Sistem kaca titik-tetep sing nyukupi syarat arsitektur iki utamane populer ing lawang mlebu utawa area umum.Kemajuan teknologi paling anyar ngidini panggunaan adhesive kekuatan ultra-dhuwur kanggo nempelake pumice gedhe kasebut menyang aksesoris tanpa perlu ngebor bolongan ing kaca.
Lokasi lemah sing khas nambah kemungkinan sistem kasebut kudu dadi lapisan pelindung kanggo penghuni bangunan, lan syarat iki ngluwihi utawa ngluwihi syarat beban angin sing khas.Sawetara tes wis rampung ing sistem mbenakake titik kanggo pengeboran, nanging ora ing cara iketan.
Tujuan saka artikel iki kanggo ngrekam test simulasi nggunakake tabung kejut karo biaya mbledhos kanggo simulasi jeblugan kanggo simulasi impact saka mbukak mbledhos ing komponen transparent bonded.Variabel kasebut kalebu beban bledosan sing ditetepake dening ASTM F2912 [1], sing ditindakake ing piring tipis kanthi sandwich ionomer SGP.Panliten iki minangka pisanan sing bisa ngitung kinerja bledosan potensial kanggo tes skala gedhe lan desain arsitektur.Pasang papat fitting TSSA kanthi diameter 60 mm (2,36 inci) menyang piring kaca ukuran 1524 x 1524 mm (60 inci x 60 inci).
Papat komponen dimuat kanggo 48,3 kPa (7 psi) utawa ngisor ora ngrusak utawa mengaruhi TSSA lan kaca.Lima komponen dimuat ing tekanan ing ndhuwur 62 kPa (9 psi), lan papat saka limang komponen nuduhake pecah kaca, nyebabake kaca pindhah saka bukaan.Ing kabeh kasus, TSSA tetep dipasang ing fitting logam, lan ora ana malfunction, adhesion utawa ikatan.Tes nuduhake manawa, miturut syarat AAMA 510-14, desain TSSA sing diuji bisa nyedhiyakake sistem safety sing efektif ing beban 48,3 kPa (7 psi) utawa luwih murah.Data sing digawe ing kene bisa digunakake kanggo ngrancang sistem TSSA kanggo nyukupi beban sing ditemtokake.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) minangka ahli aplikasi canggih saka silikon kinerja dhuwur Dow Corning.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) minangka ilmuwan industri konstruksi kinerja dhuwur Dow Corning sing dadi peneliti silikon Dow Corning lan ASTM.
Lampiran silikon struktural saka panel kaca wis digunakake meh 50 taun kanggo nambah estetika lan kinerja bangunan modern [2] [3] [4] [5].Cara mbenakake bisa nggawe tembok njaba terus lancar kanthi transparansi sing dhuwur.Kepinginan kanggo nambah transparansi ing arsitektur nyebabake pangembangan lan panggunaan tembok bolong kabel lan tembok njaba sing didhukung bolt.Bangunan landmark sing tantangan arsitektur bakal kalebu teknologi modern saiki lan kudu tundhuk karo bangunan lokal lan kode safety lan standar.
Adesif silikon struktural transparan (TSSA) wis diteliti, lan cara ndhukung kaca kanthi bagean mbenakake bolt tinimbang bolongan pengeboran wis diusulake [6] [7].Teknologi lem transparan kanthi kekuatan, adhesi lan daya tahan nduweni serangkaian sifat fisik sing ngidini desainer tembok tirai ngrancang sistem sambungan kanthi cara sing unik lan novel.
Aksesoris bunder, persegi panjang lan segi telu sing cocog karo estetika lan kinerja struktural gampang didesain.TSSA diobati bebarengan karo kaca laminasi sing diproses ing autoclave.Sawise nyopot materi saka siklus autoclave, tes verifikasi 100% bisa rampung.Kauntungan jaminan kualitas iki unik kanggo TSSA amarga bisa menehi umpan balik langsung babagan integritas struktur perakitan.
Resistance impact [8] lan efek panyerepan kejut saka bahan silikon struktural konvensional wis diteliti [9].Wolf et al.nyedhiyakake data sing digawe dening Universitas Stuttgart.Data kasebut nuduhake yen, dibandhingake karo tingkat galur kuasi-statis sing ditemtokake ing ASTM C1135, kekuwatan tensil saka bahan silikon struktural ana ing tingkat regangan pokok 5m/s (197in/s).Kekuwatan lan elongation nambah.Nuduhake hubungan antarane galur lan sifat fisik.
Wiwit TSSA minangka bahan sing elastis kanthi modulus lan kekuatan sing luwih dhuwur tinimbang silikon struktural, samesthine bakal ngetutake kinerja umum sing padha.Senajan tes laboratorium karo tingkat galur dhuwur durung dileksanakake, iku bisa samesthine sing tingkat galur dhuwur ing bledosan ora mengaruhi kekuatan.
Kaca bolted wis dites, ketemu standar mitigasi bledosan [11], lan dipamerake ing 2013 Glass Performance Day.Asil visual kanthi jelas nuduhake kaluwihan ndandani kaca kanthi mekanis sawise kaca pecah.Kanggo sistem kanthi lampiran adesif murni, iki bakal dadi tantangan.
Pigura digawe saka saluran baja standar Amérika karo dimensi 151mm ambane x 48,8 mm jembaré x 5,08mm kekandelan web (6 "x 1,92" x 0,20 "), biasane disebut C 6 "x 8,2 # slot .Saluran C gandheng bebarengan ing sudhut, lan 9 mm (0,375 inci) bagean segitiga nglukis gandheng ing sudhut, nyetel bali saka lumahing pigura.Bolongan 18mm (0.71″) dibor ing piring kasebut supaya bolt kanthi diameter 14mm (0.55″) bisa gampang dilebokake.
TSSA fittings logam karo diameteripun saka 60 mm (2,36 inci) punika 50 mm (2 inci) saka saben sudhut.Pasang papat fitting ing saben kaca supaya kabeh simetris.Fitur unik TSSA yaiku bisa diselehake ing pinggir kaca.Aksesoris pengeboran kanggo mbenakake mekanik ing kaca duwe dimensi tartamtu wiwit saka pinggiran, sing kudu digabung menyang desain lan kudu dibor sadurunge tempering.
Ukuran sing cedhak karo pinggiran nambah transparansi sistem sing wis rampung, lan ing wektu sing padha nyuda adhesi gabungan bintang amarga torsi ngisor ing gabungan bintang khas.Kaca sing dipilih kanggo proyek iki yaiku rong lapisan 6mm (1/4″) transparan tempered 1524mm x 1524mm (5′x 5′) sing dilaminasi karo Sentry Glass Plus (SGP) ionomer intermediate film 1.52mm (0.060) “).
Cakram TSSA kandel 1 mm (0,040 inci) ditrapake ing fitting stainless steel primed diameter 60 mm (2,36 inci).Sepisanan dirancang kanggo nambah daya tahan adhesion kanggo stainless steel lan campuran silane lan titanate ing solvent.Cakram logam ditekan ing kaca kanthi gaya sing diukur 0,7 MPa (100 psi) sajrone siji menit kanggo menehi wetting lan kontak.Selehake komponen ing autoclave sing tekan 11,9 Bar (175 psi) lan 133 C ° (272 ° F) supaya TSSA bisa tekan wektu rendhem 30 menit sing dibutuhake kanggo ngobati lan ikatan ing autoclave.
Sawise autoclave rampung lan adhem, priksa saben TSSA pas lan banjur kenceng nganti 55Nm (40,6 kaki pound) kanggo nuduhake beban standar 1,3 MPa (190 psi).Aksesoris kanggo TSSA diwenehake dening Sadev lan diidentifikasi minangka aksesoris R1006 TSSA.
Pasang awak utama aksesoris menyang disc curing ing kaca lan mudhun menyang pigura baja.Nyetel lan ndandani perkakas ing bolts supaya kaca njaba flush karo njaba pigura baja.Sambungan 13mm x 13mm (1/2″ x½”) sing ngubengi keliling kaca disegel nganggo struktur silikon rong bagean supaya tes beban tekanan bisa diwiwiti dina sabanjure.
Tes kasebut ditindakake kanthi nggunakake tabung kejut ing Laboratorium Riset Bahan Peledak ing Universitas Kentucky.Tabung penyerap kejut kasusun saka awak baja sing dikuatake, sing bisa nginstal unit nganti 3.7mx 3.7m ing pasuryan.
Tabung impact didorong kanthi nyelehake bahan peledak ing sadawane tabung bledosan kanggo simulasi fase positif lan negatif saka acara bledosan [12] [13].Sijine kabeh rakitan pigura kaca lan baja menyang tabung nyerep kejut kanggo dites, kaya sing dituduhake ing Gambar 4.
Sekawan sensor tekanan dipasang ing tabung kejut, saengga tekanan lan pulsa bisa diukur kanthi akurat.Rong kamera video digital lan kamera SLR digital digunakake kanggo ngrekam tes kasebut.
Kamera kacepetan dhuwur MREL Ranger HR sing ana ing cedhak jendhela ing njaba tabung kejut njupuk tes ing 500 pigura per detik.Setel rekaman laser defleksi 20 kHz ing cedhak jendhela kanggo ngukur defleksi ing tengah jendhela.
Papat komponen kerangka dites kaping sanga kanthi total.Yen kaca ora metu saka bukaan, tes maneh komponen ing tekanan lan impact sing luwih dhuwur.Ing saben kasus, data tekanan target lan impuls lan deformasi kaca direkam.Banjur, saben tes uga dirating miturut AAMA 510-14 [Pedoman Sukarela Sistem Festival kanggo Mitigasi Bahaya Jeblugan].
Kaya sing kasebut ing ndhuwur, papat rakitan pigura dites nganti kaca dibusak saka bukaan port jeblugan.Tujuan saka tes pisanan yaiku tekan 69 kPa kanthi pulsa 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Ing beban sing ditrapake, jendhela kaca pecah lan dibebasake saka pigura.Fitting titik Sadev nggawe TSSA manut kaca tempered sing rusak.Nalika kaca atos pecah, kaca ninggalake bukaan sawise defleksi kira-kira 100 mm (4 inci).
Ing kondisi nambah beban terus-terusan, pigura 2 dites 3 kaping.Asil kasebut nuduhake yen gagal ora kedadeyan nganti tekanan tekan 69 kPa (10 psi).Tekanan sing diukur 44,3 kPa (6,42 psi) lan 45,4 kPa (6,59 psi) ora bakal mengaruhi integritas komponen kasebut.Ing tekanan sing diukur 62 kPa (9 psi), defleksi kaca nyebabake pecah, ninggalake jendela kaca ing bukaan.Kabeh aksesori TSSA dipasang nganggo kaca tempered sing pecah, padha kaya ing Gambar 7.
Ing kondisi nambah beban terus-terusan, pigura 3 dites kaping pindho.Asil kasebut nuduhake yen gagal ora kedadeyan nganti tekanan tekan target 69 kPa (10 psi).Tekanan diukur 48,4 kPa (7,03) psi ora bakal mengaruhi integritas komponen.Pengumpulan data gagal ngidini defleksi, nanging pengamatan visual saka video nuduhake yen defleksi frame 2 test 3 lan frame 4 test 7 padha.Ing tekanan pangukuran 64 kPa (9,28 psi), defleksi kaca sing diukur ing 190,5 mm (7,5″) nyebabake pecah, ninggalake jendela kaca ing bukaan.Kabeh aksesoris TSSA ditempelake karo kaca tempered pecah, padha karo Gambar 7.
Kanthi nambah beban terus-terusan, pigura 4 dites kaping telu.Asil kasebut nuduhake yen gagal ora kedadeyan nganti tekanan tekan target 10 psi kanggo kaping pindho.Tekanan sing diukur 46,8 kPa (6,79) lan 64,9 kPa (9,42 psi) ora bakal mengaruhi integritas komponen kasebut.Ing test # 8, kaca diukur kanggo mlengkung 100 mm (4 inci).Dikarepake yen beban iki bakal nyebabake kaca pecah, nanging titik data liyane bisa dipikolehi.
Ing test #9, tekanan diukur 65,9 kPa (9,56 psi) deflected kaca dening 190,5 mm (7,5″) lan nyebabake breakage, ninggalake jendhela kaca ing bukaan.Kabeh aksesoris TSSA ditempelake karo kaca tempered bejat padha ing Figure 7 Ing kabeh kasus, aksesoris bisa gampang dibusak saka pigura baja tanpa karusakan ketok.
TSSA kanggo saben tes tetep ora owah.Sawise tes, nalika kaca tetep utuh, ora ana owah-owahan visual ing TSSA.Video kacepetan dhuwur nuduhake kaca pecah ing titik tengah span lan banjur ninggalake bukaan.
Saka perbandingan kegagalan kaca lan ora ana kegagalan ing Gambar 8 lan Gambar 9, menarik kanggo dicathet yen mode fraktur kaca dumadi adoh saka titik lampiran, sing nuduhake manawa bagian kaca sing ora diikat wis tekan titik mlengkung, sing wis nyedhak kanthi cepet Titik ngasilake kaca sing rapuh relatif marang bagean sing tetep terikat.
Iki nuduhake yen sajrone tes, piring-piring sing rusak ing bagean kasebut bisa dipindhah kanthi gaya geser.Nggabungke prinsip iki lan pengamatan sing mode Gagal misale jek dadi embrittlement saka kekandelan kaca ing antarmuka adesif, minangka mbukak diwènèhaké mundhak, kinerja kudu apik kanthi nambah kekandelan kaca utawa ngontrol deflection kanthi cara liyane.
Test 8 Frame 4 minangka kejutan sing nyenengake ing fasilitas tes.Senajan kaca ora rusak supaya pigura bisa dites maneh, TSSA lan ngudani sealing lingkungan isih bisa njaga beban gedhe iki.Sistem TSSA nggunakake papat lampiran 60mm kanggo ndhukung kaca.Beban angin desain yaiku beban urip lan permanen, loro-lorone ing 2,5 kPa (50 psf).Iki minangka desain moderat, kanthi transparansi arsitektur sing cocog, nuduhake beban sing dhuwur banget, lan TSSA tetep utuh.
Panaliten iki ditindakake kanggo nemtokake manawa adhesi adesif saka sistem kaca duwe sawetara bebaya utawa cacat ing syarat-syarat tingkat rendah kanggo kinerja sandblasting.Temenan, sistem aksesori TSSA 60mm sing prasaja dipasang ing pinggir kaca lan nduweni kinerja nganti kaca pecah.Nalika kaca dirancang kanggo nolak breakage, TSSA cara sambungan sregep sing bisa nyedhiyani jurusan tartamtu saka pangayoman nalika njaga syarat bangunan kanggo transparan lan openness.
Miturut standar ASTM F2912-17, komponen jendhela sing diuji tekan tingkat bahaya H1 ing tingkat standar C1.Aksesori Sadev R1006 sing digunakake ing panliten kasebut ora kena pengaruh.
Kaca tempered sing digunakake ing panliten iki yaiku "link lemah" ing sistem kasebut.Sawise kaca bejat, TSSA lan sealing Strip lingkungan ora bisa nahan jumlah gedhe saka kaca, amarga jumlah cilik pecahan kaca tetep ing materi silikon.
Saka sudut pandang desain lan kinerja, sistem adesif TSSA wis kabukten nyedhiyakake proteksi tingkat dhuwur ing komponen fasad bahan peledak ing tingkat awal indikator kinerja eksplosif, sing wis ditampa kanthi akeh dening industri.Fasad sing diuji nuduhake yen bebaya bledosan ana ing antarane 41,4 kPa (6 psi) lan 69 kPa (10 psi), kinerja ing tingkat bebaya beda banget.
Nanging, penting yen prabédan ing klasifikasi bahaya ora disebabake kegagalan adesif kaya sing dituduhake dening mode kegagalan kohesif saka adesif lan pecahan kaca ing antarane ambang bebaya.Miturut pengamatan, ukuran kaca wis jumbuh diatur kanggo nyilikake deflection kanggo nyegah brittleness amarga tambah respon nyukur ing antarmuka mlengkung lan lampiran, kang misale jek dadi faktor tombol ing kinerja.
Desain mangsa bisa nyuda tingkat bebaya ing beban sing luwih dhuwur kanthi nambah kekandelan kaca, mbenakake posisi titik ing pinggir, lan nambah diameter kontak adesif.
[1] ASTM F2912-17 Spesifikasi Serat Kaca Standar, Kaca lan Sistem Kaca Tunduk marang Beban Altitude Dhuwur, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2 ] Hilliard, JR, Paris, CJ lan Peterson, CO, Jr., "Kaca Sealant Struktural, Teknologi Sealant kanggo Sistem Kaca", ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, p.67-99 kaca.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, and Gladstone, M. , "Kinerja Seismik Kaca Silika Struktural", Penyegelan Bangunan, Sealant, Kaca lan Teknologi Waterproof, Volume 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, editor, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, kaca 46-59.[4] Carbary, LD, "Review saka kekiatan lan kinerja Silicone Structural Glass Window Systems", Kaca Performance Day, Tampere Finland, Juni 2007, Konferensi Prosiding, kaca 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, lan Takish, MS, "Performance of Silicone Structural Adhesives", Ilmu lan Teknologi Sistem Kaca, 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 L. D, "Adhesive Silicone Structural Transparent for Fixing Glazing Dispensing (TSSA) Assessment awal saka mechanical sifat lan daya tahan baja", The Fourth International Durability Symposium "Construction Sealants and Adhesives", ASTM International Magazine, diterbitake online, Agustus 2011, Volume 8, Issue 10 (11 November 2011 Wulan), JAI 104084, kasedhiya saka situs web ing ngisor iki : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Adhesive silikon struktur transparan, Dina Kinerja Kaca, Tampere, Finlandia, Juni 2011, Prosiding rapat, kaca 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "Kaca Silika Struktural Generasi Anyar" Jurnal Desain lan Teknik Fasad 2 (2014) 137-161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, lan Sigurd Sitte "Assessment of Silicone Rubber Sealants in the Design of Bulletproof Windows and Curtain Walls at High Moving Rates", ASTM International Magazine, Issue 1. 6. Paper No. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Metode Uji Standar kanggo Nemtokake Kinerja Adhesi Tarik Sealant Struktural, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , "Progress in Explosion-proof Bolt-Fixed Glass", Dina Kinerja Kaca, Juni 2103, menit rapat, pp. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Metode tes standar kanggo sistem kaca lan kaca sing kena beban angin dhuwur , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Wedding, William Chad lan Braden T.Lusk."Cara anyar kanggo nemtokake respon sistem kaca anti-mbledhos kanggo beban sing mbledhos."Metrik 45.6 (2012): 1471-1479.[14] "Pedoman Sukarela kanggo Mitigasi Bahaya Jeblugan Sistem Jendela Vertikal" AAMA 510-14.