構造用シリコーンシーラント:3つの鍵と科学的解決策

構造用シリコーンシーラントの紹介

カーテンウォールのプロジェクト 構造用シリコーンシーラント は、構造物の接着とシーリングにおいて重要な役割を果たしている。統計によると、不適切な施工環境管理が原因で発生するシーリング材の不具合事例のうち、冬季施工は世界中で毎年最大42%を占めています(ASTM C1184-20標準データ)。この記事では、国際的な業界仕様と工学的慣行を組み合わせ、低温環境における施工リスクを回避するために、冬季施工の中核となる技術的ポイントを体系的に分析します。

  1. 温度管理:硬化速度を突破する技術的な鍵 ダウコーニングの研究所の調査によると、周囲温度が5℃以下の場合、一液型シリコーンシーラントの初期硬化時間は常温の2~3倍に延長されます。米国建築ガラス・金属協会(GANA)は段階的な温度管理戦略を推奨している:
  2. 材料の予熱:シーリング材を施工前に15~25℃の環境で24時間保管し、材料が最良の施工状態になるようにする(ISO 11600規格参照)。
  3. 動的な施工温度管理:赤外線加熱装置を使用して下地表面を予熱し、施工界面温度を10℃以上に保つ(ASTM C1518仕様要求事項)。
  4. 養生後の環境管理施工後に仮設の断熱小屋を建設し、工業用加湿器を使用して相対湿度を40%以上にする(米国シーラント委員会SCC-02テクニカルブルティン)

 

典型的なケース

上海タワーの冬季工事では、セグメント化された温度制御システム(材料保管エリア-施工エリア-メンテナンスエリアの3段階温度制御)により、1液型シーリング材の硬化サイクルを常温施工の1.5倍に短縮することに成功した。

  1. 界面処理:接合の信頼性を確保するための核となるリンク 米国材料試験協会(ASTM)C1401規格は、低温環境では基板表面に厚さわずか0.1~0.3μmの目に見えない結露層が形成されやすく、これが接合不良の主な原因であると指摘している。3段階の処理計画を採用することが推奨されている:
  2. 物理的洗浄:微細な汚染物質を除去するために、50%イソプロピルアルコール+50%水混合溶剤(EPA認定処方)を機械的拭き取りに使用する。
  3. 化学処理:5℃以下の環境では、界面の濡れ性を向上させるため、リン酸塩系プライマー(Dow Corning® 1205 OS Primerなど)を使用する。
  4. リアルタイムのモニタリング:接触角計(ISO 27448規格準拠)を使用し、基材表面エネルギーの臨界値が36mN/m以上であることを確認する。

 

業界の警告

2018年には北米の高層ビルプロジェクトで低温界面処理がおろそかになり、翌年春に大規模な接合不良が発生し、直接的な経済損失はUS$320万円に上った(NBBJ建築事務所の事故報告)。

  1. 材料の適合:冬季専用製品の科学的選択 ISO 11600:2022の新規定では、特殊な配合で設計された低温シーリング材製品を冬季の建設に使用することが強調されている。以下の技術パラメータに注意することを推奨する:
  2. 低温押出:コーン貫入値≧200(0.1mm)の製品を選択(ASTM D2202 試験規格)
  3. 弾性保持率20℃における弾性率の変化率が15%以下であること(EN 28339試験法参照)。
  4. 耐候性強化タイプ:結晶化防止能力を向上させるため、ナノシリカ改質成分(Sika® 265 HCなど)を含む製品が好ましい。

 

革新的なソリューション

ケムール社の最新のテフロン®改質シーラントは、-15℃の環境下でも92%の接着強度を維持しています(第三者試験報告書番号TUV-RT-2023-0456)。

エンジニアリング練習の提案

  1. 施工の72時間前に現場での接着試験を実施する(ASTM C794標準プロセスを参照)。
  2. 15分以内のデータ記録間隔で、温湿度連動モニタリングシステムを確立する。
  3. 急な冷え込みの際、重要な建築物の温度を確実に維持できるよう、非常用暖房設備を設定する。

 

結論

冬季のシリコーン構造シーラント施工は本質的にシステム工学であり、材料科学、施工技術、環境制御の共同革新が必要である。ASTMやISOなどの国際規格を厳格に実施し、インテリジェントなモニタリング手法を組み合わせることで、低温施工の問題を効果的に解決することができる。エンジニアリング部門は、米国シーラント・接着剤委員会(ASC)が発行した最新の冬季建設ガイドラインを定期的に参照し、建設品質管理レベルを継続的に向上させることが推奨される。

(本記事中の技術基準の参照元: ASTMインターナショナル, ISO規格シーカテクニカルライブラリー)