Punkt-fix Glas Systemer déi dës architektonesch Ufuerderung treffen si besonnesch populär am Buedem Entréeën oder ëffentleche Beräicher.Rezent technologesch Fortschrëtter hunn d'Benotzung vun ultra-héichstäerkt Klebstoff erlaabt fir dës grouss Pumices un Accessoiren ze befestigen ouni d'Noutwendegkeet fir Lächer am Glas ze bueren.
Déi typesch Buedemplaz vergréissert d'Wahrscheinlechkeet datt de System als Schutzschicht fir Gebaier muss handelen, an dës Fuerderung iwwerschreift oder iwwerschreift typesch Wandlaaschtfuerderungen.Puer Tester goufen op de Punkt Fixéiere System fir Bueraarbechten gemaach, awer net op der Bindung Method.
Den Zweck vun dësem Artikel ass e Simulatiounstest mat engem Schockröhre mat Sprengladungen opzehuelen fir eng Explosioun ze simuléieren fir den Impakt vun enger explosiver Belaaschtung op eng gebonnen transparent Komponent ze simuléieren.Dës Variabelen enthalen d'Explosiounslaascht definéiert duerch ASTM F2912 [1], déi op enger dënnter Plack mat engem SGP Ionomer Sandwich duerchgefouert gëtt.Dës Fuerschung ass déi éischte Kéier datt et déi potenziell explosiv Leeschtung fir grouss Skala Testen an architektoneschen Design quantifizéiere kann.Befestegt véier TSSA Armaturen mat engem Duerchmiesser vu 60 mm (2,36 Zoll) op eng Glasplack mat 1524 x 1524 mm (60 Zoll x 60 Zoll).
Déi véier Komponenten, déi op 48,3 kPa (7 psi) oder manner gelueden sinn, hunn net TSSA a Glas beschiedegt oder beaflosst.Fënnef Komponente goufen ënner Drock iwwer 62 kPa (9 psi) gelueden, a véier vun de fënnef Komponenten hunn Glasbroch gewisen, wat d'Glas vun der Ouverture verréckelt huet.An alle Fäll blouf TSSA un de Metallarmaturen verbonnen, a keng Feelfunktioun, Adhäsioun oder Bindung gouf fonnt.Testen huet gewisen datt, am Aklang mat den Ufuerderunge vum AAMA 510-14, den getesten TSSA Design en effektive Sécherheetssystem ënner enger Belaaschtung vu 48,3 kPa (7 psi) oder manner kann ubidden.D'Daten, déi hei generéiert ginn, kënne benotzt ginn fir den TSSA System ze konstruéieren fir déi spezifizéiert Laascht z'erreechen.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) ass den fortgeschrattenen Uwendungsexpert vun den Dow Corning's High-Performance Silikonen.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) ass en Dow Corning High-Performance Bauindustrie Wëssenschaftler deen en Dow Corning Silikon an ASTM Fuerscher ass.
Déi strukturell Silikonbefestigung vu Glasplacke gouf fir bal 50 Joer benotzt fir d'Ästhetik an d'Performance vu modernen Gebaier ze verbesseren [2] [3] [4] [5].D'Befestigungsmethod kann déi glat kontinuéierlech Baussemauer mat héijer Transparenz maachen.De Wonsch fir verstäerkte Transparenz an der Architektur huet zu der Entwécklung an der Notzung vu Kabelmeshmaueren a Bolzen-ënnerstëtzte Baussewänn gefouert.Architektonesch Erausfuerderung Landmark Gebaier wäerten déi modern Technologie vun haut enthalen a musse mat lokalen Gebaier a Sécherheetscoden a Standarden entspriechen.
Den transparenten strukturelle Silikonklebstoff (TSSA) gouf studéiert, an eng Method fir d'Glas mat Bolzenbefestigungsdeeler z'ënnerstëtzen anstatt Lächer ze bueren ass proposéiert [6] [7].Déi transparent Klebstofftechnologie mat Kraaft, Adhäsioun an Haltbarkeet huet eng Serie vu physikaleschen Eegeschaften, déi d'Kierpermauer Designer erlaben de Verbindungssystem op eng eenzegaarteg an nei Manéier ze designen.
Ronn, rechteckeg an dräieckeg Accessoiren déi Ästhetik a strukturell Leeschtung treffen sinn einfach ze designen.TSSA gëtt zesumme mam laminéierte Glas geheelt, deen an engem Autoklav veraarbecht gëtt.Nodeems Dir d'Material aus dem Autoklave-Zyklus geläscht huet, kann den 100% Verifizéierungstest ofgeschloss ginn.Dëse Qualitéitssécherungsvirdeel ass eenzegaarteg fir TSSA well et kann direkt Feedback iwwer d'strukturell Integritéit vun der Versammlung ubidden.
D'Schlagresistenz [8] a Schockabsorptiounseffekt vu konventionelle strukturelle Silikonmaterialien goufen studéiert [9].Wolf et al.gëtt Daten generéiert vun der Universitéit Stuttgart.Dës Donnéeë weisen datt, am Verglach mat der quasi-statescher Belaaschtungsrate spezifizéiert am ASTM C1135, d'Trennstabilitéit vum strukturelle Silikonmaterial bei enger ultimativer Belaaschtungsrate vu 5m / s (197in / s).Stäerkt an elongation Erhéijung.Gëtt d'Relatioun tëscht Belaaschtung a kierperlechen Eegeschaften un.
Zënter TSSA ass en héich elastescht Material mat méi héije Modulus a Kraaft wéi strukturell Silikon, gëtt erwaart déi selwecht allgemeng Leeschtung ze verfollegen.Och wann Laboratoire Tester mat héije Belaaschtungsraten net gemaach goufen, kann et erwaart ginn datt den héije Belaaschtungsquote an der Explosioun d'Kraaft net beaflosst.
D'bolted Glas gouf getest, entsprécht Explosiounsmitigatiounsnormen [11], a gouf um 2013 Glass Performance Day ausgestallt.Déi visuell Resultater weisen kloer d'Virdeeler vum mechanesche Fixéiere vum Glas nodeems d'Glas gebrach ass.Fir Systemer mat pure Klebstoffbefestigung wäert dëst eng Erausfuerderung sinn.
De Frame ass aus amerikanesche Standard Stahlkanal mat Dimensiounen vun 151 mm Déift x 48,8 mm Breet x 5,08 mm Webdeck (6 "x 1,92" x 0,20"), normalerweis C 6 "x 8,2 # Slot genannt.D'C-Kanäl ginn an den Ecker zesumme geschweest, an e 9 mm (0,375 Zoll) décke dräieckege Sektioun gëtt an den Ecker geschweest, zréck vun der Uewerfläch vum Frame.En 18mm (0,71 ″) Lach gouf an der Plack gebohrt, sou datt e Bolzen mat engem Duerchmiesser vu 14mm (0,55 ″) einfach dran agesat ginn.
TSSA Metal Armature mat engem Duerchmiesser vun 60 mm (2,36 Zoll) sinn 50 mm (2 Zoll) aus all Eck.Fëllt véier Armaturen op all Stéck Glas fir alles symmetresch ze maachen.Déi eenzegaarteg Feature vun TSSA ass datt et no bei de Rand vum Glas ka plazéiert ginn.Bohraccessoiren fir mechanesch Befestigung am Glas hunn spezifesch Dimensiounen aus dem Rand, déi an den Design agebaut musse ginn a musse virum Temperéierung gebohrt ginn.
D'Gréisst no bei der Kante verbessert d'Transparenz vum fäerdege System, a gläichzäiteg reduzéiert d'Adhäsioun vum Stäregelenk wéinst dem nidderegen Dréimoment op der typescher Stäregelenk.D'Glas fir dëse Projet ausgewielt ass zwee 6mm (1/4 ″) temperéiert transparent 1524mm x 1524mm (5′x 5′) Schichten laminéiert mat Sentry Glass Plus (SGP) Ionomer Zwëschenfilm 1.52mm (0.060) ").
Eng 1 mm (0,040 Zoll) décke TSSA Disc gëtt op e 60 mm (2,36 Zoll) Duerchmiesser priméiert Edelstahl Fitting applizéiert.De Primer ass entwéckelt fir d'Haltbarkeet vun der Adhäsioun op Edelstol ze verbesseren an ass eng Mëschung aus Silan an Titanat an engem Léisungsmëttel.D'Metalldisk gëtt géint d'Glas gedréckt mat enger gemoosser Kraaft vun 0,7 MPa (100 psi) fir eng Minutt fir Befeuchtung a Kontakt ze bidden.Setzt d'Komponenten an en Autoklav, deen 11,9 Bar (175 psi) an 133 C ° (272 ° F) erreecht, sou datt d'TSSA déi 30-Minute Soakzäit erreeche kann, déi néideg ass fir Aushärtung a Bindung am Autoklav.
Nodeems den Autoklav fäerdeg ass a gekillt ass, kontrolléiert all TSSA-Fitting an dréit se dann op 55Nm (40,6 Fouss Pond) fest fir eng Standardlaascht vun 1,3 MPa (190 psi) ze weisen.Accessoiren fir TSSA gi vu Sadev geliwwert a ginn als R1006 TSSA Accessoiren identifizéiert.
Assemblée den Haaptkierper vum Accessoir op d'Aushärtscheif op d'Glas a senken se an de Stahlrahmen.Ajustéieren a fixéieren d'Nëss op d'Bolzen, sou datt de externe Glas mat der Äussewelt vum Stahlrahmen flaach ass.Den 13mm x 13mm (1/2 "x½") Gelenk ronderëm de Glasperimeter ass mat enger zwee-Deel Struktur aus Silikon versiegelt, sou datt den Drockbelaaschtest den nächsten Dag ufänken kann.
Den Test gouf mat engem Schockröhre am Explosives Research Laboratory vun der University of Kentucky duerchgefouert.De Schockabsorberende Röhre besteet aus engem verstäerkten Stahlkierper, deen Eenheeten bis zu 3,7mx 3,7m op d'Gesiicht installéiere kann.
Den Impaktröhr gëtt ugedriwwen andeems Sprengstoff laanscht d'Längt vum Explosiounsröhre plazéiert ass fir déi positiv an negativ Phasen vum Explosiounsevenement ze simuléieren [12] [13].Setzt d'ganz Glas- a Stahlrahmenversammlung an de Schockabsorberende Röhre fir ze testen, wéi an der Figur 4.
Véier Drocksensoren sinn am Schockröhre installéiert, sou datt den Drock an de Puls präzis gemooss kënne ginn.Zwee digital Videokameraen an eng digital SLR Kamera goufen benotzt fir den Test opzehuelen.
D'MREL Ranger HR High-Speed-Kamera, déi no bei der Fënster ausserhalb vum Schockröhre läit, huet den Test mat 500 Frames pro Sekonn ageholl.Setzt en 20 kHz Oflehnungslaserrekord no bei der Fënster fir d'Deflektioun am Zentrum vun der Fënster ze moossen.
Déi véier Kaderkomponente goufen am Ganzen néng Mol getest.Wann d'Glas d'Ouverture net verléisst, retest de Komponent ënner méi héijen Drock an Impakt.An all Fall ginn Zildrock an Impuls- a Glasdeformatiounsdaten opgeholl.Dann gëtt all Test och bewäert no AAMA 510-14 [Feststration System Fräiwëlleg Richtlinnen fir Explosiounsrisiko Mitigatioun].
Wéi uewen beschriwwen, goufen véier Frame Assemblée getest bis d'Glas aus der Ouverture vun der Héichiewe port geläscht gouf.D'Zil vum éischten Test ass 69 kPa bei engem Puls vun 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec) z'erreechen.Ënnert der ugewandter Belaaschtung ass d'Glasfënster zerbriechen an aus dem Frame fräigelooss.Sadev Punkt Armature maachen TSSA un gebrach temperéiert Glas hänken.Wann dat gehärtem Glas zerbrach ass, huet d'Glas d'Ouverture verlooss no enger Oflehnung vun ongeféier 100 mm (4 Zoll).
Ënnert der Bedingung vun der Erhéijung vun der kontinuéierlecher Belaaschtung gouf de Frame 2 3 Mol getest.D'Resultater weisen datt de Feeler net geschitt ass bis den Drock 69 kPa (10 psi) erreecht huet.Déi gemoossene Drock vu 44,3 kPa (6,42 psi) an 45,4 kPa (6,59 psi) wäerten d'Integritéit vun der Komponent net beaflossen.Ënnert dem gemoossene Drock vun 62 kPa (9 psi) huet d'Ofdreiwung vum Glas Broch verursaacht, wat d'Glasfenster an der Ouverture verlooss huet.All TSSA Accessoiren si mat gebrochenen temperéierten Glas befestegt, d'selwecht wéi an der Figur 7.
Ënnert der Bedingung vun der Erhéijung vun der kontinuéierlecher Belaaschtung gouf de Frame 3 zweemol getest.D'Resultater weisen datt den Ausfall net geschitt ass bis den Drock d'Ziel erreecht huet 69 kPa (10 psi).De gemoossene Drock vu 48,4 kPa (7,03) psi wäert d'Integritéit vun der Komponent net beaflossen.D'Datensammlung huet d'Deflektioun net erlaabt, awer d'visuell Observatioun vum Video huet gewisen datt d'Deflektioun vum Frame 2 Test 3 a Frame 4 Test 7 ähnlech waren.Ënnert dem Miessdrock vu 64 kPa (9,28 psi) huet d'Ofbéiung vum Glas gemooss op 190,5 mm (7,5 ″) zu Broch gefouert, wat d'Glasfenster an der Ouverture verlooss huet.All TSSA Accessoiren sinn mat gebrach temperéiert Glas befestegt, déi selwecht wéi Figur 7.
Mat ëmmer méi kontinuéierlecher Belaaschtung gouf de Frame 4 3 Mol getest.D'Resultater weisen datt de Feeler net geschitt ass bis den Drock fir d'zweet Kéier den Zil 10 psi erreecht huet.Déi gemoossene Drock vu 46,8 kPa (6,79) an 64,9 kPa (9,42 psi) wäerten d'Integritéit vun der Komponent net beaflossen.Am Test #8 gouf d'Glas gemooss fir 100 mm (4 Zoll) ze béien.Et gëtt erwaart datt dës Belaaschtung d'Glas briechen, awer aner Datepunkte kënne kritt ginn.
Am Test #9 huet de gemoossene Drock vu 65,9 kPa (9,56 psi) d'Glas ëm 190,5 mm (7,5 ″) ofgeleent an huet Broch verursaacht, an d'Glasfenster an der Ouverture hannerlooss.All TSSA Accessoiren si mat der selwechter gebrach temperéiert Glas befestegt wéi an der Figur 7 An alle Fäll kënnen d'Accessoiren einfach aus dem Stolframe geläscht ginn ouni offensichtlech Schued.
D'TSSA fir all Test bleift onverännert.Nom Test, wann d'Glas intakt bleift, gëtt et keng visuell Ännerung an TSSA.Den High-Speed-Video weist datt d'Glas am Mëttelpunkt vun der Spann brécht an dann d'Ouverture verléisst.
Vum Verglach vu Glasfehler a kee Versoen an der Figur 8 an der Figur 9 ass et interessant ze bemierken datt de Glasfrakturmodus wäit ewech vum Befestigungspunkt geschitt, wat beweist datt den ongebondenen Deel vum Glas de Béiepunkt erreecht huet, wat kënnt séier un De bréchege Rendementpunkt vum Glas ass relativ zum Deel dee gebonnen bleift.
Dëst weist datt während dem Test d'gebrach Placke an dësen Deeler wahrscheinlech ënner Schéierkraaft bewegen.D'Kombinatioun vun dësem Prinzip an d'Beobachtung datt den Ausfallmodus d'Verbrechung vun der Glasdicke bei der Klebstoff-Interface schéngt, wéi d'virgeschriwwe Belaaschtung eropgeet, sollt d'Performance verbessert ginn andeems d'Glasdicke erhéicht gëtt oder d'Oflehnung mat anere Mëttelen kontrolléiert.
Test 8 vum Frame 4 ass eng agreabel Iwwerraschung an der Testanlag.Obwuel d'Glas net beschiedegt ass, sou datt de Frame erëm getest ka ginn, kënnen d'TSSA an d'Ëmgéigend Dichtungsstreifen nach ëmmer dës grouss Laascht behalen.Den TSSA System benotzt véier 60mm Uschlëss fir d'Glas z'ënnerstëtzen.D'Design-Windlaste si live a permanent Lasten, béid bei 2,5 kPa (50 psf).Dëst ass e moderéierten Design, mat idealer architektonescher Transparenz, weist extrem héich Lasten, an TSSA bleift intakt.
Dës Etude gouf duerchgefouert fir ze bestëmmen ob d'Klebstoff Adhäsioun vum Glassystem e puer inherent Risiken oder Mängel huet wat d'Niddereg Ufuerderunge fir d'Sandstrahlungsleistung ugeet.Natierlech ass en einfachen 60mm TSSA Accessoir System nieft dem Rand vum Glas installéiert an huet d'Leeschtung bis d'Glas brécht.Wann d'Glas entworf ass fir Broch ze widderstoen, ass TSSA eng liewensfäeg Verbindungsmethod déi e gewësse Grad vu Schutz ubitt, wärend d'Ufuerderunge vum Gebai fir Transparenz an Offenheet behalen.
Geméiss dem ASTM F2912-17 Standard erreechen déi gepréift Fënsterkomponenten den H1 Geforniveau um C1 Standardniveau.De Sadev R1006 Accessoire deen an der Studie benotzt gëtt ass net beaflosst.
D'temperéiert Glas benotzt an dëser Etude ass de "schwaache Link" am System.Wann d'Glas gebrach ass, kann TSSA an d'Ëmgéigend Dichtungsstreifen net eng grouss Quantitéit Glas behalen, well eng kleng Quantitéit vu Glasfragmenter op der Silikonmaterial bleiwen.
Aus engem Design a Performance Siicht ass den TSSA Klebstoff System bewisen fir en héije Schutzniveau an explosive-gradige Fassadkomponenten op den initialen Niveau vun explosive Performance Indikatoren ze bidden, wat wäit vun der Industrie ugeholl gouf.Déi getest Fassad weist datt wann d'Explosiounsgefor tëscht 41,4 kPa (6 psi) an 69 kPa (10 psi) ass, d'Performance um Risikoniveau wesentlech anescht ass.
Wéi och ëmmer, et ass wichteg datt den Ënnerscheed an der Geforklassifikatioun net un de Klebstofffehler zouzeschreiwen ass wéi de kohäsiven Ausfallmodus vu Klebstoff a Glasfragmenter tëscht de Geforegrenzen uginn.Laut Observatioune gëtt d'Gréisst vum Glas entspriechend ugepasst fir d'Oflehnung ze minimiséieren fir Bréchheet ze vermeiden wéinst enger verstäerkter Schéierreaktioun op der Interface vu Biegen an Befestigung, wat e Schlësselfaktor bei der Leeschtung schéngt.
Zukünfteg Designen kënnen d'Geforenniveau ënner méi héije Lasten reduzéieren andeems d'Dicke vum Glas erhéicht gëtt, d'Positioun vum Punkt relativ zum Rand fixéiert an de Kontaktdiameter vum Klebstoff erhéicht.
[1] ASTM F2912-17 Standard Glasfaser Spezifikatioun, Glas a Glas Systemer ënnerleien Héich Héicht Lasten, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Hilliard, JR, Paris, CJ a Peterson, CO, Jr., "Strukturell Dichtglas, Dichtungstechnologie fir Glassystemer", ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, p.67-99 Säiten.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, and Gladstone, M., "Seismic Performance of Structural Silica Glass", Building Sealing, Sealant, Glass and Waterproof Technology, Volume 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, editor, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, S. 46-59.[4] Carbary, LD, "Iwwerpréiwung vun Haltbarkeet a Leeschtung vun Silikon Strukturell Glas Fënster Systemer", Glas Leeschtung Day, Tampere Finnland, Juni 2007, Konferenz Prozeduren, Säiten 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, an Takish, MS, "Performance of Silicone Structural Adhesives", Glass System Science and Technology, ASTM STP1054, CJ University of Paris, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1989 Joer, S. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. a Carbary L. D, "Transparent Structural Silicone Adhesive for Fixing Glazing Dispensing (TSSA) Preliminary assessment of the mechanical Eegeschaften an Haltbarkeet vum Stol", The Fourth International Durability Symposium "Construction Sealants and Adhesives", ASTM International Magazine, online publizéiert, August 2011, Volume 8, Issue 10 (11 November 2011 Mount), JAI 104084, verfügbar vun der folgender Websäit : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Transparent Struktur Silikonklebstoff, Glas Performance Day, Tampere, Finnland, Juni 2011, Verhandlunge vun der Versammlung, Säiten 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "New Generation Structural Silica Glass" Facade Design and Engineering Journal 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, a 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, Standard Test Method for Determining the Tensile Adhesion Performance of Structural Sealants, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , "Progress in Explosion-proof Bolt-Fixed Glass", Glas Performance Day, Juni 2103, Versammlungsprotokoll, S. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Standard Testmethod fir Glas a Glassystemer, déi héich Wandlaaschten ënnerworf sinn , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Hochzäit, William Chad a Braden T.Lusch."Eng nei Method fir d'Reaktioun vun anti-explosive Glassystemer op explosive Lasten ze bestëmmen."Metresch 45,6 (2012): 1471-1479.[14] "Fräiwëlleg Richtlinnen fir Mitigating der Explosioun Gefor vun vertikalen Fënster Systemer" AAMA 510-14.