硅酮结构密封胶及建筑结构粘结装配--马启元.pptx

弹性粘结与密封 硅酮结构密封胶及建筑结构粘结装配 马启元E-mail: ma_qiy@一. 硅酮结构胶基本属性基本属性——结构连接材料-弹性粘接-传递荷载-适应位移。结构组成和物理化学特性1）基本组成——基础为硅-氧主链聚合物、主填料二氧化硅粉体、硅油增塑；2）室温固化、高低温性能稳定、对硅酸盐玻璃表面化学亲和、耐环境老化；3) 透气、非硅油酯中溶胀力学特性应力-应变特性——形变与外力作用时间相关，应力-应变关系非线性，介于理想弹性体（弹簧）和理想粘性流体（水）之间，即粘弹性。初始受力阶段 t≈0 ,1/E ≈1/E1,即：ε?2 重要物理力学参数：初始刚度模量KX12.5——弹性范围（拉伸应变25%）内粘结试件密封胶荷载与位移成正比的比例系数，以初始段应变12.5%时的应力表示。初始弹性模量ES0——密封胶拉伸初始应变（25%）弹性变形阶段内应力和应变的比值。强度平均值σX——试验测定的拉伸粘结强度的平均值。强度标准值σR,5——拉伸粘结试验数据统计显著性水平0.05分位值，即产品拉伸粘结强度高于该值的概率为95%（GB50068），且要求老化后强度保持率75%以上：σR,5 = σX –ταβS σX.c/ σX ≥ 75%式中： σX.c= 经过老化后的拉伸、剪切应力平均值 ταβ = 75 %的置信概率5 %偏差拉伸粘结强度设计值，f1s——取分项系数6剪切强度设计值τdes—— τdes＝σR,5 / 6初始剪切模量，GS——剪切拉伸至应变25%弹性变形阶段密封胶剪应力和对应剪应变的比值。按0.5泊松比计算 GS＝ES0/3。泊松比，μ——横向与受力方向变形之比，0.5永久荷载下剪切强度设计值, f2s——永久荷载下不发生蠕变时剪应力测试值。蠕变系数，Υc——剪切强度设计值与永久荷载下剪切强度设计值的比值.Υc＝τdes/fs2，一般≥10疲劳强度——8s为一个周期，以0.6~1.0倍强度设计值应力循环拉伸，规定拉伸循环次数下无破坏的应力值（指标100～5000次循环）F1 = σR,5 / 6二 应用性能要求1 分类及标记示例 a）WH类用途 b）WPH类用途 c）W类用途说明：W—承受阵风和/或气压水平荷载；H——隐框粘结装配用；P——承受永久荷载。图A.1 典型安装型式及胶接承载形式图例2 初始刚度模量及粘结强度设计值原理:密封胶在初始受力变形阶段呈现近似弹性固体的力学性能。初始变形阶段（如法向应变25%为边界），切向变形量对横截面积影响甚小，其法线应力与切线应力基本相等，接近于弹性固体。初始变形中由于粘接试件夹持的预张紧、安装间隙或其他人为因素，往往造成试验曲线起始原点漂移，如图B.1所示。为真实反映材料特性，应对初始变形阶段的应变补偿绘制材料拉伸应力-应变曲线，计算材料适于工程应用的初始刚度模量，如图B.2。计算方法以5%、10%、15%、20%、25%应变试验测得的应力值，分别对应补偿转换应变4.8%、9.1%、13.1%、16.9%、20.3%绘制应力-应变曲线，或统计其线性回归方程，计算应力-应变的比例系数即为（正切）初始刚度模量。可依据初始应力-应变曲线测试值，设应变25%为弹性边界，按下式计算初始刚度模量Es：.............................. (B.1)n—— 给定温度或条件下每次试验的试件数量m——每个试件的观察数据数量 (B.2)B.2式中：σij—— 应变uij时的拉应力 (B.3)B.3式中：uij——拉伸或压缩条件下的位移，mmhi——每个试件的初始厚度，mm初始刚度——应力-应变曲线上对应于应变12.5% 的应力。（曲线按B.2补偿后数据绘制）3粘结强度设计值 材料强度标准值除以材料性能分项系数得到的值。密封胶粘结强度分项系数γf取6，即： fs1=σR,5.23℃/γf (B.4) 式中： σR,5.23℃——23℃拉伸粘结强度标准值，MPa γf ——粘结强度分项系数，取值为64 粘结剪切强度设计值同理，粘结剪切强度设计值fs2 取值即： fs2 =τR,5/6 (B.5) 式中： τR,5 ——剪切强度标准值，MPa。（6—剪切强度分项系数）5 剪切强度设计值，τ∞ 依据试验确定剪切荷载下密封胶持久强度设计值, 即密封胶不产生蠕变的剪应力值。该值依据试验结果按下式计算： Γ∞= fs2/Υc (B.6)式中：fs2——23℃粘结剪切强度设计值，MPa；Υc ——蠕变分项系数 Υc一般应≥10（具体值由生产企业产品标准或说明书提供）。 三 幕墙面板-框架结构粘接1 基本粘接型式结构胶隐框粘接——以连续的线性弹簧元件模拟粘接体受拉伸偏移、转动剪切及应力-应变关系。半隐框安装——玻璃上下横边是传统明框可通过简