Системите со фиксирани стакла кои го задоволуваат ова архитектонско барање се особено популарни во влезовите на земјата или јавните површини.Неодамнешните технолошки достигнувања овозможија употреба на лепила со ултра висока јачина за прицврстување на овие големи пемза на додатоците без потреба од дупчење на дупки во стаклото.
Типичната локација на земјата ја зголемува веројатноста дека системот мора да дејствува како заштитен слој за станарите во зградата и ова барање ги надминува или ги надминува типичните барања за оптоварување на ветерот.Направени се некои тестови на системот за фиксирање на точки за дупчење, но не и на методот на поврзување.
Целта на овој напис е да се сними симулациски тест со помош на ударна цевка со експлозивни полнења за да се симулира експлозија за да се симулира ударот на експлозивно оптоварување на врзана проѕирна компонента.Овие променливи го вклучуваат оптоварувањето на експлозијата дефинирано со ASTM F2912 [1], што се изведува на тенка плоча со SGP јономерски сендвич.Ова истражување е првпат да може да ги измери потенцијалните експлозивни перформанси за големи тестирања и архитектонски дизајн.Прикачете четири TSSA фитинзи со дијаметар од 60 mm (2,36 инчи) на стаклена плоча со димензии 1524 x 1524 mm (60 инчи x 60 инчи).
Четирите компоненти натоварени на 48,3 kPa (7 psi) или пониски не ги оштетија или влијаеа на TSSA и стаклото.Пет компоненти беа натоварени под притисок над 62 kPa (9 psi), а четири од петте компоненти покажаа кршење на стаклото, предизвикувајќи стаклото да се помести од отворот.Во сите случаи, TSSA остана прицврстена за металните фитинзи и не беше пронајден дефект, адхезија или спојување.Тестирањето покажа дека, во согласност со барањата на AAMA 510-14, тестираниот дизајн TSSA може да обезбеди ефективен безбедносен систем под оптоварување од 48,3 kPa (7 psi) или пониско.Податоците генерирани овде може да се користат за инженерство на системот TSSA за да се исполни одреденото оптоварување.
Џон Кимберлен (Џон Кимберлен) е експерт за напредни апликации за силиконите со високи перформанси на Dow Corning.Лоренс Ди.
Структурното силиконско прицврстување на стаклени панели се користи скоро 50 години за подобрување на естетиката и перформансите на модерните згради [2] [3] [4] [5].Методот на фиксирање може да го направи мазен континуиран надворешен ѕид со висока транспарентност.Желбата за зголемена транспарентност во архитектурата доведе до развој и употреба на ѕидови од кабелска мрежа и надворешни ѕидови со завртки.Архитектонски предизвикувачки знаменитости згради ќе ја вклучуваат денешната модерна технологија и мора да се усогласат со локалните градежни и безбедносни кодови и стандарди.
Проучено е проѕирното структурно силиконско лепило (TSSA) и предложен е метод за потпирање на стаклото со делови за фиксирање на завртки наместо дупки за дупчење [6] [7].Технологијата на транспарентен лепак со цврстина, адхезија и издржливост има низа физички својства кои им овозможуваат на дизајнерите на завеси да го дизајнираат системот за поврзување на уникатен и нов начин.
Кружни, правоаголни и триаголни додатоци кои одговараат на естетиката и структурните перформанси се лесни за дизајн.TSSA се стврднува заедно со ламинираното стакло што се обработува во автоклав.По отстранувањето на материјалот од циклусот на автоклав, може да се заврши 100% тест за верификација.Оваа предност за обезбедување квалитет е единствена за TSSA бидејќи може да обезбеди моментална повратна информација за структурниот интегритет на склопот.
Проучени се отпорноста на удар [8] и ефектот на апсорпција на удари на конвенционалните структурни силиконски материјали [9].Волф и сор.обезбедени податоци генерирани од Универзитетот во Штутгарт.Овие податоци покажуваат дека, во споредба со квази-статичката стапка на напрегање специфицирана во ASTM C1135, цврстината на истегнување на структурниот силиконски материјал е со крајна стапка на напрегање од 5 m/s (197 in/s).Јачината и издолжувањето се зголемуваат.Укажува на односот помеѓу напорот и физичките својства.
Бидејќи TSSA е високо еластичен материјал со поголем модул и цврстина од структурниот силикон, се очекува да ги следи истите општи перформанси.Иако не се извршени лабораториски тестови со високи стапки на напрегање, може да се очекува дека високата стапка на деформација во експлозијата нема да влијае на јачината.
Завртеното стакло е тестирано, ги исполнува стандардите за ублажување на експлозијата [11] и беше изложено на Денот на изведбата на стаклото во 2013 година.Визуелните резултати јасно ги покажуваат предностите на механичкото фиксирање на стаклото откако ќе се скрши стаклото.За системи со чисто лепило, ова ќе биде предизвик.
Рамката е изработена од американски стандарден челичен канал со димензии од 151 mm длабочина x 48,8 mm ширина x 5,08 mm дебелина на мрежата (6” x 1,92” x 0,20”), обично наречен слот C 6” x 8,2#.Каналите C се заваруваат заедно на аглите, а триаголен пресек со дебелина од 9 mm (0,375 инчи) е заварен на аглите, поставен назад од површината на рамката.Во плочата беше издупчена дупка од 18 мм (0,71 инчи) за да може лесно да се вметне завртка со дијаметар од 14 мм (0,55 инчи).
Металните фитинзи TSSA со дијаметар од 60 mm (2,36 инчи) се наоѓаат на 50 mm (2 инчи) од секој агол.Нанесете четири фитинзи на секое парче стакло за да направите сè симетрично.Уникатната карактеристика на TSSA е тоа што може да се постави блиску до работ на стаклото.Додатоци за дупчење за механичко прицврстување во стакло имаат специфични димензии почнувајќи од работ, кои мора да бидат вградени во дизајнот и мора да се дупчат пред калење.
Големината блиску до работ ја подобрува проѕирноста на готовиот систем, а во исто време ја намалува адхезијата на ѕвездениот спој поради помалиот вртежен момент на типичниот ѕвезден спој.Стаклото избрано за овој проект е два 6mm (1/4") калено проѕирно 1524mm x 1524mm (5'x 5') слоја ламинирани со Sentry Glass Plus (SGP) јономерен среден филм 1,52mm (0,060) ").
Дискот TSSA со дебелина од 1 mm (0,040 инчи) се нанесува на монтажа од нерѓосувачки челик со премаз од 60 mm (2,36 инчи).Прајмерот е дизајниран да ја подобри издржливоста на адхезијата на нерѓосувачки челик и е мешавина од силин и титанат во растворувач.Металниот диск се притиска на стаклото со измерена сила од 0,7 MPa (100 psi) за една минута за да обезбеди навлажнување и контакт.Ставете ги компонентите во автоклав што достигнува 11,9 Bar (175 psi) и 133 C° (272 °F), така што TSSA може да го достигне времето на киснење од 30 минути потребно за стврднување и лепење во автоклавот.
Откако автоклавот е завршен и изладен, проверете го секој TSSA фитинг и потоа затегнете го на 55 Nm (40,6 фунги) за да покаже стандардно оптоварување од 1,3 MPa (190 psi).Додатоци за TSSA се обезбедени од Садев и се идентификувани како додатоци R1006 TSSA.
Составете го главното тело на додатокот на дискот за лекување на стаклото и спуштете го во челичната рамка.Прилагодете ги и фиксирајте ги навртките на завртките така што надворешното стакло ќе биде на исто ниво со надворешната страна на челичната рамка.Спојот од 13 mm x 13 mm (1/2″ x½“) што го опкружува стаклениот периметар е запечатен со дводелна структура од силикон, така што тестот за оптоварување под притисок може да започне следниот ден.
Тестот беше извршен со помош на шок цевка во Лабораторијата за истражување на експлозиви на Универзитетот во Кентаки.Цевката што апсорбира удари е составена од армирано челично тело, кое може да инсталира единици до 3,7mx3,7m на лицето.
Ударната цевка се придвижува со поставување експлозив по должината на цевката за експлозија за да се симулираат позитивните и негативните фази на настанот на експлозијата [12] [13].Ставете ја целата стаклена и челична рамка за тестирање во цевката за апсорпција на удари, како што е прикажано на слика 4.
Во внатрешноста на цевката за удар се инсталирани четири сензори за притисок, така што притисокот и пулсот може точно да се измерат.За снимање на тестот се користени две дигитални видео камери и дигитална SLR камера.
Камерата со голема брзина MREL Ranger HR која се наоѓа во близина на прозорецот надвор од ударната цевка го сними тестот со 500 фрејмови во секунда.Поставете ласерски рекорд за отклонување од 20 kHz во близина на прозорецот за да го измерите отклонувањето во центарот на прозорецот.
Четирите рамковни компоненти беа тестирани вкупно девет пати.Ако стаклото не го напушта отворот, повторно тестирајте ја компонентата под поголем притисок и удар.Во секој случај, целниот притисок и импулсните податоци и деформациите на стаклото се снимаат.Потоа, секој тест е исто така оценет според AAMA 510-14 [Доброволни упатства на системот за фестација за намалување на опасноста од експлозија].
Како што е опишано погоре, четири склопови на рамки беа тестирани додека стаклото не се извади од отворот на отворот за експлозија.Целта на првиот тест е да достигне 69 kPa при пулс од 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Под нанесеното оптоварување, стаклениот прозорец се скрши и се ослободи од рамката.Садев точкестите фитинзи прават TSSA да се придржува до скршеното калено стакло.Кога зајакнатото стакло се скрши, стаклото го напушти отворот по отклонување од приближно 100 mm (4 инчи).
Под услов на зголемено континуирано оптоварување, рамката 2 беше тестирана 3 пати.Резултатите покажаа дека дефектот не се случил додека притисокот не достигне 69 kPa (10 psi).Измерените притисоци од 44,3 kPa (6,42 psi) и 45,4 kPa (6,59 psi) нема да влијаат на интегритетот на компонентата.Под измерениот притисок од 62 kPa (9 psi), отклонувањето на стаклото предизвикало кршење, оставајќи го стаклениот прозорец во отворот.Сите додатоци на TSSA се прикачени со скршено калено стакло, исто како на Слика 7.
Под услов на зголемено континуирано оптоварување, рамката 3 беше тестирана двапати.Резултатите покажаа дека дефектот не се случил додека притисокот не ја достигне целта 69 kPa (10 psi).Измерениот притисок од 48,4 kPa (7,03) psi нема да влијае на интегритетот на компонентата.Собирањето податоци не успеа да дозволи отклонување, но визуелното набљудување од видеото покажа дека отклонувањето на рамката 2 тест 3 и рамката 4 тест 7 се слични.Под мерниот притисок од 64 kPa (9,28 psi), отклонувањето на стаклото измерено на 190,5 mm (7,5″) резултираше со кршење, оставајќи го стаклениот прозорец во отворот.Сите додатоци на TSSA се прикачени со скршено калено стакло, исто како на Слика 7.
Со зголемено континуирано оптоварување, рамката 4 беше тестирана 3 пати.Резултатите покажаа дека неуспехот не се случил додека притисокот не ја достигне целта 10 psi по втор пат.Измерените притисоци од 46,8 kPa (6,79) и 64,9 kPa (9,42 psi) нема да влијаат на интегритетот на компонентата.Во тестот #8, стаклото беше измерено да се свиткува 100 mm (4 инчи).Се очекува дека ова оптоварување ќе предизвика кршење на стаклото, но може да се добијат други точки на податоци.
Во тестот #9, измерениот притисок од 65,9 kPa (9,56 psi) го оттргна стаклото за 190,5 mm (7,5″) и предизвика кршење, оставајќи го стаклениот прозорец во отворот.Сите додатоци TSSA се прикачени со истото скршено калено стакло како на Слика 7 Во сите случаи, додатоците може лесно да се отстранат од челичната рамка без очигледни оштетувања.
TSSA за секој тест останува непроменет.По тестот, кога стаклото останува недопрено, нема визуелна промена во TSSA.Видеото со голема брзина покажува како стаклото се крши на средната точка на распонот и потоа го напушта отворот.
Од споредбата на дефект на стаклото и без дефект на слика 8 и слика 9, интересно е да се забележи дека режимот на фрактура на стаклото се јавува далеку од точката на прицврстување, што покажува дека неврзаниот дел од стаклото ја достигнал точката на свиткување, која брзо се приближува Кршливата точка на попуштање на стаклото е во однос на делот што останува врзан.
Ова покажува дека за време на тестот, скршените плочи во овие делови најверојатно ќе се движат под сили на смолкнување.Комбинирајќи го овој принцип и набљудувањето дека режимот на неуспех се чини дека е кршливост на дебелината на стаклото на интерфејсот на лепилото, како што се зголемува пропишаното оптоварување, перформансите треба да се подобрат со зголемување на дебелината на стаклото или контролирање на отклонувањето со други средства.
Тестот 8 од Рамката 4 е пријатно изненадување во објектот за тестирање.Иако стаклото не е оштетено за да може рамката повторно да се тестира, TSSA и околните заптивни ленти сè уште можат да го одржат овој голем товар.Системот TSSA користи четири приклучоци од 60 mm за поддршка на стаклото.Дизајнерските оптоварувања на ветерот се тековни и постојани оптоварувања, и двете на 2,5 kPa (50 psf).Ова е умерен дизајн, со идеална архитектонска транспарентност, покажува екстремно високи оптоварувања, а TSSA останува недопрена.
Оваа студија беше спроведена за да се утврди дали адхезијата на лепилото на стаклениот систем има некои вродени опасности или дефекти во однос на барањата на ниско ниво за изведба на пескарење.Очигледно, едноставен систем за додатоци TSSA од 60 mm е инсталиран во близина на работ на стаклото и има перформанси додека стаклото не се скрши.Кога стаклото е дизајнирано да се спротивстави на кршењето, TSSA е остварлив метод за поврзување кој може да обезбеди одреден степен на заштита додека ги одржува барањата на зградата за транспарентност и отвореност.
Според стандардот ASTM F2912-17, тестираните компоненти на прозорецот го достигнуваат нивото на опасност H1 на стандардното ниво C1.Додатокот Sadev R1006 што се користи во студијата не е засегнат.
Каленото стакло што се користи во оваа студија е „слабата алка“ во системот.Откако ќе се скрши стаклото, TSSA и околната заптивна лента не можат да задржат голема количина стакло, бидејќи мала количина стаклени фрагменти остануваат на силиконскиот материјал.
Од гледна точка на дизајнот и перформансите, системот за лепило TSSA е докажано дека обезбедува високо ниво на заштита кај фасадните компоненти со степен на експлозивност на почетното ниво на индикатори за експлозивни перформанси, што е широко прифатено од индустријата.Тестираната фасада покажува дека кога опасноста од експлозија е помеѓу 41,4 kPa (6 psi) и 69 kPa (10 psi), перформансите на нивото на опасност се значително различни.
Сепак, важно е разликата во класификацијата на опасност да не се припише на дефект на лепилото како што е наведено со режимот на кохезивна дефект на лепилото и фрагментите од стакло помеѓу праговите на опасност.Според набљудувањата, големината на стаклото е соодветно прилагодена за да се минимизира отклонувањето за да се спречи кршливост поради зголемената реакција на смолкнување на интерфејсот на свиткување и прицврстување, што се чини дека е клучен фактор во перформансите.
Идните дизајни можеби ќе можат да го намалат нивото на опасност при поголеми оптоварувања со зголемување на дебелината на стаклото, фиксирање на положбата на точката во однос на работ и зголемување на дијаметарот на контактот на лепилото.
[1] ASTM F2912-17 Стандардна спецификација за стаклени влакна, системи за стакло и стакло кои се предмет на оптоварување на голема височина, ASTM International, Западен Коншакен, Пенсилванија, 2017 година, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Хилиард, JR, Paris, CJ и Peterson, CO, Jr., „Структурно заптивната смеса, технологија за заптивки за стаклени системи“, ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Пенсилванија, 1977 година, стр.67-99 страници.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, and Gladstone, M., “Seismic Performance of Structural Silica Glass”, Building Sealing, Sealant, Glass and Waterproof Technology, Том 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, уредник, ASTM International, West Conshohocken, Пенсилванија, 1996 година, стр. 46-59.[4] Carbary, LD, „Преглед на издржливоста и перформансите на системите со силиконски структурни стаклени прозорци“, Ден на изведба на стакло, Тампере Финска, јуни 2007 година, Зборник на трудови од конференцијата, страници 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, and 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 Години, стр. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. and Carbary L. D, „Транспарентно структурно силиконско лепило за фиксирање на застаклување на издавање (TSSA) Прелиминарна проценка на механичката својства и издржливост на челикот“, Четвртиот меѓународен симпозиум за издржливост „Градежни заптивки и лепила“, ASTM International Magazine, објавено на интернет, август 2011 година, том 8, број 10 (11 ноември 2011 месец), JAI 104084, достапно на следната веб-страница : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Транспарентна структура силиконски лепило, Glass Performance Day, Тампере, Финска, јуни 2011 година, Зборник на трудови од состанокот, страници 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 ] Кенет Јарош, Андреас Т. Волф и Сигурд Сите „Проценка на силиконски гумени заптивки во дизајнот на прозори отпорни на куршуми и завесни ѕидови со високи стапки на движење“, ASTM International Magazine, број 1. 6. Хартија бр. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15. , „Напредок во стаклото со завртки отпорно на експлозија“, Ден на изведба на стакло, јуни 2103 година, записник од состанокот, стр. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Стандарден метод за тестирање за стакло и стаклени системи подложени на високи оптоварувања на ветерот , ASTM International, West Conshohocken, Пенсилванија, 2017 година, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Вединг, Вилијам Чад и Брејден Т.Луск.„Нов метод за одредување на одговорот на антиексплозивните стаклени системи на експлозивни товари“.Метрички 45,6 (2012): 1471-1479.[14] „Доброволни упатства за ублажување на опасноста од експлозија на вертикални прозорски системи“ AAMA 510-14.