郑沁宇¹，张莉莎²，王兴梅³

（1. 华东建筑集团股份有限公司，上海 200040；2. 上海城建职业学院，上海 201415；3. 中国三安建设集团有限公司，陕西 西安 710043）

摘要：为研究装配式建筑预制外墙接缝用密封胶的应用性能，采用硅烷改性聚醚树脂（920R）为主原料，结合重质碳酸钙、增塑剂、紫外线吸收剂等多种材料，按照一定配比制备硅烷改性聚醚密封胶试样；通过挤出性试验、耐候性试验和以溶胀倍率、热失重性、力学性能为指标的老化试验，测试试验样本性能。试验结果表明，硅烷改性聚醚密封胶试样其挤出性均大于50 mL/min；环境温度低于120 ℃时，样本密封处胶体的颜色均呈现透明或者淡黄色，耐候性较好；热老化、紫外线老化以及自然老化条件下的溶胀倍率试验结果均大于等于400，且密封胶最高热质量损失率依次分别为5.95%、6.67%和5.74%；拉伸强度、断裂伸长率结果分别在0.5 MPa和120%以上。

关键词：装配式建筑；接缝用密封胶；溶胀性；挤出性；耐候性

前言

装配式建筑指的是将内、外2种墙板以及阳台、预制梁等构件在施工现场进行装配施工后形成的建筑，具有效率高、施工方便、经济性好、节能、环保等优势^[1]。装配式建筑已成为我国建筑行业转型升级的重要发展方向之一。但是外墙板在装配过程中，需进行拼接处理，为避免该接缝发生渗水^[2]，通常采用密封胶进行密封处理。防水密封属于预制装配式建筑施工中非常重要的一个环节，目前在该领域中应用较为广泛的密封胶可分为2类^[3]：聚氨酯密封胶和硅烷改性聚醚密封胶。为此，以硅烷改性聚醚密封胶为例，为全面了解密封胶在装配式建筑预制外墙板接缝密封中的应用效果，展开相关研究。

1.外墙接缝用密封胶性能研究

1.1 装配式建筑工程概况

以某地区的5层办公建筑装配式结构作为实例研究对象，建筑整体由预制夹心保温外墙、预制外墙板等部分组成。该工程在施工过程中，需进行外墙板之间的拼接和接缝密封^[4-5]。

在进行试验时，选择若干组水泥砂浆块试块，二者的尺寸均为100 mm×100 mm。

1.2 密封胶制备原材料和试验仪器

1.2.1 密封胶制备原材料

（1）硅烷改性聚醚树脂（920R），其呈无色透明状，其熔点大于90 ℃，纯度为99.9%，具备良好的附着力，较好的耐紫外线性能。

（2）重质碳酸钙，在温度大于400 ℃的情况下分解，热稳定性较高，硬度较低，无特殊异味，无毒，分散性较高。

（3）邻苯二甲酸二异壬酯（DINP），提升制品的耐光、耐老化以及耐热等性能。

（4）钛白，属于一种触变剂，为白色无定型粉末，其密度为4.26 g/mL（25 ℃），可与水相溶，耐候性良好。

（5）紫外线吸收剂，不溶于水，但能够与多种树脂相溶；在碱性环境中，不会发生变黄现象。

（6）光稳定剂，在树脂、聚氨酯中具有应用广泛，其熔点81～85 ℃，与紫外线吸收剂结合，可显著提升制品的光稳定性，具有良好的协同作用。

（7）乙烯基三甲氧基硅烷，密度为0.971 8 g/mL（25/4 ℃），常压下沸点为123 ℃。

（8）γ-氨丙基三乙氧基硅烷，也称为偶联剂，无色透明状液体，沸点为122 ℃/（760 mmHg），可用于聚乙烯交联。

（9）有机锡催化剂（U220H），主要用于密封胶的催化，能够加速密封胶的固化。

1.2.2 试验仪器

（1）热老化试验箱，其控制精度为±0.1 ℃。

（2）紫外线老化箱，其温度和湿度范围分别为（室温+10）～70 ℃和相对湿度大于等于95%，紫外线波长为313、340 nm。

（3）万能拉力试验机，其示值允许误差通常不大于±1%。

（4）热重分析仪，其能够对物质温度-质量之间的变化情况进行检测分析，其工作温度范围在室温～1 000 ℃，有效精度为1 μg（内部精度：0.1μg）。

1.3 密封胶制备以及预制墙板密封

1.3.1 密封胶制备

结合装配式建筑预制外墙工程的使用需求^[6-7] ，设计该外墙接缝密封用的硅烷改性聚醚密封胶。该密封胶的制备配比如表1所示。

按照表1中的配比，获取相应的成分，将全部成分加入搅拌釜中，该搅拌釜设有高速分散盘，充分搅拌均匀后形成混合料。在保证真空的前提下^[8]，对混合溶液进行脱水处理，持续时间为3 h。完成脱水处理后，使混合料温度处于55 ℃，将920R、硅烷偶联剂、催化剂加入混合料中，进行搅拌^[9-10]，搅拌持续时间为30 min，完成胶体制备。

1.3.2 预制外墙板接缝密封工艺

采用密封胶对预制外墙接缝进行密封处理，密封施工工艺流程如图1所示。

依据上述施工工艺完成水泥砂浆块试块的接缝密封，获取密封后样本。

1.4 性能试验方法

1.4.1 挤出性试验

以BG/T 13477.3相关标准为依据，利用挤出性试验装置进行测定，判断胶体的挤出性能，标准要求为大于等于50 mL/min。

1.4.2 耐候性试验

将密封后样本固定在暴晒架上，与水平面之间保持45°，朝南向摆放，达到设定的测试时间点后取下样本，采用蒸馏水对密封后样本表面进行冲洗，待冲洗后的密封后样本表面干燥后，观察其表面颜色变化情况，如果颜色发生变化，表示密封胶发生老化。

1. 4.3 老化试验

选取1、7、14、21、28、35、42、49 d作为测试时间点，对热老化、紫外线老化、自然老化，3种老化条件下的密封胶样本进行性能试验。

3种老化条件：

（1）热老化：该试验采用鼓风热老化箱完成，并设定其温度为75 ℃。（2）紫外线老化：该试验采用紫外线老化箱完成，并设定其温度为45 ℃。（3）自然老化：将密封后的样本放置自然环境中，其放置朝向为南向，放置角度为45°。

在上述3种老化条件下，通过溶胀、热失重以及力学性能试验测试硅烷改性聚醚密封胶试样老化性能。

（1）溶胀倍率：将制备完成的硅烷改性聚醚密封胶试样置于鼓风干燥机中，并设定其温度为70 ℃，在该条件下持续干燥处理5 h后，使其温度下降至室温。将此时的密封胶进行裁剪分割，每份为0.4 g左右，将裁剪后的胶块放入装有溶剂的量杯内，观察胶块的溶胀倍率结果，标准结果为大于等于400；

（2）热失重性：在氮气保护下，将密封胶置于热重分析仪内，对其进行加温，使温度上升至650 ℃，加温速度为10 ℃/min。依据GB/T 14683标准进行判断，质量损失率小于等于7%；

（3）力学指标：以 GB/T 528 和 GB/T 531 相关标准为依据，利用万能拉力试验机，测定密封后样本的拉伸性能，该性能包含断裂伸长率和拉伸强度2个指标。采用四分点加载法测试密封后预制外墙平面的冲击强度，该性能在试验过程中，采用等效集中载荷的方式完成，以此替代外墙平面外均匀分布载荷。

载荷在加载过程中，采用逐渐加载制度进行载荷加载，加载等级为1、3、5、7、9、… mm，当加载的载荷至峰值载荷的85%后，停止加载；或者当样本发生的裂缝尺寸达到1.5 mm以上，停止加载。

２.测试分析

2.1 挤出性结果分析

采用挤出性描述密封胶的存储稳定性，挤出性的试验结果如表2所示。

由表2可知，密封胶在室温和65 ℃这2种存储环境下，随着存储时间的逐渐增加，密封胶试样的挤出性数值有所下降，但结果均大于50 mL/min，并且密封胶挤出后的外观性状没有发生明显变化，均呈现出均匀的膏体形状，并且膏体中不存在颗粒，能够保证良好的应用效果。

2.2 耐候性结果分析

不同的温度下，密封胶颜色发生变化的时间也存在一定差异，其温度越高颜色变化所需时间越短。在温度为30 ℃时，反应时间达到20 h时，密封胶颜色始终为透明色或者浅黄色状态；当温度不断增加，达到60 ℃时，在相同的反应时间下，密封胶颜色依旧为透明色或者浅黄色状态；随着温度的继续增加，达到120 ℃时，反应时间达到10 h以后，密封胶颜色则变成黄色状态，此时密封胶发生显著的氧化，导致其开始发生老化。因此，制备的密封胶可在低于120 ℃的温度下，保证良好的耐候性。

2.3 老化性能分析

2.3.1 溶胀倍率

溶胀倍率的试验结果如图2所示。

由图2可知，硅烷改性聚醚密封胶试样在热老化、紫外线老化、自然老化3种老化条件下，随着老化时间的逐渐增加，溶胀倍率的结果也整体呈现下降趋势；其中，该密封胶试样在热老化条件下，虽然溶胀倍率整体呈现下降趋势，在下降过程中，溶胀倍率结果存在波动变化。溶胀倍率试验结果均满足密封胶的相关标准，均大于等于400。

2.3.2 热失重性

密封胶的热质量损失率结果如图3所示。

由图老化 3可知，在热老化、紫外线老化以及自然3种老化条件下，随着老化时间的逐渐增加，密封胶的热质量损失率依次增加，在老化时间为49d时，热老化、紫外线老化以及自然老化条件下的热质量损失率分别为5.95%、6.67%和 5.74%，均低于相关标准。

2.3.3 力学指标

3种老化条件下的力学性能结果如表3所示。

由表4可知，在热老化、紫外线老化以及自然老化3种老化条件下，随着时间的不断增加，获取密封后水泥砂浆块样本拉伸强度（ηt ）、断裂伸长率（εt ）指标试验结果均满足GB/T 528和GB/T 531相关标准，2个指标结果均在0.5 MPa和120%以上。其中，在紫外线老化条件下，拉伸强度、断裂伸长率2个指标的结果值相对较低。因此，紫外线老化条件对于密封胶的性能影响相对较大。

3 结语

研究制备硅烷改性聚醚密封胶，并分析其对于外墙板接缝密封性能。试验结果表明，制备的硅烷改性聚醚密封胶具有较好的稳定性，可在不同温度下存储，并保证密封效果；在热老化、紫外线老化以及自然老化3种老化条件下，热失重损失率均较低，其中，紫外线老化条件下的损失率相对较高；耐候性较好。因此，可为装配式建筑预制外墙接缝提供可靠应用，保证外墙接缝效果。

来源：《粘贴》2024年6月第51卷第6期