40 عامًا من البحث حول مانعات التسرب السيليكونية: مقارنة مع التركيبات الكيميائية البديلة

نظرًا لأن أنظمة الزجاج الهيكلي أصبحت أكثر تفصيلاً وتطورًا، ومع تزايد متطلبات المتانة والاستدامة، فقد أصبح عمر خدمة مواد البناء أكثر أهمية من أي وقت مضى.

تُعد المواد المانعة للتسرب أمرًا حيويًا-لوظيفة الجدران الساترة وأنظمة الزجاج ومقاومتها للعوامل الجوية على المدى الطويل. يمكن أن يحدد اختيار مادة مانعة للتسرب مناسبة ما إذا كان المبنى سيتمتع بعقود من عمليات الصيانة المنخفضة-أو يواجه إصلاحات باهظة الثمن وتعطل النظام.

في الحقيقة، من المسلم به منذ فترة طويلة أن "مادة الختم عادةً ما تكون العنصر الأكثر أهمية في مجموعة الوصلة التي تؤثر على المتانة"-وهي نقطة تم إبرازها في إصدار 1966 من معايير توفير الوقت (الشكل 1).2

ولكن ما هي التركيبة الكيميائية التي يمكن أن تصمد أمام اختبار الزمن؟

يعرض هذا البحث نتائج واحدة من أطول -الدراسات الجارية حول مواد منع التسرب الزجاجية-وهي عبارة عن تقييم للعوامل الجوية الخارجية لمدة 40-عامًا يقارن المواد المانعة للتسرب القائمة على السيليكون- مع تلك المصنوعة من كيمياء البولي يوريثان والأكريليك. تم إجراء هذا البحث العالمي الواقعي في موقع اختبار Atlas Weathering في فلوريدا، ويقدم إرشادات قيمة للمهندسين المعماريين ومحددي المواد ومهندسي غلاف البناء والمقاولين الذين يهدفون إلى اتخاذ اختيارات مدروسة للمواد والتي لها تأثير على جميع جوانب غلاف المبنى.

تركز الدراسة على أداء تركيبات السيليكون، وخاصة أنواع الأسيتوكسي والألكوكسي، من خلال تقييم الخصائص الرئيسية مثل قوة اللصق، وقوة التماسك، والمرونة، والصلابة، والمرونة، والصلابة، وحالة السطح، والمتانة على المدى الطويل- عند التعرض للحرارة الشديدة والأشعة فوق البنفسجية والرطوبة العالية. كما يوفر بيانات مقارنة لدعم قرارات المواصفات.

أهمية بيانات الأداء-طويلة المدى

تم تصميم المباني الحديثة لتدوم لعقود عديدة، وبعضها حتى لقرون. ولهذا السبب، من الضروري أن تحتوي المواد المعاصرة على بيانات أداء طويلة الأمد-في ظل الظروف العالمية-الحقيقية. على الرغم من أن اختبارات التقادم المتسارع تقدم معلومات مفيدة، إلا أنها لا يمكن أن تحل محل الرؤى المكتسبة من اختبار التعرض الخارجي طويل المدى-.

ولتلبية هذه الحاجة، بدأت شركة GE Silicones (المعروفة الآن باسم Momentive Performance Materials) واحدة من أكثر دراسات التجوية المانعة للتسرب طموحًا في العالم في عام 1983. وتضمنت الدراسة تطبيق العديد من كيمياء المواد المانعة للتسرب لاختبار الألواح وتعريضها للمناخ الاستوائي في فلوريدا على مدى فترة ممتدة.

يوفر موقع اختبار أطلس للطقس الذي تبلغ مساحته 9- هكتارًا (22- فدانًا) - وهو أول مرفق اختبار معتمد من قبل مجلس تقييم السقف البارد - مكانًا مثاليًا للبحث. يعد مناخ ولاية فلوريدا، الذي يتميز بالرطوبة العالية والأشعة فوق البنفسجية الشديدة والعواصف الاستوائية المتكررة، من بين البيئات الطبيعية الأكثر تطلبًا لاختبار متانة مواد منع تسرب الزجاج.

النتائج الرئيسية: ملخص

بعد 40 عامًا من التعرض للأماكن الخارجية، كانت النتائج واضحة: تفوقت المواد المانعة للتسرب المصنوعة من السيليكون باستمرار على المواد المانعة للتسرب من البولي يوريثين والأكريليك من حيث المتانة والانتعاش المرن وسلامة السطح، مما أثبت-قدرتها على الأداء على المدى الطويل. على الرغم من أن الدراسة ركزت بشكل خاص على المواد المانعة للتسرب، إلا أن هذه التركيبات الكيميائية نفسها تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الحوائط الساترة والزجاج.