中國幕墻網 2016年會論文集系列 未經許可不得轉載 違者必究
建筑幕墻是由支承結構體系與面板組成的、可相對主體結構有一定位移能力、不分擔主體結構所受作用的建筑外圍護結構或裝飾性結構[1]。通常按面板材（詞條“板材”由行業大百科提供）料可將建筑幕墻劃分為玻璃幕墻、金屬板幕墻、石材幕墻和其他人造板材幕墻等。
幕墻作為建筑的外墻圍護，不承重，除了具有隔音、隔熱、防雨等使用功能外，還具有很好的裝飾性，使整棟建筑達到美觀;隨著幕墻材料的發展，建筑師可通過建筑幕墻設計達到以前難以實現的建筑裝飾效果，可以說，建筑幕墻是裝點現代化城市的一道亮麗的風景線。
但是，在城市中矗立的大量幕墻中，有些經過一段時間的使用后，面板變得臟兮兮的，嚴重影響了建筑的美觀，甚至有工程竣工不到半年，幕墻就變得淚流滿面、慘不忍睹。幕墻的污染問題已經成為嚴重困擾業主和幕墻設計、施工單位的一道難題。本文就探討一下設計和選材對幕墻污染問題造成的影響。
1、 幕墻污染的表現形式
實際工程案例分析中，發現不僅石材幕墻，鋁板幕墻、鋁塑板幕墻甚至玻璃幕墻也有污染現象，而且污染的表現形式也不只一種，我們認為可分為以下兩類：
1.1 滲透污染
滲透污染的表現為與膠縫相接觸的面板材料有類似于油狀的物質滲入而導致的面板材料表面變色。該現象一般發生在鄰近膠縫的面板材料，多見于石材幕墻，除石材幕墻外，陶板（詞條“陶板”由行業大百科提供）、纖維水泥板等多孔幕墻材料也有工程案例發現有滲透污染現象。
圖1、圖2分別為某大廈和某酒店的石材幕墻，工程竣工不久，就發現有滲透污染，圖3為圖2所示的某酒店石材幕墻的近距離照片，由圖3可見與膠縫接觸的面板材料因油狀物滲入而出現了明顯變色。
不僅是多孔型面板材料，有些鋁板、鋁塑板幕墻工程也發生了滲透污染現象，個別現象出現了油狀物在面板材料表面涂層滲透鋪展，污染面積大，污染現象非常明顯，嚴重影響到幕墻美觀。
圖4工程為某國際會展中心，坐落在海濱，設計方融入海洋設計元素，整個建筑呈現“白色貝殼”狀。為達到設計效果，面板材料選用了白色的GRC板，接縫密封選用了某品牌的密封膠。竣工時非常美觀，但是好景不長，幾個月后就出現了明顯的滲透污染。
圖5為某鋁板幕墻工程案例，該幕墻已竣工8年，現場查看鋁板表面涂層已有老化，局部出現粉化現象，與膠縫接觸的面板材料出現了明顯的“污染帶”，即出現了油狀物在表面涂層滲透鋪展，污染面積大，嚴重影響到該幕墻的美觀。
1.2 垂流污染
除了滲透污染外，發現絕大多數幕墻面板上有“流痕”污染現象，即污染物在雨水作用下在幕墻面板上出現垂流污染，“流痕”在膠縫上下都可觀察到。垂流污染不僅出現在暴露戶外的石材幕墻、鋁板幕墻，在玻璃幕墻上也可觀察到。在幕墻未進行清洗的前提下，垂流污染會隨時間的延長，污染物的積聚而逐漸明顯。在實驗過程中，我們發現有樣板3個月左右就出現了垂流污染現象。垂流污染現象產生后，在淺色的石材和鋁板幕墻表現尤為明顯，對幕墻的整體美觀影響較大。
圖6、圖7分別為某鋁板幕墻工程和某石材幕墻工程出現了明顯的垂流污染現象。圖8為玻璃幕墻的垂流污染現象，觀察玻璃幕墻垂流污染有時可能不如石材幕墻和鋁板幕墻那樣明顯，但選取一定的觀察角度從建筑物內部向外看，玻璃幕墻垂流污染的流痕有時還是比較明顯的。
2、 幕墻污染的原因分析和應對
2.1 滲透污染的原因分析和應對
對于石材、陶板等多孔性面板材料滲透污染的原因，主要是因為面板材料與其使用的接縫密封膠接觸后，密封膠中的增塑劑等小分子物質會滲入到多孔性材料內部，造成的膠縫周圍的面板變色，形成滲透污染。
一般情況下，普通的耐候密封膠（詞條“耐候密封膠”由行業大百科提供）在配方設計上為了提高彈性和伸長率、降低硬度和模量、改善擠出性等考慮，通常會加入增塑劑;增塑劑或小分子低揮發份物質在密封膠固化過程中不參與交聯固化反應，石材等多孔性材料與含有增塑劑的密封膠接觸一段時間后，增塑劑有可能從膠體中滲出到石材表面污染石材。這種污染一旦造成就無法消除，對石材幕墻的外觀影響非常大。
因石材滲透污染一旦造成無法消除，為控制污染進一步擴散，通常采取的方法就是盡快除掉污染源，即將造成污染的接縫密封膠盡快割掉，采用無污染的專用石材密封膠重新注膠施工。
而對于另一種滲透污染現象，表面有涂層的鋁板、鋁塑板，因表面涂層老化后會變得疏松、起粉，從而密封膠中的增塑劑滲透至老化后的涂層中，在涂層表面形成滲透擴散。由于這種污染主要是由于面板表面涂層不耐老化，從而涂層老化后疏松、起粉以致密封膠增塑劑在涂層擴散，一般采用的方法是對面板重新涂裝、翻新。但是，密封膠增塑劑擴散至粉化后涂層的污染很難清洗干凈。
2.2 垂流污染的原因分析和應對
垂流污染產生的原因主要是因為硅酮膠表面能低，容易吸附空氣中的灰塵，膠縫表面聚積灰塵，形成“污染源”。下雨時，膠縫表面被吸附的灰塵經雨水沖刷后，污染膠縫附近及水平膠縫下面的基材表面。
由于垂流污染是膠縫表面吸附灰塵導致，因此垂流污染不僅出現在暴露戶外的石材幕墻，也出現在金屬板幕墻、玻璃幕墻等。垂流污染可以通過幕墻表面清洗的方式予以清除，但費時費力，尤其在高層和超高層幕墻上，幕墻板塊清洗的難度較大，成本較高，且高空作業存在安全隱患。例如今年4月份的央視大樓“大褲衩”外幕墻清洗，媒體報道清洗費用達50萬元，耗時40天。垂流污染清洗后，僅在一定時間內可維持幕墻的清潔美觀，一定時間期限后需再次清洗。
垂流污染產生的另一個原因是平臺或斜面的設計不當，灰塵可長期在平臺或斜面聚積，形成“污染源”，同時，平臺或斜面因設計不當形成向外的排水方式，這樣積累的灰塵被雨水沖刷下來，會在下方的面板上形成臟污流痕，造成污染，見圖12。該垂流污染雖然能清洗掉，但一旦下雨形成水流，又會繼續造成臟污流痕。
3、 幕墻污染問題的預防
3.1 設計上的預防
設計時，盡可能避免積灰平臺或斜面沖刷的雨水直接流到幕墻上，如合理的設計排水措施，或適當采用遮雨措施，盡可能減少在幕墻上形成水流而造成臟污流痕，如圖13的挑檐設計可減少下雨時立面幕墻上形成水流。
3.2 幕墻面板材料的選擇
對于幕墻面板材料，幕墻面板材料本身應具備較好的耐老化性能，對于表面有涂層的幕墻面板材料，表面涂層還應具備較好的耐老化性能。這樣才可能避免因面板材料本身出現表面粉化、疏松或龜裂現象以至于密封膠增塑劑或其他污染物易在面板材料表面滲透、鋪展而造成污染。
3.3 幕墻接縫用密封膠的選擇
基于以上對幕墻污染原因分析，幕墻接縫用密封膠如選用不當，幕墻污染的兩種形式，即滲透污染和垂流污染都有可能發生，因此，幕墻接縫用密封膠的選用不容忽視，應選用對幕墻不會有污染的接縫密封膠。
什么才是適合幕墻的接縫密封膠?筆者認為適合幕墻的接縫用密封膠應具備以下的特點：一是該密封膠本身應具備不滲油、不吸灰的特點，對幕墻不會有滲透污染和垂流污染，使用后能保持幕墻的長期美觀;二是由于幕墻和幕墻接縫長期暴露在戶外中，耐老化性能應相對較好，能保證幕墻接縫的長期密封粘結。
建筑用密封膠除硅酮密封膠外，還有聚氨酯密封膠和改性聚醚密封膠(簡稱MS膠)可以用于建筑的接縫密封，這兩種膠表面都不易吸附灰塵，可以做到沒有污染現象[2]。但這兩種密封膠耐老化性能不如硅酮膠，表面容易老化，出現裂紋，見圖14。此外，這兩種膠與玻璃的粘結不耐紫外線照射，時間長了會出現脫膠（詞條“脫膠”由行業大百科提供）現象，因而這兩種密封膠都不能用于玻璃幕墻，僅在石材幕墻工程上有一定應用。
另一種解決方案是將現有的硅酮密封膠進行配方改進，使之具備不滲油、不吸灰的特點，該密封膠由于仍采用以有機硅聚合物為主體原料，因而同時具備硅酮密封膠優異的耐老化性能。白云化工基于該研發方向開發了SS818防污染硅酮耐候密封膠[3]，SS818防污染硅酮耐候密封膠的測試結果完全滿足《GB/T 23261-2009 石材用建筑密封膠》中50HM的性能要求[4]，不僅不會對石材等多孔材料造成滲透污染，而且具有優異的防垂流污染性能，在實際幕墻樣板上戶外暴露9個月無垂流污染現象，見圖15。
4、 防污染硅酮耐候密封膠的應用前景
防污染硅酮耐候密封膠具備優異的防污染性能，其基材適用性廣泛，可用于玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻等的接縫密封。對于石材等多孔性基材，能防止增塑劑等小分子對多孔性石材的滲入污染。用于常規幕墻，可最大限度減少密封膠接縫附近的臟污垂流污染，通過減少臟污垂流污染，幕墻在正常清洗的頻次或少于正常清洗的頻次下，能最大程度保證幕墻的整體清潔美觀。因此，非常適用于對污染和臟污垂流有嚴格限制、對外墻美觀性能要求較高的多孔性天然石材（詞條“天然石材”由行業大百科提供）和外墻板塊系統。從另一方面來說，通過減少臟污垂流污染，可顯著減少幕墻清洗的頻次，從而減少幕墻保潔方面的維護成本。
除此之外，防污染硅酮耐候膠可具備50級位移能力，同時具有普通耐候密封膠施工簡便的特點，可作為高位移能力耐候密封膠使用，能滿足對位移能力要求較高的超高層、大尺寸的幕墻接縫耐候密封。
幕墻清洗，尤其是超高層建筑的幕墻清洗一直是困擾業主的難題，防污染硅酮耐候密封膠以其優異的綜合性能，預計有很好的應用前景。
5、 結論
1)幕墻污染嚴重影響到建筑美觀，幕墻污染雖有滲透污染和垂流污染兩種表現形式，兩者原因也各有不同，但密封膠是一個重要的影響因素，因而，選用合適的建筑接縫密封膠顯得較為重要。
2)聚氨酯密封膠和有機硅改性聚醚膠，這兩種密封膠用于建筑的接縫密封，膠縫表面確實不吸附灰塵，對面板污染性小，但其材料特性不耐老化，需定期維護，在幕墻上應用受到限制。
3)通過對硅酮密封膠進行了配方改進，可以開發出防污染硅酮耐候密封膠，具有優異的防污染性能，且仍具備硅酮耐候密封膠優異的耐老化性能，是預防幕墻污染問題的首選接縫密封膠。
參考文獻
[1] JGJ 102-2003 玻璃幕墻工程技術規范
[2] 幸光新太郞、王俊. 建筑用改性硅酮密封膠發展簡介.中國建筑防水,2012,22:41,43
[3] 蔣金博、陳文浩等. 防污染硅酮耐候密封膠及其應用，2014第十七屆中國有機硅學術交流會論文集
[4] GB/T 23261-2009 石材用建筑密封膠
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