预制装配式建筑混凝土板接缝用密封胶性能研究

凝土板接缝用密封胶的位移能力应达到 25 级，弹性 性基材上产生早期污染的可能性，是一种加速试验方
恢复率应达到 90%以上。
法，无法预测试验的密封胶长期使用后使多孔性基材
2.2 耐久性
污染、变色的可能性，也无法判断实际应用中因密封
预制装配式建筑的混凝土板接缝用密封胶的耐 胶老化降解、吸收外界的油污及灰尘而造成污染的可
1）MS-2500 MS-2500 是一种双组分低模量硅烷改性聚醚密
2012．9 中国建筑防水 11
建筑接缝密封与防水
封胶，它继承了端硅烷基结构和主链聚醚键结构的特 点，与水泥混凝土板、石材的粘结效果非常好，并且具 有低污染性，其户外使用寿命在 15 年左右。该密封胶 在日本住宅产业化中大量使用，其主要性能指标见表 1。
表 2 道康宁 991 的主要性能指标
项目
等级
下垂度/mm
垂直 水平
弹性恢复率/%
挤出性（/ mL/min）
表干时间/h
拉伸模量/MPa
23 ℃ -20 ℃
定伸粘结性
浸水后定伸粘结性
冷拉热压后定伸粘结性
质量损失率/%
技术指标 25LM 0 无变形 94 153 0.9 0.3 0.3 无破坏 无破坏 无破坏 5.0
老化试验也具有很强的参考性。因此，评估用于预制 试验楼的不同墙面上，以对其性能进行长期的实践检
装配式建筑混凝土板接缝的密封胶的耐久性，可采用 验和观察比较。
300 h 以上浸水紫外老外试验和 90 ℃的热老化试 3.1 施工
验。
1）预制外墙板外侧水平、竖直缝作密封防水封堵
2.3 污染性
前，侧壁应清理干净，并保持干燥。嵌缝施工前应对嵌
2012．9 中国建筑防水 13
建筑接缝密封与防水
缝材料的性能、质量和配合比进行检查。嵌缝应与板 牢固粘结，不得漏嵌和虚粘。
2）外侧竖缝及水平缝的注胶宽度、厚度应符合设 计要求。密封胶应在预制外墙板固定校核后嵌填，先 放泡沫棒，后打胶（图 1、图 2）。施工时，不应堵塞防水 空腔，注胶应均匀、竖直、饱和、密实，表面应光滑，不 应有裂缝现象。
表 4 国内外标准对接缝用密封胶主要力学性能的要求
项目
等级
下垂度/mm
垂直 水平
弹性恢复率/%
23 ℃ 拉伸模量/MPa
-20 ℃
JIS A 5758—2004 25LM ≤3 无变形 ≥70 ≤0.4 ≤0.6
GB/T 14683—2003 25LM 0 无变形 ≥80 ≤0.4 ≤0.6
混凝土板的接缝设计宽度为 15~25 mm。根据接 缝宽度简化的计算式 W>L/ε+δ，可以推出密封材料的 位移计算式 ε>△L（/ W-δ）。其中，W— ——缝宽，mm；
DOI:10.15901/j.cnki.1007-497x.2012.09.008
建筑接缝密封与防水
预制装配式建筑混凝土板接缝 用密封胶性能研究
杨霞
（上海市建筑科学研究院（集团）有限公司，上海 201108）
摘要：对预制装配式建筑混凝土板接缝用密封胶的主要性能进行了研究和分析，并通过对美国道康宁 991、日本 MS2500、国产 PSR991 这 3 种接缝密封胶在上海预制装配式建筑研发中心海港试验楼上应用效果的对比分析，初步得出 国产 PSR991 密封胶完全适用于住宅产业化工程的结论。 关键词：密封胶；混凝土接缝；装配式建筑 文章编号：1007-497X（2012）－09－0011-04 中图分类号：TU57+8 文献标识码：A
久性主要是指其耐老化性能，包括温湿度变化、紫外 能性，但选用通过 ASTM 1248 性能测试要求的密封
光照射和外界作用力等因素对密封胶寿命周期的影 胶，可以大大降低出现污染的可能性。
响。目前，还没有关于预制装配式建筑混凝土板接缝 2.4 阻燃性
用密封胶耐久性的评价指标和测试方法标准，对此类
为防止和减少建筑火灾危害，对建筑材料的防火
mm 以上，则理论计算密封材料的位移量为：ε>△L/ 的美观。因此，用于预制装配式建筑混凝土板接缝用
（W-δ）=（3 000×10×10-6×83）（/ 20-2）=12.45%。
密封胶必须具有低污染性。
因此，混凝土板接缝用密封胶位移能力的理论值
目前，污染性的测定采用美国 ASTM 1248—98
为 15 级别，而经验值一般要比理论值高两个级别。 《用于多孔性基材的接缝密封胶污染性标准试验方
3）国产 PSR991 PSR991 是针对装配式建筑混凝土板缝的使用要 求自主研发的一种单组分硅酮密封胶，其主要性能指 标见表 3。
表 3 PSR991 的主要性能
项目
等级
下垂度/mm
垂直ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水平
弹性恢复率/%
挤出性（/ mL/min）
表干时间/h
拉伸模量/MPa
23 ℃ -20 ℃
定伸粘结性
浸水后定伸粘结性
密封胶耐久性能的评估主要通过紫外老化和热老化 阻燃性能要求不断提高。接缝密封胶作为主要的密封
试验。
材料也应具备一定的阻燃性能，使其在燃烧时少烟无
ASTM C 1184《硅酮结构胶》中引用标准 ASTM G 毒、燃烧热值低，减慢火焰传播速度。接缝密封胶的阻
53《非金属材料曝晒用光、水曝晒仪（荧光紫外-冷凝 燃性能应达到 V0 级要求，测试方法按 GB/T 24267—
—— —— —— —— —— —— — 收稿日期：2012-03-19 作者简介：杨霞，女，1982 年生，工程师，主要从事建筑防水及 功能涂料的研究。联系地址：201108 上海市申富路 568 号 5 号 楼 306 室，E-mail：yxabcd@126.com。
湿热、耐老化性能优异，储存稳定性好等特点。目前， 国外装配式建筑配套用密封胶主要是硅酮或改性硅 酮类产品，中国大陆地区尚无装配式配套密封胶的产 品使用实例和相应的技术要求。因此，本文选取了日 本住宅产业化（PC）使用的 MS-2500、中国台湾 PC 使 用的道康宁 991 硅酮型密封胶、中国大陆自主研发生 产的 PC 专用 PSR991 密封胶 3 种产品进行性能分析 和对比，并将其应用在上海预制装配式建筑研发中心 的海港试验楼上，进行长期的实践检验和性能比较， 希望对国内 PC 配套密封胶提出更为客观的性能要 求。 1 几种密封胶性能指标
0 引言 工业化建筑预制外墙缝的防水一般采用构件防
水和材料防水相结合的双重防水措施，防水密封胶是 外墙板缝防水的第一道防线，其性能直接关系到工程 防水效果。由于混凝土外立面受阳光照射，接缝密封 胶应选用耐候性好的产品，同时应具备一定的弹性， 能够随接缝张合而伸缩。
目前高性能建筑密封胶主要有：硅酮、聚氨酯和 聚硫密封胶。相比于聚氨酯、聚硫密封胶，硅酮密封胶 具有固化快、不起泡，能与无孔材料表面牢固粘结，耐
位于海港基地的上海预制装配式建筑研发中心，
热、接触水和透过玻璃暴露于人造光后粘合性的测 采用绿色节能建造方式建造了两栋示范楼。上海市政
定》中的试验方法，进行试件的浸水光照 300 h 试验， 工程有限公司在 2011 年 10 月将美国道康宁 991、日
试验设备简单并缩短了试验周期，且 GB 16776 的热 本 MS-2500、国产 PSR991 这 3 种密封胶分别应用在
材料热膨胀系数，℃-1；△T— ——使用温度范围，℃（一 料，极易受污染，导致混凝土板缝的周边会出现黑色
般选 83 ℃）。若已知混凝土构件基体热膨胀系数为 带状的污染，并且污染物颜色会随着年限的增加更加
10×10-6 ℃-1，长度为 3 m，△T 为 83 ℃，缝宽 W 为 20 明显，密封胶的污染性将严重影响到后期建筑外表面
型）标准操作规程》中的方法，进行 5 000 h 的紫外老 2009《建筑用阻燃密封胶》进行测定；氧指数按 GB/T
化试验，虽然更科学，但耗时太长，不利于实际操作。 10707—2008《橡胶燃烧性能测定》进行测定。
经过大量的验证试验，GB 16776—2005《建筑用硅酮 3 工程应用对比研究
结构密封胶》最终选用了 ISO 11431《建筑密封胶受
Abstract: The article analyses the main performances of the sealants for the joints of prefabricated concrete slabs. It tentatively concludes that PSR991 made in China is absolutely applied to industrialized housing by the analysis of the application of three sealants, which are Dow Corning 991 made in US, MS-2500 made in Japan, and PSR 991 made in China respectively, on the harbor lab building of Shanghai prefabricated building research and development center. Key words: sealant; concrete joints; prefabricated building
冷拉热压后定伸粘结性
质量损失率/%
技术指标 25LM 1 无变形 94 400 2 0.4 0.6 无破坏 无破坏 无破坏 3.2
2 配套密封胶主要性能要求 2.1 力学性能
由于混凝土板的接缝会因为温湿度变化、混凝土 板收缩、建筑物的轻微震动或沉降等原因产生伸缩变 形及位移运动，所用的密封胶必须具备一定的弹性， 且能随着接缝的张合变形而自由伸缩以保持接缝密 封；同时为防止密封胶开裂以保证接缝具有安全可靠 的粘结密封，密封胶的位移能力必须大于板缝的相对 位移，经反复循环变形后还能保持并恢复原有性能和 形状。因此，预制装配式建筑混凝土板接缝用密封胶， 其主要的力学性能要求包括位移能力、弹性恢复率及 拉伸模量。表 4 给出了国标 GB/T 14683—2003《硅酮 建筑密封胶》和日标 JIS A 5758—2004《建筑用密封 材料》中对接缝用密封胶主要力学性能的要求。
12 CBW 2012．9
建筑接缝密封与防水
△L—— —基 体 伸 缩 位 移 量 ，mm；ε— ——密 封 材 料 位 移
硅酮类密封胶中含有的硅油，易游离到由于静电
量，%；δ— ——接缝施工误差，mm（一般取 2 mm）；△L= 原因而粘附在胶体表面的灰尘上，并且随着降雨刮风
L·α·△T；L— ——构件基本长度，mm；α— ——构件基体 灰尘会扩散到粘结表面的四周。由于混凝土是多孔材
Research on Sealants for Joints of Prefabricated Concrete Slabs
Yang Xia
（Shanghai Research Institute of Building Sciences（Group）Co., Ltd., Shanghai 201108, China）
泡沫棒
10 B-2 F
泡沫棒定位板
B 泡沫棒位置图
F
B
120°
泡沫棒定位板外形参考尺寸图
图 1 泡沫棒填充示意图
密封胶
密封胶
密封胶刮板
B 密封胶位置图
15 C E F
R
B
60°
E 密封胶刮板外形参考尺寸图
表 1 MS-2500 的主要性能指标
项目
等级
下垂度/mm
垂直 水平
弹性恢复率/%
拉伸模量/MPa
23 ℃ -20 ℃
定伸粘结性
浸水后定伸粘结性
冷拉热压后定伸粘结性
体积收缩率/%
技术指标 25LM 0 无变形 93 0.2 0.3 无破坏 无破坏 无破坏 1.1
2）道康宁 991 道康宁 991 是一种单组分低模量硅酮胶，具有较 好的耐高温、耐紫外线性能，使用寿命可以达到 30 年 以上。道康宁 991 在中国台湾地区住宅产业化中大量 使用，其主要性能指标见表 2。
参照 JC/T 881—2001 《混凝土建筑接缝用密封胶》和 法》（对应 GB/T 13477.20—2002 《建筑密封材料试验
GB/T 14683—2003 对力学性能的要求，结合 MS- 方法 第 20 部分：污染性的测定》）中的方法。ASTM
2500 和道康宁 991 的力学性能，预制装配式建筑混 1248—98 是评价由于密封胶内部物质渗出后在多孔