外墙涂料二氧化碳渗透率的测定方法及分级

JG/Txxxx—201XJG/Txxxx—201XPAGEPAGE1201X-××-××实施201X-××-××发布外墙涂料201X-××-××实施201X-××-××发布外墙涂料二氧化碳渗透率的测定方法及分级Determinationandclassificationofcarbondioxidepermeabilityforcoatingmatetial（征求意见稿）2014.5在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并付上JG/TXXX—201xJG中华人民共和国家建筑工业行业标准ICSXxx备案号：xxxx-xxxxIⅡ前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。本标准由住房和城乡建设部建筑制品与构配件产品标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：上海市建筑科学研究院（集团）有限公司。本标准参加起草单位：苏州市东华试验仪器有限公司、立邦涂料（中国）有限公司、上海优漫新材料科技有限公司、安徽省质检院。本标准主要起草人：本标准为首次发布。PAGE6PAGE7外墙涂料二氧化碳渗透率的测定方法及分级范围本标准规定了建筑物外墙涂层或外墙涂层系统二氧化碳渗透率试验方法的术语和定义、原理、仪器和材料、试验环境、试验方法、步骤、结果表述、精确度、分级和试验报告。本标准适用于砂浆、混凝土、砖石、石膏等基材上使用的外墙涂层或外墙涂层系统。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T528-2008硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T3186色漆、清漆和色漆与清漆用原料取样GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T13452.2-2008色漆和清漆漆膜厚度的测定JG/T309-2011外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1二氧化碳渗透率icarbondioxidepermeability二氧化碳在一定的温度、恒定的浓度差或分压差的条件下，1d内透过单位面积涂层或涂层系统的质量，其单位为克每平方米天[g/(m2·d)]。3.2当量空气层厚度SDdiffusion-equivalentairlayerthickness在相同条件下，与外墙涂层或外墙涂层系统具有相等二氧化碳渗透率的静态空气层的厚度为当量空气层厚度，其单位为米（m）。3.3二氧化碳渗透阻因子μdiffusionresistancenumber在相同条件下，与外墙涂层或外墙涂层系统具有相同厚度的静态空气层的二氧化碳渗透率和涂层的二氧化碳渗透率的比值。原理在试验杯中放入定量的二氧化碳吸收剂，使用膜状待测样品或者涂覆有待测样品的多孔结构的底材来封闭试验杯。试验杯放置于温度、二氧化碳浓度、湿度受控的试验箱中，并定期称量。由于试验杯中和试验箱中二氧化碳浓度不同，二氧化碳会流经试件，被杯中二氧化碳吸收剂吸收。当质量变化与时间间隔的变化成正比例关系时，就可测定出二氧化碳渗透率。仪器和材料5.1二氧化碳渗透率试验箱试验箱内要求温度（23±2）℃，相对湿度不大于5%，二氧化碳浓度（10±1）%（V/V）,具有气密性，并带有控制箱体内气体流动的装置。5.2测厚仪5.2.1符合GB/T528要求。5.2.2符合GB/T13452.2-2008中5.5.8要求。5.3电热鼓风干燥箱精度为±2℃。5.4电子天平精度为0.001g。5.5试验杯符合附录A规定。5.6密封材料符合附录B规定。5.7二氧化碳气体纯度≥99.9%。5.8二氧化碳吸收剂氢氧化钠（分析纯，颗粒状）。试验环境温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%。试验方法7.1取样产品按GB/T3186的规定进行取样。取样量根据检验需要而定。7.2试件底材7.2.1自支撑涂层（涂膜）的底材制备涂膜所选用的底材，应采用高密度聚乙烯、聚四氟乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)塑料膜等，表面应无缺陷。涂膜干燥后，应与底材分离，试验面积不应小于50cm2。7.2.2非自支撑涂层的底材若涂膜强度太低或太脆，无法自支撑时，采用具有高水蒸气透过率的多孔底材辅助试验。对于不与底材发生反应的涂层，水蒸气透过率大于240g/(m2·d)的底材都适合使用，如多孔PE板、无釉陶瓷砖，试验面积应不小于50cm2。7.2.3参照底材非磁性金属底材，如不锈钢、铝板等。7.3试件制备7.3.1制备要求除另有规定外，试件的制备按表1进行。表1试件的制备涂料类型底材类型涂布厚度制备方法养护时间（d）试件数量a（个）试件尺寸试验底材参照底材薄型溶剂型涂料非自支撑涂层底材非磁性金属底材a干膜厚度≥80μm刷涂，至少涂布2道，每道间隔24h143不小于50cm2水性涂料非弹性涂料刷涂，至少涂布2道，每道间隔6h弹性涂料自支撑涂层（涂膜）干膜厚度≥150μm刷涂或刮涂，至少涂布2道，每道间隔6h28厚型（水性）弹性涂料非弹性涂料非自支撑涂层底材非磁性金属底材a湿膜厚度＜3mm刮涂注a：非磁性金属底材数量为1个7.3.2制备步骤7.3.2.1底材应清洁干燥。7.3.2.2试样搅拌均匀后制样。产品明示稀释比例时，按明示稀释比例加水或稀释剂搅拌均匀后制样。明示稀释比例为某一范围时，取其中间值。若产品注明涂布量，则选择适宜的涂布器按注明的涂布厚度分两道或多道进行制样。7.3.2.3按表1的规定，对于弹性涂料，在标准养护条件下，每隔7d将试样翻转180°养护。若产品注明涂布量，则选择适宜的涂布器按注明的涂布量分两道或多道进行制样。7.3.2.4对于非弹性涂料，按表1规定，同时制备试验底材及参照底材，涂布厚度与相应试件相同。7.3.2.5按表1制备好的试件表面应平整、厚薄均匀，无气泡、裂纹等缺陷。试验步骤8.1状态调节8.1.1将养护好的试件在下述条件下进行三次循环老化作为状态调节试验：在（23±2）°C温度下，浸于GB/T6682规定的三级水中24h，对于非自支撑涂层浸水时，涂层面朝下浸入水中直至完全浸没，对于自支撑涂层，应完全浸入水中。然后将试件放入（50±2）°C烘箱中，干燥24h。对于非自支撑涂层，放入烘箱干燥时，应将涂层面向上。8.1.2将8.1.1状态调节后的试件在6条件下至少放置24h，但不超过72h。8.1.3试件状态调节后如涂层出现起鼓、开裂等异常现象，应重新制样。8.2干膜厚度的测定8.2.1按8.1.1状态调节后，对于非自支撑涂层，按GB/T13452.2-2008中5.5.8的方法进行干膜厚度的测定。8.2.2按8.1.1状态调节后，对于自支撑涂层，按GB/T528-2008中5.2.4的方法进行干膜厚度的测定。8.2.3每个试件的干膜厚度应在每个象限的中心位置进行测量，取四个测量值的算术平均值作为每个试件的干膜厚度。8.3二氧化碳渗透率的测定8.3.1在每个试验杯中装入足够数量的二氧化碳吸收剂（5.8），确保试验过程能顺利完成。吸收剂与试件之间应至少有10mm的距离（便于摇晃翻动吸收剂）。试件涂层面朝上安装在试验杯（5.5）上，在试件和杯口之间用附录A中规定方法进行密封。8.3.2将密封好的试验杯放入5.1规定的试验箱内。8.3.3以24h的时间间隔称量试验杯的质量。称量过程不应超过10min，以减少试件和试验箱状态的变化对检测数据的影响。若两次连续称量的重量变化值小于10mg,可延长称量的时间间隔。8.3.4连续称量试验杯的质量，直至连续三次称量，试验杯质量变化差值的绝对值小于试验杯质量变化值的10%。结果表述9.1采用下列方法计算二氧化碳渗透率按式（1）计算每个试件的二氧化碳渗透量…………(1)式中：Δm——二氧化碳渗透量，单位为克每小时（g/h）；t1、t2——试验杯连续两次称量对应的称量时间，单位为小时（h）m1、m2——试验杯分别在时间t1、t2的质量，单位为克（g）按式（2）计算每个试件的二氧化碳渗透率：…………(2)式中：——在一个大气压下、二氧化碳浓度为10%（V/V）时的二氧化碳渗透率，单位为克每平方米天[g/(m2·d)]；——试验达到稳定状态后的二氧化碳渗透量（Δm）值，单位为克每小时（g/h）；——时间单位由小时换算为天的系数，单位为小时每天（h/d），=24；——换算成一个大气压下、二氧化碳浓度为10%（V/V）的换算系数，=10；——试件的表面积，单位为平方米（m2）；——试验用气体中二氧化碳浓度，单位%（V/V）；——试验环境大气压力，单位为千帕（kPa）；——取100kPa.因此，二氧化碳渗透率，的计算公式可简化为式（3）…………(3)9.2采用下列方法计算当量空气层厚度按式（4）计算当量空气层厚度SD：…………（4）式中：SD——当量空气层厚度，单位米（m）；——二氧化碳在空气中的扩散系数，单位平方米每天(m2/d)（在23℃空气中=1.38m——在23℃、一个大气压下，体积浓度为10%（V/V）的二氧化碳所对应的质量浓度，单位为克每立方米（g/m3），=180g/m3）；因此，23℃时当量空气层厚度SD…………（5）9.3采用下列方法计算二氧化碳渗透阻因子按式（6）计算抗渗透系数μ：…………（6）式中：——二氧化碳渗透阻因子——等量空气层厚度，单位米（m）；——涂层厚度，单位米(m)。精确度10.1重复性（r）同一实验室同一试验人员，对同一样品进行试验，在短时间间隔内得到两个单一试验结果，即每个重复三次操作所得数值的平均值，两个结果差值（相对于两次次结果的平均值）在30%以内，置信度是95%。10.2再现性（R）由不同的试验人员在不同的实验室中，对同一样品进行试验，得到的两个单一试验结果，即每个重复三次操作所得数值的平均值，两个结果差值（相对于两次结果的平均值）在33%以内，置信度是95%。分级按第9章计算所得的外墙涂料二氧化碳渗透率和当量空气层厚度进行分级，详见表2。表2外墙涂料二氧化碳渗透率的分级分级二氧化碳渗透率/[g/(m2·d)]等量空气层厚度/m二氧化碳渗透阻因子μⅠ（高）＞100＜2.48实测数据Ⅱ（中）20～1002.48～12.4Ⅲ（低）＜20＞12.4试验报告试验报告应包括下列信息：a)与所检测产品相关的所有必需的细节；b)采用的状态调节；c)所使用的操作步骤（自支撑涂层或非支撑涂层）；d)涂层的涂覆方式、涂布量和涂层数以及干燥时间；e)涂层的干膜厚度，单位微米（μm），涂层系统（单层或复合层）f)当使用专用底材时，记录底材的材质种类和厚度，单位毫米(mm)；g)按第9章计算二氧化碳渗透率、当量空气层厚度SD和抗渗透阻因子μ；h)按第11章的分级。i)试验日期。PAGE8PAGE9附录A（规范性附录）试验杯A.1试验杯应选用在试验条件下耐腐蚀的材料，如玻璃、聚乙烯、铝等，并且要有足够的强度，以免在试验过程中发生变形。A.2试验面积至少为50cm2，试验面积应精确到1%。A.3试验杯应确保杯口与试验片有效密封，最常见的设计是带有环形盖的机械夹紧装置或螺口装置，同时配合合适的密封环，如图A.1所示。另外也可选用熔融蜡作为密封剂。A.4每一个试验杯应能清楚地识别，每一个试验杯组件应配备相应的盖子。单位：毫米（mm）说明：1－试验杯和试验盖；2—密封垫圈；3—试件；4—支撑架；5—试验杯与盖螺纹连接注1：制作试验杯的铝板需化学保护或阳极氧化，建议采用厚度为1mm的铝板。注2：机械密封装置较容易使用。但如果试验材料表面粗糙或容易破碎，则不适合使用。在该情况下熔融蜡更适合使用，但必须确保封蜡密封，如果熔融蜡流到试验面上会减少试验面积而影响试验结果的准确性。图A.1试验杯附录B（资料性附录）密封用混合蜡密封材料由蜡混合物等不易挥发的材料组成，能牢固地将试验杯和试验片粘合在一