接縫防水密封膠的性能分析及施工工藝，分別準(zhǔn)備硅酮密封膠（SR）、單組分聚氨酯密封膠（PU）以及硅烷改性聚氨酯密封膠（MSPU）密封膠試樣，將每種密封膠粘接在水泥砂漿試塊上，通過(guò)浸水試驗(yàn)、老化測(cè)試等試驗(yàn)方法，獲取性能最佳的密封膠試樣。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，MSPU密封膠的環(huán)保性、耐候性以及抗位移性等基礎(chǔ)性能均要優(yōu)于其他2種試樣，且在不同化學(xué)材料浸泡過(guò)程中，SR、PU密封膠均出現(xiàn)了表觀變色等問(wèn)題，當(dāng)處于高溫紫外老化與熱老化測(cè)試時(shí)，MSPU密封膠能夠始終保持良好的硬度與質(zhì)量，在長(zhǎng)時(shí)間的浸水后，MSPU密封膠的粘接破壞面積較小，而拉伸強(qiáng)度可始終保持在較高水平。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；接縫處理；浸水試驗(yàn)；聚氨酯密封膠；耐候性

中圖分類號(hào)：TQ436+.6；TU57+8文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2025）02-0047-05

Comparison of waterproof sealing performance test andconstruction technology of different exteriorwall joint adhesives

ZENG Tianshu，CHENG Pan，LI Yuan，LIU Fei，WANG Kaiku

（Anhui Electric Power Transmission and Transformation Co.，Ltd.，Hefei 230031，China）

Abstract：In order to study the performance analysis and construction technology of waterproof sealant for prefabri-cated building exterior wall joints，silicone sealant（SR），one-component polyurethane sealant（PU）and silane modi-fied polyurethane sealant（MSPU）sealant samples were prepared respectively，and each sealant was bonded to the cement mortar test block，and the sealant samples with the best performance were obtained through water immersion test，aging test and other test methods.Through experimental verification，it was found that the basic properties of MSPU sealant，such as environmental friendliness，weather resistance，and displacement resistance，were superior to the other two samples.In addition，SR and PU sealants exhibited apparent discoloration during soaking with dif-ferent chemical materials.When subjected to high-temperature UV aging and thermal aging tests，MSPU sealant could always maintain good hardness and quality.After long-term immersion，the bonding failure area of MSPU seal-ant was small，and the tensile strength could always be maintained at a high level.

Key words：prefabricated building；joint treatment；immersion test；polyurethane sealant；weather resistance

為保證建筑接縫處的墻體質(zhì)量，可采用密封膠材料對(duì)其進(jìn)行填充[1]。適當(dāng)?shù)拿芊饽z材料能夠有效防止水分滲透到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，保護(hù)墻體和建筑材料不受水分的侵害，還可以防止灰塵、污物和蟲(chóng)類等進(jìn)入建筑內(nèi)部，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量[2]。同時(shí)，密封膠材料還可以填補(bǔ)接縫缺陷，增加接縫的抗拉強(qiáng)度和抗扭轉(zhuǎn)性，減輕因構(gòu)件膨脹和收縮造成的應(yīng)力集中[3]。為此，選用一種合適的密封膠材料進(jìn)行接縫處施工，可以改善建筑整體質(zhì)量。

有較多學(xué)者對(duì)建筑領(lǐng)域所使用的密封膠材料進(jìn)行研制。為此，本文制備硅烷改性聚氨酯密封膠、硅酮密封膠等試樣，測(cè)試不同試樣的應(yīng)用效果，從中選取最適用于建筑接縫施工的密封膠材料。

1密封膠的性能分析及施工工藝比較

1.1裝配式建筑外墻接縫處理用密封膠試樣制備

1.1.1試驗(yàn)材料

在制作試驗(yàn)試樣時(shí)，主要采用以下原料：山西瑞邦建材科技有限公司提供的混凝土基層處理劑（CP-01）；衡水宏基橡塑有限公司提供的硅酮密封膠（SR）；河北科耀橡塑科技有限公司提供的單組分聚氨酯密封膠（PU）；臨沂斯科瑞聚氨酯材料有限公司提供的硅烷改性聚氨酯密封膠（MSPU）；河北寧科儀器設(shè)備有限公司提供的水泥砂漿試塊。

1.1.2試樣制備

準(zhǔn)備大小為15 mm×15 mm×75 mm的水泥砂漿試塊若干，先在試塊上涂抹CP-01，之后通過(guò)SR、PU以及MSPU密封膠分別粘接試塊，構(gòu)成3種試樣。然后，采用不同試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)方法，測(cè)試每一粘接后試樣的性能變化。

1.2試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)

1.2.1試樣基礎(chǔ)性能分析

根據(jù)JC/T 881—2017《混凝土接縫用建筑密封膠》，測(cè)試試樣的表干時(shí)間與下垂度，同時(shí)測(cè)定試樣的可涂刷性、環(huán)保性等多種基礎(chǔ)性能，評(píng)估不同密封膠的基礎(chǔ)應(yīng)用效果。

1.2.2試樣耐化學(xué)侵蝕效果測(cè)試

選取汽油、無(wú)水乙醇等化學(xué)物質(zhì)作為試樣耐化學(xué)侵蝕試驗(yàn)的測(cè)試材料，根據(jù)GB/T 16777—2008《建筑防水涂料試驗(yàn)方法》，將制成的試樣分別浸入到不同化學(xué)溶液中，持續(xù)浸泡168 h，取出后用水沖洗晾干靜置4 h，之后觀測(cè)不同試樣的抗侵蝕性情況。

1.2.3試樣浸水后粘接性能測(cè)試

測(cè)試試樣在浸水后的拉伸粘接性，分析試樣在浸水狀態(tài)下的性能變化。將試樣分別放入23τ的蒸餾水中進(jìn)行4 d的浸泡，之后取出在室溫下放置1 d，下一步采用拉伸測(cè)試儀器對(duì)試樣進(jìn)行拉伸，根據(jù)GB/T 13477.11—2017《建筑密封材料試驗(yàn)方法》，測(cè)試試樣浸水后的粘接效果。

1.2.4固化速率測(cè)試

利用未粘結(jié)在混凝土試塊上的密封膠材料進(jìn)行固化速率測(cè)試，根據(jù)JB/T 10900—2016《工程機(jī)械聚氨酯、改性硅烷密封粘結(jié)劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》測(cè)試不同密封膠的固化速率，驗(yàn)證密封膠在應(yīng)用過(guò)程中的固化情況。

1.2.5耐紫外線老化性能測(cè)試

將3種試樣放置在紫外線老化箱中，將試樣接縫面面向光源，設(shè)置照射強(qiáng)度為2 500μW/cm3，并設(shè)置照射溫度在60～140τ，共進(jìn)行28 d的老化測(cè)試，照射完成后取出測(cè)定試樣的邵氏硬度指標(biāo)，評(píng)估試樣的耐紫外老化性。

1.2.6耐熱老化性能測(cè)試

將每種試樣放入熱老化箱內(nèi)進(jìn)行熱老化測(cè)試，放置時(shí)間為28 d，測(cè)試溫度為60～140τ，測(cè)試完成后取出等待常溫后即可測(cè)定試樣的質(zhì)量變化。

1.3防水密封膠施工工藝設(shè)計(jì)

當(dāng)通過(guò)上述試驗(yàn)步驟測(cè)定不同密封膠的應(yīng)用效果后，可選出最適用于裝配式外墻接縫防水施工的密封膠材料，此時(shí)，可針對(duì)該密封膠的施工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。為保障施工的安全性與穩(wěn)定性，將防水密封膠施工工藝設(shè)計(jì)為如下步驟，以完成裝配式建筑的接縫處施工。

1.3.1施工工具準(zhǔn)備

（1）膠槍：通過(guò)膠槍將密封膠均勻地?cái)D壓到墻面上，從而規(guī)律的控制密封劑流動(dòng)；

（2）刮板：用于清除墻面上的舊密封膠或其他雜質(zhì)，從而保障新涂層的附著力；

（3）打磨機(jī)：在涂上密封膠后，可以使用打磨機(jī)來(lái)使密封線條更加平滑[4]；

（4）支架或腳手架：安全起見(jiàn)，使用支架或腳手架可提供施工人員一個(gè)穩(wěn)定的工作平臺(tái)，并方便施工；

（5）手套和防護(hù)眼鏡：施工人員應(yīng)戴上適當(dāng)?shù)氖痔缀头雷o(hù)眼鏡，避免直接接觸防水密封膠對(duì)皮膚和眼睛造成傷害。

此外，施工現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)準(zhǔn)備清潔工具、密封膠材料以及輔助材料。這些工具和材料的準(zhǔn)備將有助于提高施工效率。

1.3.2接縫確認(rèn)

對(duì)建筑外墻接縫寬度進(jìn)行測(cè)量，從而獲取注膠深度，合理的接縫寬度可以保障密封膠的填充效果，從而優(yōu)化施工質(zhì)量[5-7]。按照施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，外墻接縫寬度應(yīng)不小于15 mm，為保障實(shí)際施工效果，需及時(shí)檢查接縫處是否存在板塊破損等問(wèn)題[8-9]，若接縫寬度過(guò)小，需采用工具切割出合理寬度，若接縫寬度過(guò)大，可填塞襯墊材料，避免注膠時(shí)浪費(fèi)密封膠材料。當(dāng)確認(rèn)施工現(xiàn)場(chǎng)接縫處的位置與寬度后，即可開(kāi)始進(jìn)行正式施工。

1.3.3施工面清理

在正式開(kāi)始進(jìn)行施工項(xiàng)目外墻接縫防水密封膠施工時(shí)，應(yīng)先清理施工面雜物，保證施工面整潔[10-11]。首先，可以使用刷子或吸塵器等工具來(lái)清除表面積聚的雜物，如灰塵、泥土、碎片等；其次可以使用清潔劑，在施工面上徹底清洗去污，確保徹底清除污垢和油脂，以確保密封膠的附著力，并用清水沖洗表面，確保將清潔劑殘留物完全沖洗干凈[12]；最終，在施工面清洗完畢后，可以利用自然通風(fēng)或空氣干燥設(shè)備來(lái)加速干燥過(guò)程，確保表面充分干燥。通過(guò)以上清理方式，保障施工現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，減少雜物和不良影響。

1.3.4填入襯墊材料

若接縫處尺寸存在偏差，則可在其中填入襯墊材料，本文施工方案選擇泡沫棒作為襯墊材料，所選泡沫棒寬度要大于接縫寬度25%左右，當(dāng)填入泡沫棒后，需保證填入材料保持干燥狀態(tài)。

1.3.5粘貼美紋紙

在進(jìn)行接縫處底涂之前，對(duì)外墻接縫周?chē)迟N美紋紙，避免密封膠施工污染外墻。

1.3.6底涂施工

選擇適合的底涂材料，在接縫位置的水泥基材兩面涂刷，涂刷過(guò)程中確保涂層的厚度均勻且覆蓋面積充足。

1.3.7密封膠填充

當(dāng)應(yīng)用雙組分密封膠時(shí)，需要通過(guò)混膠機(jī)混勻后再進(jìn)行施工。當(dāng)雙組分密封膠混勻后，即可進(jìn)行注膠，通過(guò)緩慢動(dòng)作施膠，保障接縫填滿密封膠材料，從而完成接縫填充。

1.3.8接縫修飾與現(xiàn)場(chǎng)清掃施工

密封膠填充完畢后，需采用刮刀對(duì)施膠處反向進(jìn)行一次按壓，保證接縫處膠體美觀。之后即可除去美紋紙，并對(duì)周?chē)鷫γ娓街哪z體進(jìn)行清理，從而完成施工。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1基礎(chǔ)性能分析

測(cè)試密封膠試樣的基礎(chǔ)性能情況，以此評(píng)估試樣的可用性，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

由表1可知，對(duì)比不同密封膠試樣，可以看出MSPU密封膠的表干時(shí)間最短，而SR密封膠的表干時(shí)間最長(zhǎng)，通常情況下，密封膠的表干時(shí)間越短越好，因?yàn)檫@意味著膠水能夠更快地形成強(qiáng)固的粘接。同時(shí)，在3種密封膠中，MSPU密封膠的環(huán)保性、耐候性以及彈性等指標(biāo)均保持較高水平，而其他2組試樣針對(duì)部分指標(biāo)性能較弱，可見(jiàn)，MSPU密封膠基礎(chǔ)性能更好。

2.2耐侵蝕性分析

對(duì)浸泡后的每組試樣進(jìn)行性能測(cè)試，分析每組試樣在浸泡完成7 d后的表觀變化情況，以此驗(yàn)證試樣的耐侵蝕性，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

由表2可知，當(dāng)3種試樣經(jīng)過(guò)無(wú)水乙醇浸泡后，在7 d內(nèi)并未發(fā)生表觀變化問(wèn)題，說(shuō)明3種密封膠均能夠抵抗無(wú)水乙醇的侵蝕，而采用90#汽油浸泡時(shí)，SR試樣、MSPU試樣表觀并未發(fā)生變化，但PU試樣表面出現(xiàn)輕微膨脹，導(dǎo)致表觀變形，當(dāng)使用10%NaCl溶液浸泡時(shí)，SR試樣、PU試樣均出現(xiàn)了變色，僅MSPU密封膠在7 d內(nèi)仍然保持良好的質(zhì)量；同時(shí)，采用其他溶液浸泡后，MSPU試樣表觀均未出現(xiàn)嚴(yán)重變化，由此可以看出，MSPU密封膠的耐侵蝕性能更強(qiáng)，可以抵御更惡劣的外部環(huán)境侵蝕。

2.3浸水效果分析

測(cè)試3組試樣在不同浸水時(shí)間下的粘接性能變化，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

由表3可知，當(dāng)不同試樣經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的浸水試驗(yàn)后，其自身的粘接性能均有所減弱，當(dāng)每種試樣進(jìn)行4 d的浸水測(cè)試時(shí)，拉伸強(qiáng)度最高的試樣為MSPU密封膠，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到0.53 MPa，而其他2組試樣均保持在0.35～0.45 MPa之間，當(dāng)浸水時(shí)間達(dá)到54 d后，每組試樣的拉伸強(qiáng)度均產(chǎn)生明顯下降，其中，PU密封膠的拉伸強(qiáng)度下降最大；在3組試樣中，MPSU密封膠的斷裂伸長(zhǎng)率始終保持最高水平，說(shuō)明該組試樣的抗浸水能力較強(qiáng)，同時(shí)，隨著浸水時(shí)間的增加，MSPU密封膠的粘接破壞面積也并未出現(xiàn)嚴(yán)重增大，為此，MSPU密封膠的防水性更強(qiáng)。

2.4固化速率分析

測(cè)試每組密封膠試樣在不同時(shí)間下的固化厚度，以此了解試樣固化速率，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

由表4可知，隨著固化時(shí)間的增長(zhǎng)，3種密封膠的固化厚度開(kāi)始有所增加，MSPU密封膠在達(dá)到24 h時(shí)已完全固化，說(shuō)明該密封膠具有較快的固化速率，而PU密封膠達(dá)到108 h時(shí)才能夠?qū)崿F(xiàn)完全固化，SR密封膠則處于120 h時(shí)仍未完全固化，這說(shuō)明MSPU密封膠在3種密封膠試樣中固化速率最快，通過(guò)較快的固化速率可以減少施工過(guò)程中的外來(lái)污染和污染物吸附，還可以更快地形成堅(jiān)固的粘接，這意味著密封膠在更短的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到理想的強(qiáng)度和耐久性，并提供更可靠的粘接效果。為此，MSPU密封膠可以有效提高施工效率。

2.5抗紫外老化性能分析

測(cè)試3組試樣在不同溫度紫外光照射下的密封膠硬度變化，以此評(píng)估試樣抗紫外光老化效果，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，隨著溫度的逐漸增加，每組試樣的邵氏硬度隨之加大，這是由于試樣在老化前的交聯(lián)反應(yīng)較小，當(dāng)溫度逐漸加大時(shí)，試樣交聯(lián)反應(yīng)開(kāi)始增大，使每組試樣的硬度增大，在3組試樣中，SR試樣、PU試樣的硬度變化較為明顯，均呈現(xiàn)迅速放大趨勢(shì)，而MPSU試樣硬度上升幅度并不大，由此可見(jiàn)，MPSU試樣的抗紫外光照能力更強(qiáng)。

2.6抗熱老化性能分析

測(cè)試3組試樣在熱老化條件下的質(zhì)量變化，以此評(píng)估每組試樣的抗熱能力，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，在試驗(yàn)溫度低于90℃時(shí)，3組試樣質(zhì)量并未出現(xiàn)明顯變化，當(dāng)熱老化溫度達(dá)到100℃以上時(shí)，3組試樣質(zhì)量均發(fā)生明顯下降，在最初階段，每組試樣質(zhì)量十分接近，當(dāng)熱老化溫度達(dá)到140℃時(shí)，MSPU試樣質(zhì)量下降至6～7 mg，而其他2組試樣質(zhì)量均處于5 mg以下，可以看出PU試樣與SR試樣質(zhì)量下降幅度較大，可見(jiàn)這2組試樣的抗熱老化性能并不明顯，為此，MSPU試樣的抗熱能力更強(qiáng)。

3結(jié)語(yǔ)

本文研究裝配式建筑外墻接縫防水密封膠的性能分析及施工工藝，通過(guò)密封膠的設(shè)計(jì)與性能測(cè)試，獲取適用于裝配式建筑外墻接縫用施工材料，利用密封膠材料可以為建筑提供卓越的防水性能，從而有效地阻止水分滲透到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)可靠的防水保護(hù)。避免雨水、風(fēng)雨等外界環(huán)境對(duì)建筑內(nèi)部的侵害。同時(shí)文章還設(shè)計(jì)了密封膠施工步驟，通過(guò)安全可靠的施工工藝，提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。

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（責(zé)任編輯：蘇幔）