Осы архитектуралық талапқа сай келетін нүктелік шыны жүйелері әсіресе жердегі кіреберістерде немесе қоғамдық орындарда танымал.Соңғы технологиялық жетістіктер бұл үлкен пемзаларды керек-жарақтарға әйнекте тесіктерді бұрғылаусыз бекіту үшін өте жоғары берік желімдерді қолдануға мүмкіндік берді.
Жердің әдеттегі орналасуы жүйенің ғимарат тұрғындары үшін қорғаныс қабаты ретінде әрекет ету ықтималдығын арттырады және бұл талап жел жүктемесінің әдеттегі талаптарынан асып түседі немесе асып түседі.Кейбір сынақтар бұрғылауға арналған нүктелерді бекіту жүйесінде жасалды, бірақ байланыстыру әдісі бойынша емес.
Бұл мақаланың мақсаты - жабыстырылған мөлдір құрамдас бөлікке жарылғыш жүктің әсерін имитациялау үшін жарылысты имитациялау үшін жарылғыш зарядтары бар соққы түтігін пайдаланып симуляциялық сынақты жазу.Бұл айнымалылар ASTM F2912 [1] бойынша анықталған жарылыс жүктемесін қамтиды, ол SGP иономерлік сэндвичі бар жұқа пластинада орындалады.Бұл зерттеу ауқымды сынақтар мен сәулеттік дизайн үшін ықтимал жарылғыш өнімділікті сандық бағалауға мүмкіндік беретін бірінші рет.Диаметрі 60 мм (2,36 дюйм) төрт TSSA фитингін 1524 x 1524 мм (60 дюйм x 60 дюйм) өлшемді шыны табаққа бекітіңіз.
48,3 кПа (7 psi) немесе одан төмен жүктелген төрт құрамдас TSSA мен шыныға зақым келтірмеді немесе әсер етпейді.Бес құрамдас 62 кПа (9 psi) жоғары қысыммен жүктелді және бес құрамдас бөліктің төртеуі әйнектің сынғанын көрсетті, бұл әйнектің саңылаудан жылжуына себеп болды.Барлық жағдайларда TSSA металл фитингтерге бекітілді және ақаулар, адгезия немесе байланыс табылмады.Тестілеу AAMA 510-14 талаптарына сәйкес сыналған TSSA дизайны 48,3 кПа (7 psi) немесе одан төмен жүктеме кезінде тиімді қауіпсіздік жүйесін қамтамасыз ете алатынын көрсетті.Мұнда жасалған деректер көрсетілген жүктемені қанағаттандыру үшін TSSA жүйесін жобалау үшін пайдаланылуы мүмкін.
Джон Кимберлен (Джон Кимберлен) Dow Corning компаниясының өнімділігі жоғары силикондарын қолдану жөніндегі озық сарапшысы.Лоуренс Д.Карбари (Лоуренс Д.Карбари) Dow Corning компаниясының жоғары өнімді құрылыс индустриясының ғалымы, Dow Corning силиконы және ASTM зерттеушісі.
Шыны панельдердің құрылымдық силикон бекітпесі заманауи ғимараттардың эстетикасы мен өнімділігін арттыру үшін шамамен 50 жыл бойы қолданылған [2] [3] [4] [5].Бекіту әдісі жоғары мөлдірлікпен тегіс үздіксіз сыртқы қабырғаны жасай алады.Сәулет өнеріндегі мөлдірлікті арттыруға деген ұмтылыс кабель торларының қабырғалары мен болттармен бекітілген сыртқы қабырғалардың дамуы мен қолданылуына әкелді.Архитектуралық тұрғыдан күрделі ғимараттар бүгінгі заманауи технологияны қамтиды және жергілікті құрылыс және қауіпсіздік нормалары мен стандарттарына сәйкес болуы керек.
Мөлдір құрылымдық силикон желім (TSSA) зерттеліп, саңылауларды бұрғылаудың орнына болтпен бекітетін бөліктермен әйнекті бекіту әдісі ұсынылды [6] [7].Күштілігі, адгезиясы және беріктігі бар мөлдір желім технологиясы перде қабырғаларының дизайнерлеріне қосылу жүйесін бірегей және жаңа жолмен жобалауға мүмкіндік беретін бірқатар физикалық қасиеттерге ие.
Эстетика мен құрылымдық өнімділікке сәйкес келетін дөңгелек, тікбұрышты және үшбұрышты аксессуарларды жобалау оңай.TSSA автоклавта өңделетін ламинатталған шынымен бірге өңделеді.Материалды автоклав циклінен алып тастағаннан кейін 100% тексеру сынағы аяқталуы мүмкін.Сапа кепілдігінің бұл артықшылығы TSSA-ға ғана тән, себебі ол жинақтың құрылымдық тұтастығы туралы дереу кері байланыс бере алады.
Кәдімгі құрылымдық силикон материалдарының соққыға төзімділігі [8] және соққыны сіңіру әсері [9] зерттелді.Вольф және т.б.Штутгарт университеті жасаған мәліметтерді ұсынды.Бұл деректер ASTM C1135 стандартында көрсетілген квазистатикалық деформация жылдамдығымен салыстырғанда құрылымдық силикон материалының созылу беріктігі 5 м/с (197 дюйм/с) шекті деформация жылдамдығында екенін көрсетеді.Күш пен созылу артады.Деформация мен физикалық қасиеттер арасындағы байланысты көрсетеді.
TSSA құрылымдық силиконға қарағанда модулі мен беріктігі жоғары серпімді материал болғандықтан, ол бірдей жалпы өнімділікті сақтайды деп күтілуде.Деформация жылдамдығы жоғары зертханалық сынақтар жүргізілмегенімен, жарылыс кезіндегі жоғары деформация жылдамдығы беріктікке әсер етпейді деп күтуге болады.
Болтталған шыны сынақтан өтті, жарылысты азайту стандарттарына сәйкес келеді [11] және 2013 жылы шыны өнімділігі күнінде көрсетілді.Көрнекі нәтижелер шыны сынғаннан кейін әйнекті механикалық бекітудің артықшылықтарын анық көрсетеді.Таза жабысқақ бекітпесі бар жүйелер үшін бұл қиын болады.
Рамка өлшемдері 151 мм тереңдік x 48,8 мм x 5,08 мм тор қалыңдығы (6 дюйм x 1,92 дюйм x 0,20 дюйм), әдетте C 6 дюйм x 8.2# ұяшығы деп аталатын американдық стандартты болат арнадан жасалған.C арналары бұрыштарда бір-бірімен дәнекерленген және жақтаудың бетінен артқа орнатылған бұрыштарда 9 мм (0,375 дюйм) қалың үшбұрышты бөлік дәнекерленген.Пластинаға диаметрі 14 мм (0,55 дюйм) болтты оңай салу үшін 18 мм (0,71 дюйм) тесік бұрғыланды.
Диаметрі 60 мм (2,36 дюйм) TSSA металл фитингтері әр бұрыштан 50 мм (2 дюйм) орналасқан.Барлығы симметриялы болу үшін әйнектің әрбір бөлігіне төрт фитингті қолданыңыз.TSSA-ның бірегей ерекшелігі - оны әйнектің шетіне жақын орналастыруға болады.Шыныдағы механикалық бекітуге арналған бұрғылау керек-жарақтары шетінен басталатын нақты өлшемдерге ие, олар дизайнға енгізілуі керек және шыңдауға дейін бұрғылануы керек.
Шетіне жақын өлшем дайын жүйенің мөлдірлігін жақсартады және сонымен бірге әдеттегі жұлдызды қосылыстағы төменгі айналу моменті есебінен жұлдызды қосылыстардың адгезиясын азайтады.Бұл жоба үшін таңдалған әйнек екі 6 мм (1/4 дюйм) шыңдалған мөлдір 1524 мм x 1524 мм (5′x 5′) Sentry Glass Plus (SGP) 1,52 мм (0,060) ”) иономер аралық пленкасымен ламинатталған.
Қалыңдығы 1 мм (0,040 дюйм) TSSA дискі диаметрі 60 мм (2,36 дюйм) тегістелген баспайтын болаттан жасалған фитингке қолданылады.Праймер тот баспайтын болаттан адгезияның беріктігін жақсартуға арналған және еріткіштегі силан мен титанат қоспасы болып табылады.Металл диск сулануды және жанасуды қамтамасыз ету үшін 0,7 МПа (100 psi) өлшенген күшпен шыныға бір минут бойы басылады.Компоненттерді 11,9 Бар (175 psi) және 133 C° (272°F) жететін автоклавқа салыңыз, осылайша TSSA автоклавта қатаю және жабыстыру үшін қажет 30 минуттық жібіту уақытына жетеді.
Автоклав аяқталғаннан және салқындатылғаннан кейін әрбір TSSA фитингін тексеріп, 1,3 МПа (190 psi) стандартты жүктемені көрсету үшін оны 55 Нм (40,6 фут фунт) дейін қатайтыңыз.TSSA үшін керек-жарақтарды Sadev қамтамасыз етеді және R1006 TSSA керек-жарақтары ретінде анықталған.
Керек-жарақтың негізгі корпусын шыныдағы емдеу дискісіне жинап, оны болат жақтауға түсіріңіз.Сыртқы шыны болат жақтаудың сыртқы жағымен бірдей болатындай етіп болттардағы гайкаларды реттеңіз және бекітіңіз.Шыны периметрін қоршап тұрған 13мм x 13мм (1/2″ x½») қосылыс екі бөліктен тұратын силикон құрылымымен тығыздалған, осылайша қысымды жүктеме сынағы келесі күні басталуы мүмкін.
Сынақ Кентукки университетінің жарылғыш заттарды зерттеу зертханасында соққы түтігінің көмегімен жүргізілді.Амортизаторлық түтік бетке 3,7x3,7 м өлшемді қондырғыларды орнатуға болатын арматураланған болат корпустан тұрады.
Соққы түтігі жарылыс оқиғасының оң және теріс фазаларын модельдеу үшін жарылғыш заттарды жарылыс түтігінің ұзындығы бойымен орналастыру арқылы қозғалады [12] [13].Бүкіл шыны және болат жақтау жинағын 4-суретте көрсетілгендей сынақ үшін амортизациялық түтікке салыңыз.
Соққы түтігінің ішіне төрт қысым датчигі орнатылған, сондықтан қысым мен импульсті дәл өлшеуге болады.Сынақты жазу үшін екі сандық бейнекамера және сандық SLR камерасы пайдаланылды.
Соққы түтігінің сыртындағы терезенің жанында орналасқан MREL Ranger HR жоғары жылдамдықты камерасы сынақты секундына 500 кадрмен түсірді.Терезенің ортасындағы ауытқуды өлшеу үшін терезенің жанында 20 кГц ауытқу лазер жазбасын орнатыңыз.
Төрт жақтау құрамдастары барлығы тоғыз рет сыналды.Егер әйнек саңылаудан шықпаса, құрамдас бөлікті жоғары қысым мен соққы астында қайта сынаңыз.Әрбір жағдайда мақсатты қысым мен импульс және шыны деформациясы деректері жазылады.Содан кейін әрбір сынақ AAMA 510-14 [Жарылыс қаупін азайту үшін фестрациялық жүйенің ерікті нұсқаулары] сәйкес бағаланады.
Жоғарыда сипатталғандай, әйнек жарылыс портының саңылауынан алынғанша төрт жақтау жинағы сынақтан өтті.Бірінші сынақтың мақсаты - 614 кПа-мс (10 psi A 89 psi-msec) импульс кезінде 69 кПа жету.Қолданылған жүктеме астында шыны терезе сынып, жақтаудан босатылды.Sadev нүктелі фитингтер TSSA-ны сынған шыныға жабыстыруға мүмкіндік береді.Қатты әйнек сынған кезде, әйнек шамамен 100 мм (4 дюйм) ауытқудан кейін саңылаудан шығып кетті.
Үздіксіз жүктеменің жоғарылауы жағдайында 2-қаңқа 3 рет сынақтан өтті.Нәтижелер қысым 69 кПа (10 psi) жеткенше істен шықпайтынын көрсетті.44,3 кПа (6,42 psi) және 45,4 кПа (6,59 psi) өлшенген қысымдар құрамдас бөліктің тұтастығына әсер етпейді.Өлшенген 62 кПа (9 psi) қысымда әйнектің ауытқуы әйнек терезені саңылауда қалдырып, сынуды тудырды.Барлық TSSA керек-жарақтары 7-суреттегідей сынған шыңдалған әйнекпен бекітілген.
Үздіксіз жүктеменің артуы жағдайында рамка 3 екі рет сынақтан өтті.Нәтижелер қысымның мақсатты 69 кПа (10 psi) мәніне жеткенше істен шықпайтынын көрсетті.48,4 кПа (7,03) psi өлшенген қысым құрамдас бөліктің тұтастығына әсер етпейді.Деректерді жинау ауытқуға жол бермеді, бірақ бейнеден визуалды бақылау 2-ші жақтаудың 3-сынағы мен 4-сынағы 7-сынағының ауытқуы ұқсас екенін көрсетті.64 кПа (9,28 psi) өлшеу қысымында 190,5 мм (7,5 дюйм) өлшенген әйнектің ауытқуы шыны терезені саңылауда қалдырып, сынуға әкелді.Барлық TSSA керек-жарақтары 7-суреттегідей сынған шыңдалған әйнекпен бекітілген.
Үздіксіз жүктеменің өсуімен 4 жақтау 3 рет сынақтан өтті.Нәтижелер қысым екінші рет мақсатты 10 psi мәніне жеткенше сәтсіздік орын алмағанын көрсетті.46,8 кПа (6,79) және 64,9 кПа (9,42 psi) өлшенген қысымдар құрамдас бөліктің тұтастығына әсер етпейді.№8 сынақта шыны 100 мм (4 дюйм) иілу үшін өлшенді.Бұл жүктеме әйнектің сынуына әкеледі деп күтілуде, бірақ басқа деректер нүктелерін алуға болады.
№9 сынақта өлшенген қысым 65,9 кПа (9,56 psi) әйнекті 190,5 мм (7,5 дюйм) ауытқытып, шыны терезені саңылауда қалдырып, сынды.Барлық TSSA керек-жарақтары 7-суреттегідей сынған шыңдалған әйнекпен бекітілген. Барлық жағдайларда керек-жарақтарды болат жақтаудан ешбір айқын зақымсыз оңай алып тастауға болады.
Әрбір сынақ үшін TSSA өзгеріссіз қалады.Сынақтан кейін әйнек бұзылмаған кезде, TSSA-да визуалды өзгеріс болмайды.Жоғары жылдамдықтағы бейнеде әйнек аралықтың ортасында сынған, содан кейін саңылаудан шығып кеткен.
8-сурет пен 9-суреттегі әйнек сынуы мен бұзылудың болмауын салыстырудан, шыны сыну режимінің бекіту нүктесінен алыс жерде болатынын атап өту қызық, бұл шынының байланыспаған бөлігі иілу нүктесіне жеткенін көрсетеді, бұл тез жақындап келеді Шынының сынғыш аққыштық нүктесі байланыстырылған бөлікке қатысты.
Бұл сынақ кезінде бұл бөліктердегі сынған пластиналар ығысу күштерінің әсерінен қозғалуы мүмкін екенін көрсетеді.Осы принципті біріктіру және ақаулық режимі жабысқақ интерфейстегі шыны қалыңдығының морттануы болып көрінетінін байқау, белгіленген жүктеме артқан сайын, шыны қалыңдығын арттыру немесе ауытқуды басқа әдістермен басқару арқылы өнімділікті жақсарту керек.
4-кадрдың 8-сынағы сынақ нысанындағы жағымды тосынсый болып табылады.Жақтауды қайта сынау үшін шыны зақымдалмаса да, TSSA және оның айналасындағы тығыздағыш жолақтар әлі де осы үлкен жүктемені сақтай алады.TSSA жүйесі әйнекті қолдау үшін төрт 60 мм қондырманы пайдаланады.Жобалық жел жүктемелері 2,5 кПа (50 псф) шамасындағы ток және тұрақты жүктемелер болып табылады.Бұл қалыпты дизайн, тамаша архитектуралық мөлдірлігі бар, өте жоғары жүктемелерді көрсетеді және TSSA өзгеріссіз қалады.
Бұл зерттеу шыны жүйесінің адгезиялық адгезиясының құм үрлеу өнімділігінің төмен деңгейі талаптары тұрғысынан өзіне тән қауіптері немесе ақаулары бар-жоғын анықтау үшін жүргізілді.Әлбетте, қарапайым 60 мм TSSA аксессуар жүйесі әйнектің шетіне жақын жерде орнатылған және әйнек сынғанша өнімділікке ие.Шыны сынуға қарсы тұруға арналған болса, TSSA ғимараттың мөлдірлік пен ашықтық талаптарын сақтай отырып, белгілі бір қорғаныс дәрежесін қамтамасыз ете алатын өміршең қосылу әдісі болып табылады.
ASTM F2912-17 стандартына сәйкес сыналған терезе құрамдастары C1 стандарт деңгейінде H1 қауіп деңгейіне жетеді.Зерттеуде пайдаланылған Sadev R1006 керек-жарағына әсер етпейді.
Бұл зерттеуде пайдаланылған шыңдалған шыны жүйедегі «әлсіз буын» болып табылады.Шыны сынғаннан кейін, TSSA және оның айналасындағы тығыздағыш жолақ шыныны көп ұстай алмайды, өйткені силикон материалында шыны фрагменттерінің аз мөлшері қалады.
Дизайн және өнімділік тұрғысынан TSSA желім жүйесі өнеркәсіпте кеңінен қабылданған жарылғыш өнімділік көрсеткіштерінің бастапқы деңгейінде жарылыс қаупі бар қасбет компоненттерінде қорғаныстың жоғары деңгейін қамтамасыз ететіні дәлелденді.Тексерілген қасбет жарылыс қаупі 41,4 кПа (6 psi) және 69 кПа (10 psi) аралығында болғанда, қауіптілік деңгейіндегі өнімділік айтарлықтай өзгеше болатынын көрсетеді.
Дегенмен, қауіптілік классификациясындағы айырмашылық желім мен шыны фрагменттерінің қауіптілік шегі арасындағы байланыстырушы бұзылу режимінде көрсетілгендей жабысқақ бұзылумен байланысты болмауы маңызды.Бақылауларға сәйкес, әйнектің өлшемі иілу және бекіту интерфейсіндегі ығысу реакциясының жоғарылауына байланысты сынғыштықты болдырмау үшін ауытқуды азайту үшін тиісті түрде реттеледі, бұл өнімділіктің негізгі факторы болып көрінеді.
Болашақ конструкциялар әйнектің қалыңдығын ұлғайту, нүктенің шетіне қатысты орнын бекіту және желімнің контакт диаметрін ұлғайту арқылы жоғары жүктемелер кезінде қауіптілік деңгейін төмендетуі мүмкін.
[1] ASTM F2912-17 стандартты шыны талшықтарының сипаттамасы, жоғары биіктіктегі жүктемелерге жататын шыны және шыны жүйелері, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2 ] Hilliard, JR, Paris, CJ және Peterson, CO, Jr., “Structural Sealant Glass, Sealant Technology for Glass Systems”, ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, б.67-99 бет.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, and Gladstone, M. , “Structural кремний әйнегінің сейсмикалық өнімділігі”, Ғимаратты тығыздау, герметик, шыны және су өткізбейтін технология, 1-том. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, редактор, ASTM International, Батыс Коншохокен, Пенсильвания, 1996, 46-59 беттер.[4] Carbary, LD, «Силиконды құрылымдық шыны терезе жүйелерінің беріктігі мен өнімділігін шолу», Glass Performance Day, Тампере Финляндия, маусым 2007, Конференция материалдары, 190-193 беттер.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD және Takish, MS, “Performance of силикон құрылымдық желімдер”, шыны жүйесінің ғылымы және технологиясы, ASTM STP1054, CJ Париж университеті, Американдық сынақтар мен материалдар қоғамы, Филадельфия, 1989 жыл, 22-45 бет [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. and Carbary L. D, «Мөлдір құрылымдық силикон желімінің шыныларды бекітуге арналған диспенсері (TSSA) механикалық әсерді алдын ала бағалау. болаттың қасиеттері мен беріктігі», Төртінші халықаралық төзімділік симпозиумы «Құрылыс тығыздағыштар мен желімдер», ASTM халықаралық журналы, онлайн жарияланған, тамыз 2011, 8-том, 10-шығарылым (11 қараша 2011 ж. ай), JAI 104084, келесі веб-сайттан қолжетімді : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Transparent structure силикон желім, Glass Performance Day, Тампере, Финляндия, маусым 2011 ж., Жиналыс материалдары, 650-653 беттер.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "New Generation Structural Silica Glass" қасбеттік дизайн және инженерлік журнал 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Кеннет Ярош, Андреас Т. Вольф және Сигурд Ситте «Оқ өткізбейтін терезелер мен перде қабырғаларын жобалау кезіндегі силиконды резеңке тығыздағыштарды бағалау», ASTM халықаралық журналы, 1 шығарылым. 6. Қағаз № 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Құрылымдық тығыздағыштардың созылу адгезиясының өнімділігін анықтауға арналған стандартты сынақ әдісі, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https:/ /doi.org/10.1520/C1135-15, T. Morgan [11] , «Жарылыстан қорғалған болтпен бекітілген шыныдағы прогресс», Шыны өнімділігі күні, 2103 жылғы маусым, жиналыс хаттамасы, 181-182 бет [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Жоғары жел жүктемелеріне ұшыраған шыны және шыны жүйелері үшін стандартты сынақ әдісі , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Үйлену тойы, Уильям Чад және Браден Т.Луск.«Жарылысқа қарсы шыны жүйелерінің жарылғыш жүктемелерге реакциясын анықтаудың жаңа әдісі».45.6 метрика (2012): 1471-1479.[14] «Тік терезе жүйелерінің жарылыс қаупін азайтуға арналған ерікті нұсқаулар» AAMA 510-14.