Сістэмы кропкавага шкла, якія адпавядаюць гэтаму архітэктурнаму патрабаванню, асабліва папулярныя ў пад'ездах або грамадскіх месцах.Апошнія тэхналагічныя дасягненні дазволілі выкарыстоўваць звышмоцныя клеі для прымацавання гэтых вялікіх пемз да аксесуараў без неабходнасці свідраваць адтуліны ў шкле.
Тыповае размяшчэнне на зямлі павялічвае верагоднасць таго, што сістэма павінна выступаць у якасці ахоўнага пласта для жыхароў будынка, і гэта патрабаванне перавышае або перавышае тыповыя патрабаванні да ветравых нагрузак.Былі праведзены некаторыя тэсты на кропкавай сістэме мацавання для свідравання, але не на метадзе склейвання.
Мэта гэтага артыкула - запісаць тэст мадэлявання з выкарыстаннем ударнай трубы з зарадамі выбуховага рэчыва для мадэлявання выбуху для мадэлявання ўздзеяння выбуховай нагрузкі на звязаны празрысты кампанент.Гэтыя зменныя ўключаюць выбуховую нагрузку, вызначаную ASTM F2912 [1], якая праводзіцца на тонкай пласціне з іонамерным сэндвічам SGP.Гэта даследаванне ўпершыню можа колькасна вызначыць патэнцыйную выбуханебяспечную прадукцыйнасць для буйнамаштабных выпрабаванняў і архітэктурнага праектавання.Прымацуйце чатыры фітынга TSSA дыяметрам 60 мм (2,36 цалі) да шкляной пласціны памерам 1524 x 1524 мм (60 цаляў x 60 цаляў).
Чатыры кампаненты, нагружаныя да 48,3 кПа (7 фунтаў на квадратны дюйм) або ніжэй, не пашкодзілі і не паўплывалі на TSSA і шкло.Пяць кампанентаў былі загружаныя пад ціскам вышэй за 62 кПа (9 фунтаў на квадратны дюйм), і чатыры з пяці кампанентаў паказалі паломку шкла, у выніку чаго шкло зрушылася з адтуліны.Ва ўсіх выпадках TSSA заставаўся прымацаваным да металічнай арматуры, і не было выяўлена ніякай няспраўнасці, адгезіі або склейвання.Тэставанне паказала, што ў адпаведнасці з патрабаваннямі AAMA 510-14 правераная канструкцыя TSSA можа забяспечыць эфектыўную сістэму бяспекі пры нагрузцы 48,3 кПа (7 psi) або ніжэй.Згенераваныя тут даныя могуць быць выкарыстаны для распрацоўкі сістэмы TSSA для задавальнення зададзенай нагрузкі.
Джон Кімберлен (Jon Kimberlain) - прасунуты эксперт па ўжыванні высокаэфектыўных сіліконаў Dow Corning.Лоўрэнс Д. Карбары (Lawrence D. Carbary) - навуковец высокапрадукцыйнай будаўнічай індустрыі Dow Corning, даследчык сілікону Dow Corning і ASTM.
Структурнае сіліконавае мацаванне шкляных панэляў выкарыстоўваецца амаль 50 гадоў для павышэння эстэтыкі і эксплуатацыйных характарыстык сучасных будынкаў [2] [3] [4] [5].Метад мацавання можа зрабіць гладкую суцэльную вонкавую сцяну з высокай празрыстасцю.Імкненне да большай празрыстасці ў архітэктуры прывяло да распрацоўкі і выкарыстання сцен з кабельнай сеткі і вонкавых сцен з нітамі.Архітэктурна складаныя знакавыя будынкі будуць уключаць у сябе сучасныя тэхналогіі і павінны адпавядаць мясцовым будаўнічым нормам і нормам і стандартам.
Даследаваны празрысты структурны сіліконавы клей (TSSA) і прапанаваны метад падтрымкі шкла балтавымі мацаваннямі замест свідравання адтулін [6] [7].Тэхналогія празрыстага клею з трываласцю, адгезіяй і даўгавечнасцю мае шэраг фізічных уласцівасцей, якія дазваляюць дызайнерам навясных сцен распрацоўваць сістэму злучэння унікальным і новым спосабам.
Круглыя, прастакутныя і трохкутныя аксэсуары, якія адпавядаюць эстэтыцы і структурным характарыстыкам, простыя ў распрацоўцы.TSSA отверждается разам з шматслойным шклом, якое апрацоўваецца ў аўтаклаве.Пасля выдалення матэрыялу з цыкла аўтаклава 100% праверка можа быць завершана.Гэта перавага забеспячэння якасці з'яўляецца унікальнай для TSSA, таму што яна можа забяспечыць неадкладную зваротную сувязь аб структурнай цэласнасці зборкі.
Былі вывучаны ўдаратрываласць [8] і эфект паглынання ўдараў звычайных канструкцыйных сіліконавых матэрыялаў [9].Воўк і інш.прадастаўленыя дадзеныя, атрыманыя Штутгарцкім універсітэтам.Гэтыя даныя паказваюць, што ў параўнанні з квазістатычнай хуткасцю дэфармацыі, указанай у ASTM C1135, трываласць на разрыў канструкцыйнага сіліконавага матэрыялу роўная канчатковай хуткасці дэфармацыі 5 м/с (197 цаляў/с).Павялічваецца трываласць і расцяжэнне.Паказвае сувязь паміж дэфармацыяй і фізічнымі ўласцівасцямі.
Паколькі TSSA з'яўляецца вельмі эластычным матэрыялам з больш высокім модулем і трываласцю, чым канструкцыйны сілікон, чакаецца, што ён будзе мець такія ж агульныя характарыстыкі.Хоць лабараторныя выпрабаванні з высокімі хуткасцямі дэфармацыі не праводзіліся, можна чакаць, што высокая хуткасць дэфармацыі пры выбуху не паўплывае на трываласць.
Шкло з балтамі было пратэставана, адпавядае стандартам па зніжэнні выбуху [11] і было выстаўлена на Дні прадукцыйнасці шкла ў 2013 годзе.Візуальныя вынікі выразна паказваюць перавагі механічнай фіксацыі шкла пасля разбіцця.Для сістэм з чыстым клеевым мацаваннем гэта будзе праблемай.
Каркас зроблены з амерыканскага стандартнага сталёвага швелера з памерамі 151 мм у глыбіню х 48,8 мм у шырыню х 5,08 мм у таўшчыню палатна (6 ”x 1,92” х 0,20 ”), які звычайна называецца прарэзам C 6” x 8,2#.С-каналы звараны разам па кутах, а трохкутная секцыя таўшчынёй 9 мм (0,375 цалі) прыварана па кутах, адстаўленых ад паверхні рамы.У пласціне было прасвідравана адтуліну дыяметрам 18 мм (0,71 цалі), каб у яе можна было лёгка ўставіць болт дыяметрам 14 мм (0,55 цалі).
Металічныя фітынгі TSSA дыяметрам 60 мм (2,36 цалі) знаходзяцца на адлегласці 50 мм (2 цалі) ад кожнага кута.Прыкладзеце да кожнага кавалка шкла па чатыры фітынгі, каб зрабіць усё сіметрычным.Унікальная асаблівасць TSSA ў тым, што яго можна размясціць блізка да краю шкла.Свідравальныя прыналежнасці для механічнай фіксацыі ў шкле маюць пэўныя памеры, пачынаючы з краю, якія павінны быць уключаны ў канструкцыю і павінны быць прасвідраваны перад загартоўкай.
Памер, блізкі да краю, паляпшае празрыстасць гатовай сістэмы і ў той жа час памяншае адгезію зорчатага злучэння з-за меншага крутоўнага моманту на тыповым зоркападобным злучэнні.Шкло, абранае для гэтага праекта, уяўляе сабой два загартаваныя празрыстыя пласты памерам 6 мм (1/4 ″) памерам 1524 мм x 1524 мм (5′x 5′), ламінаваныя прамежкавай іонамернай плёнкай Sentry Glass Plus (SGP) 1,52 мм (0,060) ").
Дыск TSSA таўшчынёй 1 мм (0,040 цалі) накладваецца на загрунтаваны фітынг з нержавеючай сталі дыяметрам 60 мм (2,36 цалі).Грунтоўка прызначана для павышэння даўгавечнасці адгезіі да нержавеючай сталі і ўяўляе сабой сумесь сілану і тытаната ў растваральніку.Металічны дыск прыціскаецца да шкла з вымеранай сілай 0,7 МПа (100 фунтаў на квадратны дюйм) на працягу адной хвіліны, каб забяспечыць змочванне і кантакт.Змесціце кампаненты ў аўтаклаў, які дасягае 11,9 бар (175 psi) і 133 C° (272°F), каб TSSA мог дасягнуць 30-хвіліннага часу вытрымкі, неабходнага для зацвярдзення і злучэння ў аўтаклаве.
Пасля таго, як аўтаклаў будзе завершаны і астуджаны, праверце кожны фітынг TSSA, а затым зацягніце яго да 55 Нм (40,6 футаў фунтаў), каб паказаць стандартную нагрузку 1,3 МПа (190 фунтаў на квадратны дюйм).Аксэсуары для TSSA прадастаўляюцца Sadev і пазначаюцца як аксэсуары TSSA R1006.
Збярыце асноўны корпус аксэсуара з дыскам для зацвярдзення на шкле і апусціце яго ў сталёвую раму.Адрэгулюйце і замацуеце гайкі на балтах так, каб вонкавае шкло знаходзілася на адным узроўні з вонкавым бокам сталёвай рамы.Штык 13 мм х 13 мм (1/2 ″ х ½ цалі), які атачае шкляны перыметр, герметызаваны сіліконавай структурай з дзвюх частак, так што выпрабаванне нагрузкай пад ціскам можа пачацца на наступны дзень.
Выпрабаванне было праведзена з выкарыстаннем ударнай трубы ў Лабараторыі даследаванняў выбуховых рэчываў Універсітэта Кентукі.Амартызацыйная трубка складаецца з армаванага сталёвага корпуса, які можа ўсталёўваць блокі памерам да 3,7 х 3,7 м на тарцы.
Ударная труба прыводзіцца ў рух шляхам размяшчэння выбуховых рэчываў па ўсёй даўжыні трубы выбуху для мадэлявання станоўчай і адмоўнай фаз выбуху [12] [13].Змесціце ўсю раму са шкла і сталі ў амартызацыйную трубку для выпрабавання, як паказана на малюнку 4.
Чатыры датчыка ціску ўсталяваны ўнутры ўдарнай трубкі, таму можна дакладна вымераць ціск і пульс.Для запісу тэсту выкарыстоўваліся дзве лічбавыя відэакамеры і лічбавая люстраная камера.
Высакахуткасная камера MREL Ranger HR, размешчаная каля акна за межамі ўдарнай трубы, здымала тэст з хуткасцю 500 кадраў у секунду.Усталюйце адхіляльны лазер з частатой 20 кГц каля акна, каб вымераць прагін у цэнтры акна.
Чатыры кампаненты рамкі былі пратэставаны ў агульнай складанасці дзевяць разоў.Калі шкло не выходзіць з адтуліны, паўторна праверце кампанент пад больш высокім ціскам і ўдарам.У кожным выпадку рэгіструюцца даныя мэтавага ціску, імпульсу і дэфармацыі шкла.Затым кожнае выпрабаванне таксама ацэньваецца ў адпаведнасці з AAMA 510-14 [Добраахвотныя рэкамендацыі па зніжэнні небяспекі выбуху ў сістэме нагнаення].
Як апісана вышэй, чатыры зборкі рамы былі выпрабаваныя, пакуль шкло не было выдалена з адтуліны выбуховага адтуліны.Мэта першага тэсту - дасягнуць 69 кПа пры імпульсе 614 кПа-мс (10 фунтаў на квадратны дюйм A 89 фунтаў на квадратны дюйм-мсек).Пад уздзеяннем нагрузкі шкло разляцелася і вызвалілася ад рамы.Кропкавыя фітынгі Sadev прымушаюць TSSA прыліпаць да бітага загартаванага шкла.Калі загартаванае шкло разбілася, шкло пакінула адтуліну пасля прагіну прыблізна на 100 мм (4 цалі).
Ва ўмовах павелічэння пастаяннай нагрузкі рама 2 была выпрабавана 3 разы.Вынікі паказалі, што збой не адбыўся, пакуль ціск не дасягнуў 69 кПа (10 psi).Вымераныя ціскі ў 44,3 кПа (6,42 фунта на квадратны дюйм) і 45,4 кПа (6,59 фунта на квадратны дюйм) не паўплываюць на цэласнасць кампанента.Пад вымераным ціскам 62 кПа (9 фунтаў на квадратны цаля) прагін шкла прывёў да паломкі, пакінуўшы шкляное акно ў праёме.Усе аксэсуары TSSA мацуюцца бітым загартаваным шклом, як на малюнку 7.
Ва ўмовах нарастаючай бесперапыннай нагрузкі рама 3 выпрабоўвалася двойчы.Вынікі паказалі, што збой не адбыўся, пакуль ціск не дасягнуў мэтавага 69 кПа (10 фунтаў на квадратны дюйм).Вымераны ціск у 48,4 кПа (7,03) фунтаў на квадратны дюйм не паўплывае на цэласнасць кампанента.Пры зборы даных не ўдалося дапусціць адхіленне, але візуальнае назіранне з відэа паказала, што адхіленне кадра 2 тэст 3 і кадра 4 тэст 7 былі аднолькавымі.Пад вымяральным ціскам 64 кПа (9,28 фунтаў на квадратны цаля) прагін шкла, вымераны на 190,5 мм (7,5 цалі), прывёў да паломкі, пакінуўшы шкляное акно ў праёме.Усе аксэсуары TSSA мацуюцца бітым загартаваным шклом, як на малюнку 7.
Пры павелічэнні бесперапыннай нагрузкі рама 4 выпрабоўвалася 3 разы.Вынікі паказалі, што збой не адбыўся, пакуль ціск не дасягнуў мэты 10 фунтаў на квадратны дюйм другі раз.Вымераныя ціскі 46,8 кПа (6,79) і 64,9 кПа (9,42 фунта на квадратны дюйм) не паўплываюць на цэласнасць кампанента.У тэсце № 8 шкло было выгнута на 100 мм (4 цалі).Чакаецца, што гэтая нагрузка прывядзе да разбурэння шкла, але можна атрымаць і іншыя даныя.
У выпрабаванні № 9 вымераны ціск 65,9 кПа (9,56 фунтаў на квадратны цаля) адхіліў шкло на 190,5 мм (7,5 цалі) і выклікаў паломку, пакінуўшы шкляное акно ў праёме.Усе аксэсуары TSSA мацуюцца такім жа бітым загартаваным шклом, што і на малюнку 7. Ва ўсіх выпадках аксэсуары можна лёгка зняць са сталёвага каркаса без відавочных пашкоджанняў.
TSSA для кожнага тэсту застаецца нязменным.Пасля тэсту, калі шкло застаецца цэлым, візуальных змен у TSSA няма.На высакахуткасным відэа бачна, як шкло разбіваецца ў сярэдзіне пралёта, а потым пакідае праём.
З параўнання разбурэння шкла і адсутнасці разбурэння на малюнку 8 і малюнку 9, цікава адзначыць, што рэжым разбурэння шкла адбываецца далёка ад кропкі мацавання, што паказвае на тое, што не злучаная частка шкла дасягнула кропкі выгібу, што хутка набліжаецца Межа далікатнасці шкла адносна часткі, якая застаецца злепленай.
Гэта паказвае на тое, што падчас выпрабавання зламаныя пласціны ў гэтых частках, верагодна, будуць рухацца пад дзеяннем сіл зруху.Камбінуючы гэты прынцып і назіранне, што рэжым разбурэння, здаецца, з'яўляецца далікатнасцю таўшчыні шкла на мяжы клею, па меры павелічэння прадпісанай нагрузкі прадукцыйнасць павінна быць палепшана шляхам павелічэння таўшчыні шкла або кантролю прагіну іншымі сродкамі.
Тэст 8 кадра 4 з'яўляецца прыемным сюрпрызам у выпрабавальнай установе.Нягледзячы на ​​​​тое, што шкло не пашкоджана, так што раму можна праверыць яшчэ раз, TSSA і навакольныя ўшчыльняльныя паласы ўсё яшчэ могуць вытрымліваць такую ​​вялікую нагрузку.Сістэма TSSA выкарыстоўвае чатыры 60-мм насадкі для падтрымкі шкла.Разліковыя ветравыя нагрузкі - гэта жывыя і пастаянныя нагрузкі, абедзве складаюць 2,5 кПа (50 фунтаў на фут).Гэта ўмераная канструкцыя, з ідэальнай архітэктурнай празрыстасцю, экстрэмальна высокія нагрузкі, і TSSA застаецца цэлым.
Гэта даследаванне было праведзена, каб вызначыць, ці мае адгезійная адгезія шкляной сістэмы некаторыя небяспекі або дэфекты з пункту гледжання патрабаванняў нізкага ўзроўню да прадукцыйнасці пескаструйнай апрацоўкі.Відавочна, што простая сістэма аксэсуараў TSSA 60 мм усталявана каля краю шкла і працуе, пакуль шкло не разбіваецца.Калі шкло распрацавана так, каб супрацьстаяць паломкам, TSSA з'яўляецца жыццяздольным метадам злучэння, які можа забяспечыць пэўную ступень абароны, захоўваючы пры гэтым патрабаванні будынка да празрыстасці і адкрытасці.
У адпаведнасці са стандартам ASTM F2912-17 правераныя кампаненты вокнаў дасягаюць узроўню небяспекі H1 на ўзроўні стандарту C1.Аксэсуар Sadev R1006, які выкарыстоўваўся ў даследаванні, не закрануты.
Загартаванае шкло, якое выкарыстоўваецца ў гэтым даследаванні, з'яўляецца «слабым звяном» у сістэме.Калі шкло разбіваецца, TSSA і навакольная ўшчыльняльная паласа не могуць утрымаць вялікую колькасць шкла, таму што невялікая колькасць аскепкаў шкла застаецца на сіліконавым матэрыяле.
З пункту гледжання канструкцыі і эксплуатацыйных характарыстык было даказана, што клеевая сістэма TSSA забяспечвае высокі ўзровень абароны ў выбуханебяспечных кампанентах фасада на пачатковым узроўні паказчыкаў выбуханебяспечных характарыстык, што было шырока прынята ў прамысловасці.Тэставаны фасад паказвае, што калі небяспека выбуху знаходзіцца ў дыяпазоне ад 41,4 кПа (6 фунтаў на квадратны цаля) да 69 кПа (10 фунтаў на квадратны дюйм), прадукцыйнасць узроўню небяспекі істотна адрозніваецца.
Аднак важна, каб розніца ў класіфікацыі небяспекі не тлумачылася разбурэннем клею, як паказвае кагезійны рэжым разбурэння аскепкаў клею і шкла паміж парогамі небяспекі.Згодна з назіраннямі, памер шкла адпаведным чынам адрэгуляваны, каб мінімізаваць прагін, каб прадухіліць далікатнасць з-за падвышанай рэакцыі на зрух на мяжы згінання і мацавання, што, здаецца, з'яўляецца ключавым фактарам прадукцыйнасці.
Будучыя канструкцыі могуць знізіць узровень небяспекі пры больш высокіх нагрузках за кошт павелічэння таўшчыні шкла, фіксацыі становішча кропкі адносна краю і павелічэння кантактнага дыяметра клею.
[1] Стандартная спецыфікацыя шкловалакна ASTM F2912-17, Шкло і шкляныя сістэмы, якія падвяргаюцца высокім вышынным нагрузкам, ASTM International, Уэст-Коншаўкен, Пенсільванія, 2017 г., https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Хіліярд, JR, Paris, CJ і Peterson, CO, Jr., «Структурны герметык для шкла, тэхналогія герметыка для шкляных сістэм», ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Пенсільванія, 1977, p.67-99 старонкі.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, and Gladstone, M., "Seismic Performance of Structural Silica Glass", Building Герметызацыя, герметык, шкло і воданепранікальныя тэхналогіі, том 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, рэдактар, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, стар. 46-59.[4] Carbary, LD, «Агляд даўгавечнасці і прадукцыйнасці сіліконавых структурных шкляных аконных сістэм», Glass Performance Day, Тампэрэ, Фінляндыя, чэрвень 2007 г., Працы канферэнцыі, старонкі 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, і Takish, MS, «Прадукцыйнасць сіліконавых структурных клеяў», Glass System Science and Technology, ASTM STP1054, CJ University of Paris, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1989 Years, pp. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. and Carbary LD, «Празрысты структурны сіліконавы клей для нанясення шклення (TSSA) Папярэдняя ацэнка механічнага уласцівасці і даўгавечнасць сталі», Чацвёрты міжнародны сімпозіум па даўгавечнасці «Будаўнічыя герметыкі і клеі», міжнародны часопіс ASTM, апублікаваны ў Інтэрнэце, жнівень 2011 г., том 8, выпуск 10 (месяц 11 лістапада 2011 г.), JAI 104084, даступны на наступным сайце : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Празрысты структурны сіліконавы клей, Glass Performance Day, Тампэрэ, Фінляндыя, чэрвень 2011 г., Матэрыялы сустрэчы, старонкі 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., «Новае пакаленне структурнага сілікатнага шкла» Фасадны дызайн і інжынерны часопіс 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Кэнэт Яраш, Андрэас Т. Вольф і Сігурд Сітэ «Ацэнка сіліконавых гумовых герметыкаў у канструкцыі куленепрабівальных вокнаў і навясных сцен пры высокіх хуткасцях перамяшчэння», Міжнародны часопіс ASTM, выпуск 1. 6. Дакумент № 2, ідэнтыфікатар JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Стандартны метад выпрабаванняў для вызначэння характарыстык адгезіі пры расцяжэнні канструкцыйных герметыкаў, ASTM International, West Conshohocken, Пенсільванія, 2015 г., https:/ /doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , «Прагрэс у галіне выбухаабароненага шкла з мацаваннем на нітах», Glass Performance Day, чэрвень 2103 г., пратакол сустрэчы, стар. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Стандартны метад выпрабаванняў для шкла і шкляных сістэм, якія падвяргаюцца моцным ветравым нагрузкам , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Вяселле, Уільям Чад і Брэйдэн Т.Луск.«Новы метад вызначэння рэакцыі супрацьвыбуховых шкляных сістэм на выбуховыя нагрузкі».Метрыка 45.6 (2012): 1471-1479.[14] «Добраахвотныя рэкамендацыі па зніжэнні небяспекі выбуху вертыкальных аконных сістэм» AAMA 510-14.