Mae systemau gwydr pwynt-sefydlog sy'n bodloni'r gofyniad pensaernïol hwn yn arbennig o boblogaidd mewn mynedfeydd llawr neu fannau cyhoeddus. Mae datblygiadau technolegol diweddar wedi caniatáu defnyddio gludyddion cryfder uwch-uchel i gysylltu'r pwmisau mawr hyn ag ategolion heb yr angen i ddrilio tyllau yn y gwydr.
Mae lleoliad nodweddiadol y ddaear yn cynyddu'r tebygolrwydd y bydd yn rhaid i'r system weithredu fel haen amddiffynnol i ddeiliaid yr adeilad, ac mae'r gofyniad hwn yn fwy na neu'n uwch na gofynion llwyth gwynt nodweddiadol. Mae rhai profion wedi'u gwneud ar y system gosod pwynt ar gyfer drilio, ond nid ar y dull bondio.
Pwrpas yr erthygl hon yw cofnodi prawf efelychu gan ddefnyddio tiwb sioc gyda gwefrau ffrwydrol i efelychu ffrwydrad i efelychu effaith llwyth ffrwydrol ar gydran dryloyw wedi'i bondio. Mae'r newidynnau hyn yn cynnwys y llwyth ffrwydrad a ddiffinnir gan ASTM F2912 [1], a gynhelir ar blât tenau gyda brechdan ionomer SGP. Yr ymchwil hon yw'r tro cyntaf iddo allu mesur y perfformiad ffrwydrol posibl ar gyfer profion ar raddfa fawr a dylunio pensaernïol. Atodwch bedwar ffitiad TSSA gyda diamedr o 60 mm (2.36 modfedd) i blât gwydr sy'n mesur 1524 x 1524 mm (60 modfedd x 60 modfedd).
Ni wnaeth y pedwar cydran a lwythwyd i 48.3 kPa (7 psi) neu is niweidio nac effeithio ar y TSSA a'r gwydr. Llwythwyd pum cydran o dan bwysau uwchlaw 62 kPa (9 psi), a dangosodd pedair o'r pum cydran dorri gwydr, gan achosi i'r gwydr symud o'r agoriad. Ym mhob achos, arhosodd TSSA ynghlwm wrth y ffitiadau metel, ac ni chanfuwyd unrhyw gamweithrediad, adlyniad na bondio. Mae profion wedi dangos, yn unol â gofynion AAMA 510-14, y gall y dyluniad TSSA a brofwyd ddarparu system ddiogelwch effeithiol o dan lwyth o 48.3 kPa (7 psi) neu is. Gellir defnyddio'r data a gynhyrchir yma i beiriannu'r system TSSA i fodloni'r llwyth penodedig.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) yw'r arbenigwr cymhwysiad uwch ar siliconau perfformiad uchel Dow Corning. Mae Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) yn wyddonydd diwydiant adeiladu perfformiad uchel Dow Corning sy'n ymchwilydd silicon Dow Corning ac ASTM.
Mae'r dull gosod silicon strwythurol ar gyfer paneli gwydr wedi cael ei ddefnyddio ers bron i 50 mlynedd i wella estheteg a pherfformiad adeiladau modern [2] [3] [4] [5]. Gall y dull gosod wneud wal allanol barhaus llyfn gyda thryloywder uchel. Arweiniodd yr awydd am fwy o dryloywder mewn pensaernïaeth at ddatblygu a defnyddio waliau rhwyll cebl a waliau allanol â chefnogaeth bolltau. Bydd adeiladau tirnod sy'n heriol yn bensaernïol yn cynnwys technoleg fodern heddiw a rhaid iddynt gydymffurfio â chodau a safonau adeiladu a diogelwch lleol.
Mae'r glud silicon strwythurol tryloyw (TSSA) wedi'i astudio, ac mae dull o gynnal y gwydr gyda rhannau gosod bollt yn lle drilio tyllau wedi'i gynnig [6] [7]. Mae gan y dechnoleg glud tryloyw gyda chryfder, adlyniad a gwydnwch gyfres o briodweddau ffisegol sy'n caniatáu i ddylunwyr waliau llen ddylunio'r system gysylltu mewn ffordd unigryw ac arloesol.
Mae ategolion crwn, petryalog a thrionglog sy'n bodloni safonau estheteg a pherfformiad strwythurol yn hawdd i'w dylunio. Mae TSSA yn cael ei halltu ynghyd â'r gwydr laminedig sy'n cael ei brosesu mewn awtoclaf. Ar ôl tynnu'r deunydd o'r cylch awtoclaf, gellir cwblhau'r prawf gwirio 100%. Mae'r fantais sicrhau ansawdd hon yn unigryw i TSSA oherwydd gall ddarparu adborth ar unwaith ar gyfanrwydd strwythurol y cynulliad.
Mae ymwrthedd effaith [8] ac effaith amsugno sioc deunyddiau silicon strwythurol confensiynol wedi'u hastudio [9]. Darparodd Wolf et al. ddata a gynhyrchwyd gan Brifysgol Stuttgart. Mae'r data hyn yn dangos, o'i gymharu â'r gyfradd straen cwasi-statig a bennir yn ASTM C1135, bod cryfder tynnol y deunydd silicon strwythurol ar gyfradd straen eithaf o 5m/s (197in/s). Mae cryfder ac ymestyniad yn cynyddu. Yn dynodi'r berthynas rhwng straen a phriodweddau ffisegol.
Gan fod TSSA yn ddeunydd hynod elastig gyda modwlws a chryfder uwch na silicon strwythurol, disgwylir iddo ddilyn yr un perfformiad cyffredinol. Er nad oes profion labordy gyda chyfraddau straen uchel wedi'u cynnal, gellir disgwyl na fydd y gyfradd straen uchel yn y ffrwydrad yn effeithio ar y cryfder.
Mae'r gwydr wedi'i folltio wedi'i brofi, mae'n bodloni safonau lliniaru ffrwydradau [11], ac fe'i harddangoswyd yn Niwrnod Perfformiad Gwydr 2013. Mae'r canlyniadau gweledol yn dangos yn glir fanteision trwsio'r gwydr yn fecanyddol ar ôl i'r gwydr gael ei dorri. Ar gyfer systemau sydd ag atodiad gludiog pur, bydd hyn yn her.
Mae'r ffrâm wedi'i gwneud o sianel ddur safonol Americanaidd gyda dimensiynau o 151mm o ddyfnder x 48.8 mm o led x 5.08mm o drwch gwe (6” x 1.92” x 0.20”), a elwir fel arfer yn slot C 6” x 8.2#. Mae'r sianeli C wedi'u weldio gyda'i gilydd yn y corneli, ac mae adran drionglog 9 mm (0.375 modfedd) o drwch wedi'i weldio yn y corneli, wedi'i gosod yn ôl o wyneb y ffrâm. Driliwyd twll 18mm (0.71″) yn y plât fel y gellir mewnosod bollt gyda diamedr o 14mm (0.55″) ynddo'n hawdd.
Mae ffitiadau metel TSSA gyda diamedr o 60 mm (2.36 modfedd) 50 mm (2 fodfedd) o bob cornel. Rhowch bedwar ffitiad ar bob darn o wydr i wneud popeth yn gymesur. Nodwedd unigryw TSSA yw y gellir ei osod yn agos at ymyl y gwydr. Mae gan ategolion drilio ar gyfer gosod mecanyddol mewn gwydr ddimensiynau penodol sy'n dechrau o'r ymyl, y mae'n rhaid eu hymgorffori yn y dyluniad a rhaid eu drilio cyn tymheru.
Mae'r maint sy'n agos at yr ymyl yn gwella tryloywder y system orffenedig, ac ar yr un pryd yn lleihau adlyniad y cymal seren oherwydd y trorym is ar y cymal seren nodweddiadol. Y gwydr a ddewiswyd ar gyfer y prosiect hwn yw dwy haen dryloyw tymherus 6mm (1/4″) 1524mm x 1524mm (5′x 5′) wedi'u lamineiddio â ffilm ganolradd ionomer Sentry Glass Plus (SGP) 1.52mm (0.060) “).
Rhoddir disg TSSA 1 mm (0.040 modfedd) o drwch ar ffitiad dur gwrthstaen wedi'i brimio 60 mm (2.36 modfedd) o ddiamedr. Mae'r primer wedi'i gynllunio i wella gwydnwch adlyniad i ddur gwrthstaen ac mae'n gymysgedd o silan a titanad mewn toddydd. Gwasgir y ddisg fetel yn erbyn y gwydr gyda grym mesuredig o 0.7 MPa (100 psi) am un funud i ddarparu gwlychu a chyswllt. Rhowch y cydrannau mewn awtoclaf sy'n cyrraedd 11.9 Bar (175 psi) a 133 C° (272°F) fel y gall y TSSA gyrraedd yr amser socian 30 munud sy'n ofynnol ar gyfer halltu a bondio yn yr awtoclaf.
Ar ôl i'r awtoclaf gael ei gwblhau a'i oeri, archwiliwch bob ffitiad TSSA ac yna ei dynhau i 55Nm (40.6 pwys troedfedd) i ddangos llwyth safonol o 1.3 MPa (190 psi). Darperir ategolion ar gyfer TSSA gan Sadev ac fe'u nodir fel ategolion TSSA R1006.
Cydosodwch brif gorff yr affeithiwr i'r ddisg halltu ar y gwydr a'i gostwng i'r ffrâm ddur. Addaswch a thrwsiwch y nytiau ar y bolltau fel bod y gwydr allanol yn wastad â thu allan y ffrâm ddur. Mae'r cymal 13mm x 13mm (1/2″ x½”) sy'n amgylchynu perimedr y gwydr wedi'i selio â strwythur dwy ran o silicon fel y gall y prawf llwyth pwysau ddechrau'r diwrnod canlynol.
Cynhaliwyd y prawf gan ddefnyddio tiwb sioc yn Labordy Ymchwil Ffrwydron Prifysgol Kentucky. Mae'r tiwb amsugno sioc wedi'i wneud o gorff dur wedi'i atgyfnerthu, a all osod unedau hyd at 3.7m x 3.7m ar yr wyneb.
Mae'r tiwb effaith yn cael ei yrru trwy osod ffrwydron ar hyd y tiwb ffrwydrad i efelychu cyfnodau positif a negatif y digwyddiad ffrwydrad [12] [13]. Rhowch y cynulliad ffrâm gwydr a dur cyfan yn y tiwb amsugno sioc i'w brofi, fel y dangosir yn Ffigur 4.
Mae pedwar synhwyrydd pwysau wedi'u gosod y tu mewn i'r tiwb sioc, fel y gellir mesur y pwysau a'r pwls yn gywir. Defnyddiwyd dau gamera fideo digidol a chamera SLR digidol i recordio'r prawf.
Cipiodd camera cyflymder uchel MREL Ranger HR, a oedd wedi'i lleoli ger y ffenestr y tu allan i'r tiwb sioc, y prawf ar 500 ffrâm yr eiliad. Gosodwch gofnod laser gwyriad 20 kHz ger y ffenestr i fesur y gwyriad yng nghanol y ffenestr.
Profwyd y pedwar cydran fframwaith naw gwaith i gyd. Os nad yw'r gwydr yn gadael yr agoriad, ailbrofwch y gydran o dan bwysau ac effaith uwch. Ym mhob achos, cofnodir data pwysau targed ac ysgogiad a dadffurfiad gwydr. Yna, caiff pob prawf ei raddio hefyd yn ôl AAMA 510-14 [Canllawiau Gwirfoddol System Ffrwydro ar gyfer Lliniaru Perygl Ffrwydrad].
Fel y disgrifiwyd uchod, profwyd pedwar cynulliad ffrâm nes i'r gwydr gael ei dynnu o agoriad y porthladd ffrwydro. Nod y prawf cyntaf yw cyrraedd 69 kPa ar guriad o 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec). O dan y llwyth a gymhwyswyd, chwalodd y ffenestr wydr a'i rhyddhau o'r ffrâm. Mae ffitiadau pwynt Sadev yn gwneud i TSSA lynu wrth wydr tymherus wedi torri. Pan chwalodd y gwydr caled, gadawodd y gwydr yr agoriad ar ôl gwyriad o tua 100 mm (4 modfedd).
O dan yr amod o lwyth parhaus cynyddol, profwyd ffrâm 2 3 gwaith. Dangosodd y canlyniadau nad oedd y methiant wedi digwydd nes i'r pwysau gyrraedd 69 kPa (10 psi). Ni fydd y pwysau a fesurwyd o 44.3 kPa (6.42 psi) a 45.4 kPa (6.59 psi) yn effeithio ar gyfanrwydd y gydran. O dan y pwysau a fesurwyd o 62 kPa (9 psi), achosodd gwyriad y gwydr dorri, gan adael y ffenestr wydr yn yr agoriad. Mae pob ategolion TSSA wedi'u cysylltu â gwydr tymer wedi torri, yr un fath ag yn Ffigur 7.
O dan yr amod o lwyth parhaus cynyddol, profwyd ffrâm 3 ddwywaith. Dangosodd y canlyniadau nad oedd y methiant wedi digwydd nes i'r pwysau gyrraedd y targed o 69 kPa (10 psi). Ni fydd y pwysau a fesurwyd o 48.4 kPa (7.03) psi yn effeithio ar gyfanrwydd y gydran. Methodd casglu data â chaniatáu gwyriad, ond dangosodd arsylwi gweledol o'r fideo fod gwyriad ffrâm 2 prawf 3 a ffrâm 4 prawf 7 yn debyg. O dan y pwysau mesur o 64 kPa (9.28 psi), arweiniodd gwyriad y gwydr a fesurwyd ar 190.5 mm (7.5″) at dorri, gan adael y ffenestr wydr yn yr agoriad. Mae pob ategolion TSSA wedi'u cysylltu â gwydr tymer wedi torri, yr un fath â Ffigur 7.
Gyda llwyth parhaus cynyddol, profwyd ffrâm 4 3 gwaith. Dangosodd y canlyniadau nad oedd y methiant wedi digwydd nes i'r pwysau gyrraedd y targed o 10 psi am yr ail dro. Ni fydd y pwysau a fesurwyd o 46.8 kPa (6.79) a 64.9 kPa (9.42 psi) yn effeithio ar gyfanrwydd y gydran. Ym mhrawf #8, mesurwyd bod y gwydr yn plygu 100 mm (4 modfedd). Disgwylir y bydd y llwyth hwn yn achosi i'r gwydr dorri, ond gellir cael pwyntiau data eraill.
Ym mhrawf #9, gwyrodd y pwysau a fesurwyd o 65.9 kPa (9.56 psi) y gwydr 190.5 mm (7.5″) ac achosodd dorri, gan adael y ffenestr wydr yn yr agoriad. Mae pob ategolion TSSA wedi'u cysylltu â'r un gwydr tymer wedi torri ag yn Ffigur 7. Ym mhob achos, gellir tynnu'r ategolion yn hawdd o'r ffrâm ddur heb unrhyw ddifrod amlwg.
Mae'r TSSA ar gyfer pob prawf yn aros yr un fath. Ar ôl y prawf, pan fydd y gwydr yn aros yn gyfan, nid oes unrhyw newid gweledol yn y TSSA. Mae'r fideo cyflym yn dangos y gwydr yn torri yng nghanol y rhychwant ac yna'n gadael yr agoriad.
O'r gymhariaeth rhwng methiant gwydr a dim methiant yn Ffigur 8 a Ffigur 9, mae'n ddiddorol nodi bod y modd torri gwydr yn digwydd ymhell i ffwrdd o'r pwynt atodi, sy'n dangos bod y rhan heb ei bondio o'r gwydr wedi cyrraedd y pwynt plygu, sy'n agosáu'n gyflym. Mae pwynt ildio brau gwydr yn gymharol â'r rhan sy'n parhau i fod wedi'i bondio.
Mae hyn yn dangos, yn ystod y prawf, fod y platiau sydd wedi torri yn y rhannau hyn yn debygol o symud o dan rymoedd cneifio. Gan gyfuno'r egwyddor hon a'r arsylwad bod y modd methiant i bob golwg yn frau trwch y gwydr ar y rhyngwyneb gludiog, wrth i'r llwyth rhagnodedig gynyddu, dylid gwella'r perfformiad trwy gynyddu trwch y gwydr neu reoli'r gwyriad trwy ddulliau eraill.
Mae Prawf 8 o Ffrâm 4 yn syndod dymunol yn y cyfleuster prawf. Er nad yw'r gwydr wedi'i ddifrodi fel y gellir profi'r ffrâm eto, gall y TSSA a'r stribedi selio cyfagos ddal i gynnal y llwyth mawr hwn. Mae'r system TSSA yn defnyddio pedwar atodiad 60mm i gynnal y gwydr. Llwythi gwynt dylunio yw llwythi byw a pharhaol, y ddau ar 2.5 kPa (50 psf). Mae hwn yn ddyluniad cymedrol, gyda thryloywder pensaernïol delfrydol, yn arddangos llwythi eithriadol o uchel, ac mae TSSA yn parhau'n gyfan.
Cynhaliwyd yr astudiaeth hon i benderfynu a oes gan adlyniad gludiog y system wydr rai peryglon neu ddiffygion cynhenid ​​o ran gofynion lefel isel ar gyfer perfformiad tywod-chwythu. Yn amlwg, mae system ategolion TSSA 60mm syml wedi'i gosod ger ymyl y gwydr ac mae ganddi'r perfformiad nes bod y gwydr yn torri. Pan fydd y gwydr wedi'i gynllunio i wrthsefyll torri, mae TSSA yn ddull cysylltu hyfyw a all ddarparu rhywfaint o amddiffyniad wrth gynnal gofynion yr adeilad ar gyfer tryloywder ac agoredrwydd.
Yn ôl safon ASTM F2912-17, mae cydrannau'r ffenestr a brofwyd yn cyrraedd lefel perygl H1 ar lefel safon C1. Nid yw'r affeithiwr Sadev R1006 a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth wedi'i effeithio.
Y gwydr tymherus a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon yw'r "ddolen wan" yn y system. Unwaith y bydd y gwydr wedi torri, ni all TSSA a'r stribed selio o'i gwmpas gadw llawer iawn o wydr, oherwydd bod ychydig bach o ddarnau gwydr yn aros ar y deunydd silicon.
O safbwynt dylunio a pherfformiad, mae system gludiog TSSA wedi'i phrofi i ddarparu lefel uchel o amddiffyniad mewn cydrannau ffasâd gradd ffrwydrol ar lefel gychwynnol dangosyddion perfformiad ffrwydrol, sydd wedi'i dderbyn yn eang gan y diwydiant. Mae'r ffasâd a brofwyd yn dangos pan fydd y perygl ffrwydrad rhwng 41.4 kPa (6 psi) a 69 kPa (10 psi), bod y perfformiad ar y lefel perygl yn sylweddol wahanol.
Fodd bynnag, mae'n bwysig nad yw'r gwahaniaeth yn y dosbarthiad perygl yn ganlyniad i fethiant gludiog fel y nodir gan y modd methiant cydlynol o ddarnau gludiog a gwydr rhwng y trothwyon perygl. Yn ôl arsylwadau, mae maint y gwydr wedi'i addasu'n briodol i leihau gwyriad i atal breuder oherwydd ymateb cneifio cynyddol ar ryngwyneb plygu ac atodiad, sy'n ymddangos yn ffactor allweddol mewn perfformiad.
Efallai y bydd dyluniadau yn y dyfodol yn gallu lleihau'r lefel perygl o dan lwythi uwch drwy gynyddu trwch y gwydr, gosod safle'r pwynt o'i gymharu â'r ymyl, a chynyddu diamedr cyswllt y glud.
[1] Manyleb Ffibr Gwydr Safonol ASTM F2912-17, Gwydr a Systemau Gwydr sy'n Ddarostyngedig i Lwythi Uchder Uchel, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Hilliard, JR, Paris, CJ a Peterson, CO, Jr., “Structural Sealant Glass, Sealant Technology for Glass Systems”, ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, t. 67-99 tudalen. [3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, a Gladstone, M., “Seismic Performance of Structural Silica Glass”, Building Sealing, Sealant, Glass and Waterproof Technology, Cyfrol 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, golygydd, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, tt. 46-59. [4] Carbary, LD, “Adolygiad o Wydnwch a Pherfformiad Systemau Ffenestri Gwydr Strwythurol Silicon”, Diwrnod Perfformiad Gwydr, Tampere, y Ffindir, Mehefin 2007, Trafodion y Gynhadledd, tudalennau 190-193. [5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, a Takish, MS, “Performance of Silicone Structurel Adhesives”, Glass System Science and Technology, ASTM STP1054, CJ Prifysgol Paris, Cymdeithas America ar gyfer Profi a Deunyddiau, Philadelphia, 1989 Blynyddoedd, tt. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. a Carbary L. D, “Parranty Structurel Silicone Glud ar gyfer Gosod Gwydro Dosbarthu (TSSA) Asesiad rhagarweiniol o briodweddau mecanyddol a gwydnwch y dur”, The Fourth International Durability Symposium “Construction Sealants and Adhesives”, ASTM International Magazine, a gyhoeddwyd ar-lein, Awst 2011, Cyfrol 8, Rhifyn 10 (11 Tachwedd 2011 Mis), JAI 104084, ar gael o'r wefan ganlynol: www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm. [7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Glud silicon strwythur tryloyw, Diwrnod Perfformiad Gwydr, Tampere, y Ffindir, Mehefin 2011, Trafodion y cyfarfod, tudalennau 650-653. [8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., “Gwydr Silica Strwythurol Cenhedlaeth Newydd” Cylchgrawn Dylunio a Pheirianneg Ffasadau 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, a Sigurd Sitte “Asesiad o Seliwyr Rwber Silicon wrth Ddylunio Ffenestri a Waliau Llen Gwrth-Fwled ar Gyfraddau Symud Uchel”, Cylchgrawn Rhyngwladol ASTM, Rhifyn 1. 6. Papur Rhif 2, ID JAI101953 [10] ASTM C1135-15, Dull Prawf Safonol ar gyfer Penderfynu ar Berfformiad Gludiad Tynnol Seliwyr Strwythurol, ASTM Rhyngwladol, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https:/ /doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T., “Cynnydd mewn “Gwydr Bolt-Fixed sy’n Atal Ffrwydrad”, Diwrnod Perfformiad Gwydr, Mehefin 2103, cofnodion cyfarfod, tt. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Dull prawf safonol ar gyfer gwydr a systemau gwydr sy’n destun llwythi gwynt uchel, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Wedding, William Chad a Braden T. Lusk. “Dull newydd ar gyfer pennu ymateb systemau gwydr gwrth-ffrwydrol i lwythi ffrwydrol.” Metric 45.6 (2012): 1471-1479. [14] “Canllawiau Gwirfoddol ar gyfer Lliniaru’r Perygl Ffrwydrad mewn Systemau Ffenestri Fertigol” AAMA 510-14.