在上一期分享中,白云在線專家介紹了白云超高性能結構密封膠優異的產品特性,在應用過程中,可按非常規設計,適當提高強度設計值,這樣可以減少粘接寬度。產品本身性能高,其應用中強度設計值可適當按比例提高嗎?帶著這些問題,本期給大家繼續分享。
超高性能結構密封膠應用(3):強度設計值提高的標準依據
1、美國標準介紹
結構密封膠強度設計值是否可以提高,我們先看看美標有關要求。美國材料與試驗協會(ASTM)發布的標準作為國際先進標準,已被世界多數國家所采用,美國ASTM C1184-2005對結構密封膠性能指標的要求主要指標如下:

美標ASTM C1184規定標準條件下結構膠強度值僅為不小于0.345MPa,ASTM C 1401結構密封膠粘結設計規定0.139Mpa(20psi)是最大強度設計值;由于美標ASTM C1184對結構密封膠強度值要求不高,按ASTM C 1401強度設計值取值0.14MPa計算,其設計安全系數為2.5。
2、中國標準介紹
現行的國家標準GB 16776-2005《硅酮結構密封膠》參照美國ASTM C1184編寫,因此,多數性能指標測試要求與美標相同,但強度值要求比美標有提高,標準條件的最大強度值提高至0.60MPa。

在實際工程應用中,有關強度設計值取值,在JGJ 102-2003中的強制性條文第5.6.2條規定“硅酮結構密封膠的拉應力或剪應力設計值不應大于其強度設計值f1,f1應取0.2N/mm2;在永久荷載作用下,硅酮結構密封膠的拉應力或剪應力設計值不應大于其強度設計值f2,f2應取0.01N/mm2。”JGJ 102-2003 對f1、f2的取值依據,在條文說明第5.6.2條中進行了相應解釋“現行國家標準《建筑用硅酮結構密封膠》GB 16776中,規定了硅酮結構密封膠的拉伸強度值不低于0.6N/m2,在風荷載或地震作用下,硅酮結構密封膠的總安全系數取不小于4,套用概率極限狀態設計方法,風荷載分項系數取1.4,地震作用分項系數取1.3,則其強度設計值f1約為0.21~0.195N/m2,本規范取為0.2N/m2,此時材料分項系數約為3.0。在永久荷載(重力荷載)作用下,硅酮結構密封膠的強度設計值f2取為風荷載作用下強度設計值的1/20,即0.01N/m2。”
由于JGJ 102編制過程中同樣參考了一些先進國家有關玻璃幕墻的標準和規范,JGJ 102-2003中結構膠強度設計值f1取值0.2N/mm2,即0.2MPa,僅從數值上看比美標有所提高,但由條文說明可見這僅是為套用概率極限狀態設計方法,將風荷載標準值乘分項系數1.4,改取為風荷載設計值,即1.4×0.14 N/mm2 =1.96 N/mm2≈0.2 N/mm2,可見實際強度設計取值仍是參照美標。因此,根據現行國家標準規范取值,普通硅酮結構密封膠可提供4倍的安全系數。
3、歐洲標準介紹
歐洲標準ETAG002《結構密封膠玻璃裝配系統技術審核指南》對結構密封膠的最大強度值無具體數值要求,但其前置條件是產品性能經高溫、低溫、濕熱及耐熱水-UV輻照后強度標準值保持率必須高于75%。
歐標的強度設計值按以下公式計算:
σdes =Ru,5/rtot
式中:σdes——短期荷載下結構膠強度設計值(f1)
rtot ——安全系數,ETAG 002中建議取6。
根據歐洲標準,強度設計值按上述公式計算而得到的,一般是結構密封膠拉伸強度標準值的1/6,并不是都取0.14 MPa,性能低的結構密封膠,設計值按公式計算取值可能還達不到0.14 MPa。性能高的結構密封膠,只要符合歐洲標準,設計值按公式計算取值是可以超過0.14 MPa的。
因此按歐洲標準要求,強度設計值是可以提高的。我們了解到,在歐洲、美國也有相應的應用案例。
結語:
由以上標準介紹可知,強度設計值0.14 MPa不是不可逾越的。從歐洲標準來說,強度設計值由公式計算而得,只要采用新材料、新技術提高硅酮結構密封膠的最大強度標準值,強度設計值是可以相應按比例提高。對于現行中國國家標準規范而言,強度設計值取0.2MPa在JGJ102規范中為強制性條文,提高強度設計值的超規范設計需經專家論證。
回答時間:2015-8-5