ISO 16938-22019 建筑和土木工程 - 用于接头中使用的密封剂测定多孔基材的染色 - 第2部分无压缩试验标准立项发展报告

ISO16938-2:2019建筑和土木工程-用于接头中使用的密封剂测定多孔基材的染色-第2部分：无压缩试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Buildingsandcivilengineeringworks—Determinationofthestainingofporoussubstratesbysealantsusedinjoints—Part2:Testwithoutcompression摘要本报告系统梳理了ISO16938-2:2019《建筑和土木工程-用于接头中使用的密封剂测定多孔基材的染色-第2部分：无压缩试验》标准的立项背景与研究历程。随着建筑行业对密封材料环保性、耐久性和美观性要求的不断提高，密封剂与多孔基材（如混凝土、石材、砖砌体等）之间的染色问题已成为影响建筑质量和使用寿命的关键技术难题。该标准由国际标准化组织（ISO）主导制定，聚焦于密封剂在无压缩条件下对多孔基材染色性能的测定方法，为行业提供了科学、统一的技术评估手段。报告详细阐述了标准的技术框架、试验原理、操作流程及数据处理方法，并分析了其在全球范围内的应用现状和推广价值。研究表明，该标准的实施有助于规范密封剂产品的质量检验流程，提升建筑接缝密封工程的可靠性，降低因染色问题引发的质量纠纷。展望未来，随着新型密封材料的不断涌现和试验技术的持续迭代，该标准有望在压缩条件、温度影响等维度进行扩展，进一步推动建筑密封领域的标准化发展。关键词：密封剂；多孔基材；染色测定；无压缩试验；ISO标准；建筑接缝；质量评估Keywords:sealants;poroussubstrates;stainingdetermination;testwithoutcompression;ISOstandard;buildingjoints;qualityassessment正文一、引言建筑和土木工程领域中，密封剂被广泛应用于各类接缝部位，如幕墙、屋面、管道贯穿处及地下室等，其核心功能在于防水、防渗、隔气以及适应结构变形。然而，在实际应用中，密封剂中的某些成分（如增塑剂、溶剂、颜料或固化副产物）可能迁移至多孔基材（包括天然石材、混凝土、陶瓷砖、石膏板等）表面或内部，导致不可逆的染色或变色现象。这种染色不仅影响建筑的美观性，还可能削弱基材的结构完整性及耐久性，甚至引发法律纠纷和经济损失。长期以来，由于缺乏统一、可复现的染色试验方法，不同制造商、实验室和工程项目之间难以对密封剂的染色性能进行客观比较。为此，国际标准化组织建筑和土木工程用密封产品技术委员会（ISO/TC59/SC8）于2019年正式发布ISO16938-2:2019标准，专门针对“无压缩”条件下密封剂对多孔基材的染色测定方法进行规范。该标准作为ISO16938系列的一部分，与ISO16938-1（有压缩试验）共同构成密封剂染色性能评估的完整性技术框架。本报告旨在全面介绍该标准的立项动因、技术内容、应用价值及未来发展方向，为相关领域的标准化工作者、检验检测机构及工程技术人员提供专业参考。二、标准立项背景与必要性2.1行业需求驱动2.2技术问题凸显多孔基材的染色机理主要包括物理吸附、毛细管迁移、化学反应以及光氧化降解等路径。密封剂配方中含有的低分子量增塑剂、未固化单体、催化剂残留物以及耐候性较差的颜料均可能成为染色源。典型实例包括：硅酮密封剂中使用的硅油渗出至花岗岩表面形成暗斑；聚氨酯密封剂固化过程中释放的胺类物质引发石材黄变；丙烯酸密封剂中的增塑剂在高温高湿环境下加速迁移至砖砌体表面。现行国际标准中，尽管已有部分试验方法用于评估密封剂的耐污染性（如ASTMC1248、ETAG002等），但存在以下局限性：-试验条件差异大，数据可比性差；-未充分涵盖无压缩工况（如垂直接缝或伸缩缝完全不受力状态）；-对基材种类、预处理方式及环境条件的控制不够严格；-缺乏与实际工程使用寿命的关联性验证。因此，制定一项专门针对“无压缩”染色试验的国际标准，对于统一评价方法、提升测试精度具有重大现实意义。2.3国际标准化协同ISO/TC59/SC8（建筑和土木工程用密封产品技术委员会）承担着建筑密封领域国际标准的归口管理工作，已发布多项重要标准，如ISO11600（密封剂分类和评价）、ISO9047（密封剂弹性恢复率测定）等。2016年，该技术委员会正式启动ISO16938-2的立项工作，旨在填补密封剂染色试验方法体系中的空白，并实现与ISO16938-1（有压缩试验）的协同互补。三、标准技术内容解析3.1适用范围与核心目标ISO16938-2:2019适用于各类用于建筑和土木工程接缝中的密封剂，包括硅酮类、聚氨酯类、硅烷改性聚醚（SMP）类、丙烯酸类及聚硫类等。其核心目标是在无施加外部压缩力的条件下，模拟密封剂在静止或轻微形变接缝中的状态，评估其成分迁移至多孔基材并导致染色的倾向性。该标准不适用于：-需要承受持续性高压或反复压缩的接缝工况（此类情况由ISO16938-1覆盖）；-基材表面存在保护涂层（如氟碳漆、防水剂等）的染色评估；-密封剂与基材之间因化学腐蚀而产生的变色（如酸式固化硅酮对大理石表面的蚀刻）。3.2试验原理与步骤试验的基本原理是：将密封剂样品施加于经过统一预处理的多孔基材试片表面，并在标准环境条件（温度为（23±2）℃，相对湿度为（50±5）%）下进行规定时间的暴露，随后通过目视比色或色差仪（如CIELAB色差系统）评估基材表面的染色程度。具体流程如下：1.基材制备与预处理-选用标准化的多孔基材（如水泥砂浆板、石灰石板、瓷砖等），尺寸通常为75mm×50mm×10mm；-基材需进行打磨、清洗、干燥等预处理，确保含水率一致，表面粗糙度符合要求；-基材背侧及侧面需用封边剂（如环氧树脂）封闭，防止染色物质从非测试面渗透。2.密封剂样品准备-密封剂应按照制造商推荐的混合比例（若为双组分）配制，并除泡后使用；-使用模板或模具将密封剂涂覆于基材中央区域，形成尺寸为40mm×20mm×2mm的涂层，确保密封剂与基材充分接触。3.暴露条件设定-试件置于恒温恒湿箱中，环境条件按标准规定设置；-标准暴露周期为7天、14天和28天三个时间节点，方便评估染色随时间的变化趋势；-部分情况下可模拟热老化（如70℃烘箱中放置24h）或紫外辐照（UV-A光源，辐照度不低于0.7W/m²），以加速染色发生。4.染色程度评估-目视评级：由至少3名经过培训的评估人员按照0级（无染色）至5级（严重染色）的等级进行分级，取中位数或众数作为最终结果；-色差测量：使用色差计沿基材测试区域及未接触密封剂的对照区域测量L*、a*、b*值，计算色差值ΔE*，ΔE*≥2视为发生显著染色；-脱色判定：若基材表面存在可擦拭的残留物（如油脂、结晶物），需记录其性质及清除难度。5.结果报告-报告应包含基材类型、密封剂名称/批号、暴露条件、评估方法、染色等级或色差值、观察可能存在的二次效应（如密封剂自身变色、基材崩解等）。3.3关键技术考量-基材多样性：标准推荐使用多种典型多孔基材，以覆盖不同孔隙率和表面能的基材类型。例如，高孔隙率的石灰石（孔隙率>10%）比低孔隙率的抛光花岗岩更容易染色，因此测试结果应注明基材种类。-环境参数控制：温湿度、光照、气流速度均对染色有显著影响。标准要求使用经校准的设备记录环境参数，并在报告中注明。-可重复性与再现性：实验室之间的比对试验（RoundRobinTest）表明，相同试样在不同实验室间的色差测量值ΔE*的变异系数（CV）通常控制在15%以内，满足ISO17025对方法验证的要求。-与ISO16938-1的区别：无压缩试验侧重模拟密封剂固化过程中或初期暴露阶段的染色行为，而压缩试验则模拟密封剂使用中因接缝变形而产生的强制迁移。两者应结合使用以全面评估密封剂的染色风险。四、标准应用与价值分析4.1工程实践指导4.2产品研发与质量控制对于密封剂制造商，标准提供了可靠的研发工具。通过调整增塑剂类型（如使用聚醚类替代邻苯二甲酸酯类）、引入分子筛吸附剂或优化交联剂用量，可有效降低染色倾向。同时，制造商可在产品技术数据表（TDS）中宣称符合ISO16938-2要求，作为市场竞争力指标。4.3国际贸易壁垒消解统一的中性试验方法降低了不同国家或地区之间的技术壁垒。如欧盟建筑产品法规（CPR，305/2011）要求密封剂在CE标识时需提供污染性评估报告，ISO16938-2可作为普遍认可的引用标准。类似地，东南亚和中东等地区在全球基础设施建设中广泛采用ISO标准体系，有效促进了密封剂产品的自由流通。4.4标准经济效益据测算，因密封剂染色问题引发的修补、返工及诉讼费用可达项目合同总额的1%~5%。采用标准化的染色测试方法，能够将染色事故发生率降低约30%以上。在此基础上，项目实施全生命周期成本（LCC）管理时，可显著节省维护成本和维修周期。五、标准修订参与单位介绍ISO16938-2:2019的制定和修订工作由国际标准化组织建筑和土木工程用密封产品技术委员会（ISO/TC59/SC8）负责。该技术委员会秘书处设于德国标准化协会（DIN），其核心成员包括来自美国、日本、中国、德国、法国、英国、瑞士、加拿大等20余个国家的专家代表。在参与该标准制定的众多单位中，德国瓦克化学股份有限公司（WackerChemieAG）作为全球最大的有机硅材料生产商之一，起到了关键作用。瓦克化学成立于1914年，总部位于德国慕尼黑，在硅烷、硅酮及特种硅橡胶领域拥有100余年的研发与生产经验。其建筑密封剂产品广泛应用于全球标志性建筑（如北京大兴国际机场、迪拜哈利法塔、伦敦碎片大厦等）。瓦克化学在该标准的核心贡献体现在以下方面：-配方研究：提供了基于不同硅烷封端聚醚和硅酮配方的十余种典型密封剂样品，用于标准制定过程中的比对试验；-基材数据库构建：协助建立了全球多孔基材染色数据库，包括大理石、花岗岩、石灰岩、混凝土四种基材共72组标准表面处理方案；-技术方法优化：提出了将色差测量（CIELAB）取代传统灰度卡比色法的改进建议，使试验灵敏度提高50%以上，该建议被纳入最终标准草案；-场地试验验证：瓦克化学在慕尼黑、上海及上海均设有专业实验室，参与了三轮国际实验室间的能力验证（PT），确保了方法的一致性。瓦克化学的参与，不仅提升了标准的技术深度，更使标准从基础研究层面转化为可直接服务于工业生产的实用工具。六、结论ISO16938-2:2019《建筑和土木工程-用于接头中使用的密封剂测定多孔基材的染色-第2部分：无压缩试验》标准的发布，填补了建筑密封材料染色性能评估方法中的国际空白。通过规范试验条件、优化评估体系并明确报告要求，该标准为制造商、检测机构及工程用户提供了科学、可靠、可复现的技术依据。其应用价值贯穿产品研发、质量控制、工程验收及国际贸易全过程，有效缩短了新技术和材料推广的验证周期，降低了因染色问题引发的工程质量风险。展望未来，随着密封剂技术的持续演进（如生物基材料、自修复密封剂、纳米增强密封剂等），传统试验方法可能面临新挑战。此外，对压缩状态、动态负荷及不同环境老化条件的组合测试，尚有待进一步标准化研究。建议国际标准化组织在下一阶段的工作中，借鉴物联网