热空气老化试验的目的(新旧国标对防水材料老化性能评价有何不同？)

Posted 2023-06-02

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热空气老化试验的目的(新旧国标对防水材料老化性能评价有何不同？)

国家标准《建筑防水材料老化试验方法》（GB/T 18244—2022）将于2023年2月1日正式实施，代替《建筑防水材料老化试验方法》（GB/T 18244—2000）。

近日，中国建材检验认证集团苏州有限公司总工程师、全国轻质与装饰装修建筑材料标准化技术委员会建筑防水材料分技术委员会（TC195/SC1）秘书长朱志远，围绕《建筑防水材料老化试验方法》国家标准修订的原因、标准变化，以及防水材料耐老化性能与防水材料、防水工程耐久性的关系等问题进行了解读。

标准要适应日新月异的变化

防水材料产品种类增加、应用领域扩大、试验设备进步和参考标准更新是促使《建筑防水老化试验方法》国家标准修订的主要原因。

《建筑防水材料老化试验方法》（GB/T 18244-2000）国家标准是2000年10月17日发布、2001年5月1日实施的，迄今已有20多年的历史。在此期间，建筑防水材料的产品种类和应用领域已经产生了巨大的改变。

如2000年前，建筑防水卷材主要产品仅有石油沥青纸胎油毡、油纸，SBS、APP防水卷材刚进入国内，产量很小。20年后，SBS、APP、PVC、TPO、自粘卷材等成为市场的主流产品，国家标准《建筑防水材料老化试验方法》（GB/T 18244—2000）已不适应当前防水材料生产发展和我们国家建设需要。

与此同时，防水材料的应用领域也在不断扩大，除用于工业与民用建筑外，在地铁、隧道、桥梁、水利、铁道、航空和国防等工程中大量推广使用防水材料，对材料的耐久性、使用寿命提出了更高要求。

此外，随着技术的进步，人工气候加速老化设备的现代化水平提高了。如之前人工气候加速老化（氙弧灯）使用的试验箱，其温湿度、氙灯等大部分试验条件需要人工调节，试验过程中影响因素多、试验结果波动较大，再现性差。新一代的老化试验仪器自动化、智能化，能够提高试验结果的精度和复演性。

20世纪初，2000年版《建筑防水材料老化试验方法》国家标准参考采用的国际标准是ISO 4892:1994《塑料—暴露于实验室光源的方法》。后来该标准进行了修订。

以上种种，促成了《建筑防水材料老化试验方法》国家标准的修订工作。

新旧《建筑防水材料老化试验方法》大不同

朱志远表示，现在防水产品的种类增多，应用场合扩大，这次标准修订修改了标准的范围。一般规定中增加了安全警示条文，对实验室养护标准条件、试件制备进行了修改，还增加了对试样存放的要求和试验前试样处置条件。

新标准对老化性能评价项目做了较大修改，对原来老标准中老化试验后评定的试验项目外观、拉伸性能和低温性能进行了修改，新标准中老化评价试验项目的种类增加了，变成非破坏性项目和破坏性项目两大类，还对拉伸性能保持率和变化率的计算公式进行了修改。热空气老化试验对试验温度也根据产品类型进行了修改，同时还对试验周期进行了修改。人工气候加速老化－氙弧灯试验对光照强度和温度、湿度控制要求更高，减少了不同仪器间试验结果的误差。人工气候加速老化－荧光紫外灯试验增加了一种暴露循环方式，8h干燥、0.25h喷淋、3.75h凝露。

此外，新标准还删除了臭氧老化和碳弧灯老化，这种老化设备现在很少用并且成本相对较高。

不同防水材料老化性能评价项目不一样

谈及标准修订过程中遇到的困难，朱志远表示，防水产品的种类和应用范围发生变化，修订后的《建筑防水材料老化试验方法》国家标准要尽最大可能来包容这种变化，解决不同类型产品制备试件的可行性，减少不可控因素。

人工气候加速老化设备在不断进步，有进口设备和国产设备，设备种类也比较多，有氙弧灯、荧光紫外灯。不同的老化设备、不同的实验室，不同的人用同样的产品来进行试验，试验数值的变化有多大？最终结果差异值是否在可接受范围之内？在标准修订过程中，起草单位做了很多试验来验证试验方法能否准确反映建筑防水材料的老化性能，评价试验方法的重复性与再演性。

此外，还有一个很重要的问题是做完老化试验以后对材料老化性能的评价。

材料老化前后对比的性能可以会有如下变化：外观变化、力学性能变化、分子量及分布变化、尺寸变化、体积变化、质量变化等。

2000版《建筑防水材料老化试验方法》对老化性能的评定主要看材料老化后的拉伸强度、最大拉力时伸长率、低温柔性、撕裂强度。

而2022版《建筑防水材料老化试验方法》把老化评价分成两种：一种是非破坏性项目，包括外观、色差、质量变化、尺寸变化、硬度、光泽度、软化点、针入度等；另一种是破坏性项目，包括低温性能（低温柔性、低温弯折性、冷脆点）、拉伸性能等。

不同的防水产品老化以后的形态是千差万别的。有的产品外观变化明显，有的产品低温柔性变化明显，有些产品拉伸性能变化明显，有些产品硬度变化明显。标准起草单位需要对可能影响材料老化的因素做评估，提出用来评估的试验项目。最终选择其中一种或者多种影响产品的关键性项目来对不同防水材料的老化性能进行评价。

比如沥青类的防水材料，老化后材料的低温性能变化最明显，拉伸性能变化不大，质量的变化也不大。对它来说，低温性是影响沥青类防水材料老化性能评价最关键的指标。企业把低温性能老化结果做好了，其他性能基本上影响不大。TPO防水卷材老化后质量变化最明显。这就要求在做TPO防水卷材老化试验时，检测设备的测量精度要比较高，才能精确评估它老化后质量损失水平的差异。

防水涂料成型以后是膜，老化后材料的拉伸性能变化特别明显。

总之，2022版《建筑防水材料老化试验方法》对不同防水材料老化性能评价项目不一样，企业需要认真了解。

材料的耐老化性能不等于材料的耐久性

防水材料老化试验条件、试验时间、试验项目等要根据具体的防水产品来进行调整。朱志远建议，对企业来说，应该根据自己企业的产品具体特点和应用场景，有针对性地选择老化试验条件和试验时间。如果材料制造企业根据不同工程的地理环境类型、对材料不同的性能需求，开展产品研发试验，在此过程中选择不同的老化性能评价项目，会让产品研发更有针对性。

此外，材料耐老化性能和材料的耐久性不能直接画等号。因为材料的耐久性不仅是材料老化，还需要考虑材料特性、使用场合、使用环境、施工技术、集成状况等对材料的耐久性的影响，老化试验只是其中一部分。不同的紫外辐射、湿润时间、相对湿度、温度、污染及施工的可靠性等因素都会对材料耐久性产生影响，材料的相对耐久性在不同地区差异很大。

要提高防水产品的耐久性，就要从原材料的配方工艺及材料的老化剂的研究出发，加强基础研究。在此基础上，根据相应的材料老化试验方法和试验条件来进行评价，来提高产品的耐久性。

朱志远认为，材料耐久性和工程的耐久性之间也有差异。因为材料相对单一，而工程更加复杂，涉及工程构造、不同材料的相容性、系统的风险、系统节点、维护保养等因素。

如果以后防水工程设计使用年限提高，它其实包含了防水设计的要求提高，防水材料产品质量的提高，施工技术的改进和施工质量的保证，质量监控水平和质量检测水平的提升，维护保养的落实，产品和工程保险制度的建立，合理的工程造价等。只有用设计、材料、施工、运维全生命周期的管理理念来做防水，才能真正实现防水工程使用年限的提升。