Quali test di adesione e compatibilità sono necessari per il silicone per vetrate strutturali?

In una facciata strutturalmente vetrata, un cordone di silicone è l'unico elemento che fissa il vetro all'edificio.

Nessuna piastra di pressione, nessun cappuccio di copertura, nessun sistema di fissaggio meccanico. Il carico del vento si trasferisce dal vetro al telaio interamente attraverso l'incollaggio, e tale incollaggio deve resistere per tutta la vita dell'edificio a ogni ciclo termico, a ogni movimento e a ogni agente contaminante a cui viene esposto.

Ecco perché i test non sono facoltativi e perché richiedono più tempo di quanto previsto dalla maggior parte dei programmi. Un sigillante che aderisce perfettamente a un prodotto in vetro rivestito può non funzionare su un prodotto nominalmente simile di un altro fornitore, perché la composizione chimica del rivestimento è diversa. L'unico modo per saperlo è testare i materiali che verranno effettivamente utilizzati nel progetto.

Questo articolo illustra quali test sono necessari, perché esistono e quando iniziare. PRANCE fornisce sistemi di facciata continua comprese configurazioni con vetrate strutturali.

Perché sono necessari test specifici per il progetto?

Le informazioni generiche sul prodotto indicano che il sigillante funziona. Non indicano però se il sigillante funziona sul tuo vetro.

Quattro variabili modificano la risposta, e tutte sono specifiche del progetto:

Rivestimento per vetro. La composizione dei rivestimenti a bassa emissività (Low-E) varia a seconda del produttore e della generazione del prodotto. Il sigillante aderisce al rivestimento, non al vetro sottostante.

Finitura del telaio. Le superfici verniciate a polvere, PVDF e anodizzate presentano composizioni chimiche diverse e le formulazioni variano tra i fornitori di rivestimenti e persino tra i diversi lotti di produzione.

Materiali adiacenti. Blocchi di fissaggio, distanziatori, guarnizioni, cordone di supporto, sigillante secondario per vetro isolante e qualsiasi nastro adesivo nella tasca di vetratura sono tutti a contatto con o vicino al silicone strutturale.

Condizioni del sito. La temperatura e l'umidità durante l'applicazione influenzano la polimerizzazione, mentre la contaminazione della superficie influisce sull'adesione.

Ciascuno di questi fattori può causare un errore che i dati generici non sarebbero mai in grado di prevedere. Condizioni della superficie e loro effetto sull'adesione è la causa principale più comune quando i legami si rompono.

Test di adesione del silicone strutturale

Il requisito fondamentale è verificare che il sigillante aderisca effettivamente ai substrati specifici.

Adesione a strappo ASTM C794

Il test di riferimento. Un cordone di sigillante viene applicato su un campione del substrato reale con una striscia di tessuto incorporata, polimerizzato e poi staccato con un angolo definito mentre viene registrata la forza.

Oltre al valore della forza, ciò che conta è anche la modalità di rottura:

• Il risultato desiderato è la rottura coesiva , in cui il sigillante si lacera al suo interno lasciando del materiale sul substrato.

• Il cedimento adesivo , in cui il sigillante si stacca nettamente dal substrato, è un cedimento indipendentemente dalla forza registrata.

Un risultato che mostra un'elevata resistenza allo strappo con cedimento adesivo è comunque un fallimento, e questa distinzione sfugge a chi legge solo il numero.

Adesione a trazione ASTM C1135

Misura la resistenza alla trazione e il modulo elastico del giunto di sigillante polimerizzato tra due substrati, utilizzando un provino standard a forma di H sottoposto a trazione fino alla rottura.

Questo processo genera i valori di progetto che l'ingegnere utilizza per calcolare la dimensione di tenuta. Il giunto in silicone strutturale viene dimensionato a partire da questi valori, unitamente alla pressione del vento di progetto e alle dimensioni del pannello.

Specifiche ASTM C1184

La norma di specifica per i sigillanti siliconici strutturali, che definisce le proprietà che un prodotto deve possedere per essere classificato come sigillante per vetrate strutturali. Qualifica il prodotto, non l'assemblaggio del progetto.

Test di compatibilità del silicone strutturale

Questione diversa dall'adesione. La compatibilità chiede se i materiali a contatto con il sigillante lo degradano, lo macchiano o interferiscono con la sua polimerizzazione.

Compatibilità con ASTM C1087

Campioni di ogni materiale accessorio che entrerà in contatto o sarà adiacente al silicone strutturale vengono posizionati contro il sigillante indurito ed esposti a condizioni accelerate, solitamente luce ultravioletta attraverso un vetro.

La valutazione mira a individuare eventuali scolorimenti, rammollimenti, perdita di adesione o interazioni visibili.

Materiale da presentare:

• Blocchi di base e blocchi di bordo

• Guarnizioni per vetri e nastro distanziatore

• Sigillante secondario per vetro isolante , che è a diretto contatto con il bordo dell'unità

• Sigillante per esterni , dove per la giunzione esterna viene utilizzato un prodotto diverso

• Barra di supporto

• Qualsiasi nastro adesivo utilizzato nella tasca del vetro

• Solventi detergenti e primer consigliati per l'uso

Il sigillante secondario per vetri isolanti riveste un'importanza particolare. I sigillanti secondari a base di polisolfuro e poliuretano non sono sempre compatibili con il silicone strutturale, motivo per cui le unità di vetro isolante strutturale utilizzano normalmente un sigillante secondario a base di silicone.

Colorazione ASTM C1248

Verifica se il sigillante macchia i substrati porosi. Rilevante quando la facciata incorpora pietra, cemento o altri materiali porosi adiacenti alla vetrata, e solitamente non richiesto in un sistema interamente in vetro e alluminio.

Test del substrato del sigillante per vetri: cosa presentare?

I test sono validi solo se i campioni sono effettivamente rappresentativi, ed è proprio qui che sorgono gli errori.

Inviare al produttore del sigillante:

• Campioni di vetro reali con il rivestimento specificato, provenienti, ove possibile, dalla stessa produzione.

• Campioni reali di estrusione del telaio con la finitura specificata, provenienti dal lotto di finitura.

• Ogni materiale accessorio sopra elencato, come fornito

• Il solvente di pulizia e il primer proposti

• Dettagli del progetto , tra cui pressione del vento di progetto, dimensioni dei pannelli e intervallo di temperatura di esercizio previsto.

Ciò che viene restituito è una lettera di approvazione specifica per il progetto da parte del produttore del sigillante, che conferma i materiali testati, i risultati, la preparazione della superficie raccomandata, se è necessario un primer e qualsiasi limitazione.

Quella lettera è normalmente un requisito per la presentazione della documentazione e spesso anche una condizione per la garanzia. Prove di laboratorio per l'assemblaggio copre i test di prestazione paralleli sull'intero sistema.

Implicazioni del programma

La parte più spesso sottovalutata.

In genere, i test richiedono diverse settimane dal ricevimento dei campioni, presupponendo che questi arrivino puntualmente e completi. Aggiungendo il tempo necessario per reperire campioni rappresentativi, che richiede che il vetro e la finitura siano definiti, la sequenza risultante è la seguente:

• Specifiche del vetro e della finitura confermate

• Campioni ottenuti dalla produzione reale

• Campioni spediti al produttore di sigillanti

• Test effettuati

• Lettera di approvazione emessa

• Documento inviato esaminato e approvato.

Avviare questa catena in ritardo accelera la produzione dei vetri, che a sua volta accelera il montaggio. Avviarla in anticipo non costa nulla.

Una nota pratica: se il fornitore del vetro o la finitura cambiano dopo la fase di collaudo, quest'ultima decade. Qualsiasi sostituzione richiede un nuovo collaudo, motivo per cui l'ottimizzazione dei costi del vetro rivestito nelle fasi finali di un progetto è più problematica di quanto sembri.

Controllo qualità sul campo

L'approvazione di laboratorio riguarda i materiali. I lavori in cantiere devono comunque essere eseguiti correttamente e i cedimenti delle vetrate strutturali sono più spesso dovuti a difetti di manodopera che ai materiali.

Preparazione della superficie. Metodo di pulizia a due panni: il solvente viene applicato con un panno pulito e asciugato con un secondo panno prima dell'evaporazione. L'utilizzo di panni contaminati o riutilizzati compromette l'efficacia del processo.

Applicazione del primer laddove richiesto dalla lettera di approvazione, entro i tempi indicati, prima dell'applicazione del sigillante.

Dimensioni del giunto. Spessore del morso e della linea di incollaggio verificato rispetto ai valori di progetto. Un giunto troppo sottile cede strutturalmente, mentre uno troppo spesso polimerizza male.

Condizioni di stagionatura. Temperatura e umidità entro i limiti indicati dal produttore, con un tempo di stagionatura adeguato prima che le unità vengano maneggiate o caricate.

Prova di rottura e prova di trazione manuale. Campionamento distruttivo a frequenza definita, trazione di un cordone indurito per confermare la rottura coesiva.

Prova di smaltatura. Rimozione periodica di un campione per verificare l'adesione su tutta la superficie del giunto.

I verbali di questi controlli devono essere inclusi nella documentazione di consegna. Incollaggio di assemblaggi curvi e sfaccettati Ciò aggiunge ulteriore complessità, poiché il vetro curvato a freddo esercita una forza continua sul legame, anziché solo un carico generato dal vento.

Cause comuni di fallimento delle obbligazioni

Cinque, in ordine approssimativo di frequenza.

Pulizia inadeguata della superficie. Presenza di residui di agente distaccante, polvere o unto delle dita sulla superficie di incollaggio.

Materiale accessorio incompatibile. Solitamente si tratta di un blocco di fissaggio, un nastro adesivo o un sigillante secondario sostituito in loco senza verifica.

Primer errato o assenza di primer laddove l'omologazione lo richiedeva.

Polimerizzazione compromessa. Unità manipolate o caricate prima che il sigillante raggiungesse la resistenza adeguata.

Sostituzione del substrato. Un vetro rivestito diverso o un lotto di finitura diverso da quello testato.

Sigillanti antincendio e relative certificazioni Una logica simile va applicata anche al bordo della lastra, dove una diversa famiglia di prodotti presenta specifici requisiti di compatibilità.

Istruzioni per l'installazione Le procedure relative al sito sono pubblicate insieme alla documentazione del nostro sistema.

Domande frequenti

1. Perché il silicone strutturale necessita di test specifici per il progetto?

Questo perché il sigillante si lega al rivestimento e alla finitura, piuttosto che al vetro e all'alluminio in astratto. La composizione chimica dei rivestimenti varia tra i diversi produttori e le diverse generazioni di prodotto, e le formulazioni delle finiture variano a seconda del fornitore e del lotto, quindi solo testando i materiali effettivi è possibile confermare l'adesione.

2. Qual è la differenza tra test di adesione e test di compatibilità?

I test di adesione confermano che il sigillante aderisce ai substrati e si stacca in modo coesivo anziché sfaldarsi. I test di compatibilità confermano che i materiali adiacenti, come blocchi di fissaggio, guarnizioni e sigillanti secondari, non si degradano, non macchiano e non interferiscono con il silicone strutturale.

3. Quale modalità di rottura dovrebbe evidenziare un test di adesione?

La rottura coesiva si verifica quando il sigillante si lacera al suo interno, lasciando del materiale legato al substrato. La rottura adesiva, invece, quando il sigillante si stacca nettamente, è un tipo di rottura a prescindere dal valore della forza registrata, e questa distinzione viene spesso trascurata.

4. Quanto tempo richiede il test del sigillante per vetri strutturali?

In genere occorrono diverse settimane dal ricevimento dei campioni, più il tempo necessario per ottenere campioni rappresentativi dalla produzione effettiva. La catena inizia con la conferma del vetro e della finitura, quindi un inizio tardivo ritarda la produzione e l'installazione delle vetrate.

5. Cosa succede se il vetro o la finitura cambiano dopo il test?

I test sono nulli e devono essere ripetuti. Qualsiasi sostituzione del vetro rivestito, della finitura del telaio o del materiale degli accessori invalida l'approvazione, il che rende le successive modifiche volte a ottimizzare il rapporto qualità-prezzo su questi elementi considerevolmente più problematiche di quanto possa sembrare a prima vista.

Eseguire i test correttamente

Confermate tempestivamente la finitura del rivestimento del vetro e del telaio, perché tutto il processo successivo dipende da questi. Inviate campioni realmente rappresentativi insieme a tutti i materiali accessori che andranno a essere inseriti nell'alloggiamento del vetro. Analizzate la modalità di rottura, non solo il valore della forza. Quindi, assicuratevi che il team in cantiere rispetti i requisiti di preparazione della superficie e di polimerizzazione specificati nella lettera di approvazione.

Il collegamento è l'elemento strutturale di una facciata vetrata strutturale. Merita lo stesso rigore di qualsiasi altro percorso di carico.

PRANCE produce sistemi di facciate continue strutturalmente vetrate e fissate con coordinamento della compatibilità dei sigillanti, test di adesione documentati e procedure di controllo qualità in loco. Invia le specifiche di vetratura e finitura e richiesta di supporto per i test sui sigillanti .