ISO 105632023 建筑和土木工程密封剂.质量和体积变化的测定标准立项发展报告

建筑和土木工程密封剂质量和体积变化的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BuildingandCivilEngineeringSealants—DeterminationofChangeinMassandVolume摘要建筑和土木工程密封剂作为现代建筑工程中不可或缺的功能性材料，广泛应用于幕墙接缝、道路桥梁、地下隧道等各类工程结构的密封与防水工程中。密封剂在服役过程中受到温度变化、紫外线辐照、湿度交替等环境因素的综合作用，其质量和体积的稳定性直接影响工程结构的长期密封性能和使用寿命。国际标准化组织（ISO）于2023年6月21日正式发布ISO10563:2023《建筑和土木工程密封剂质量和体积变化的测定》标准，该标准取代了此前的ISO10563:2017版本，为全球建筑密封剂质量与体积变化性能的测试提供了统一的技术规范和试验依据。本报告从标准立项背景出发，系统分析了国内外建筑密封剂测试标准的现状与发展趋势，深入解读了ISO10563:2023标准的技术内容、主要修订变化及其在国际贸易和工程应用中的重要意义，并对该标准的推广应用前景进行了展望。关键词：建筑密封剂；质量变化；体积变化；国际标准；ISO10563；性能测试Keywords:Buildingsealants;Changeinmass;Changeinvolume;Internationalstandard;ISO10563;Performancetesting一、引言1.1研究背景建筑和土木工程密封剂是一类以密封、防水、填充为目的的高分子材料，主要包括硅酮密封胶、聚氨酯密封胶、聚硫密封胶、丙烯酸酯密封胶等类型。随着现代建筑技术的高速发展，密封剂在建筑幕墙、预制构件接缝、门窗安装、道路桥梁伸缩缝、隧道管片接缝等高要求场景中的应用日益广泛，其质量直接关系到建筑结构的安全性、耐久性和使用功能。密封剂在长期服役过程中，由于环境中温度交替变化、紫外光照射、氧气和臭氧作用、水分侵蚀等因素的综合影响，其内部组分可能发生挥发、迁移、氧化降解等物理化学变化，导致密封剂质量和体积发生改变。质量变化率过大通常意味着增塑剂或其他易挥发组分的流失较为严重，可能导致密封剂变硬、开裂、弹性下降甚至丧失密封功能；体积变化同样不容忽视：体积收缩过大会导致密封胶在接缝中产生内应力，可能造成界面脱粘或胶体开裂；体积膨胀过大则可能使密封胶从接缝中挤出，影响外观且降低密封效果。因此，准确测定密封剂在特定条件下的质量变化和体积变化，对于评价密封剂的耐久性能、预测其使用寿命、优化配方设计以及质量控制都具有极为重要的工程实践意义。1.2标准修订的必要性ISO10563标准最早发布于1991年，历经多次修订和确认，2017年发布了上一修订版本。随着密封剂材料种类不断增加、配方技术持续进步以及应用环境要求日益严苛，原有标准中的部分技术内容和试验条件已不能完全适应当前行业发展的需要。具体而言，在试验精度方面，精密电子天平和高精度测量仪器的普及使得更高精度的测试成为可能，有必要对测量允差进行更为严格的规定；在试验条件方面，高温加速老化试验的温度设置需与现行相关标准保持一致，以便于不同标准间测试数据的横向对比；在方法适用性方面，新型密封剂产品的不断涌现要求标准明确划分密封剂和结构密封胶的适用方法范围，避免使用混淆。在此背景下，国际标准化组织ISO/TC59（建筑和土木工程标准化技术委员会）下属SC8（密封胶分技术委员会）启动了ISO10563的修订工作，经过多轮国际研讨和技术论证，最终形成了ISO10563:2023新版本。二、标准概述2.1标准基本信息ISO10563:2023《建筑和土木工程密封剂质量和体积变化的测定》由国际标准化组织（ISO）下属技术委员会ISO/TC59“建筑和土木工程”SC8“密封胶”分技术委员会负责制定，于2023年6月21日正式发布，取代ISO10563:2017版本。该标准的发布标志着国际建筑密封剂质量和体积变化测试方法进入了一个更加精确、规范的新阶段。2.2适用范围与方法概述该标准规定了建筑和土木工程中使用的密封剂在高温和紫外线辐射条件下质量和体积变化的测定方法。不同于一般材料的简单热失重分析，密封剂的质量和体积变化测试需要模拟实际服役环境中的加速老化条件，以保证测试结果能够较为真实地反映密封剂在实际使用中的性能和耐久性。标准中规定了以下关键定义：-质量变化：密封剂试件在规定试验条件下经历一定时间后，其质量相对于初始质量的变化百分比；-体积变化：密封剂试件在规定试验条件下经历一定时间后，其体积相对于初始体积的变化百分比。试验方法的基本原理是将已知初始质量和体积的密封剂试件置于规定的加热或紫外线辐照环境中，经过设定的暴露周期后，再次测定试件的质量和体积，通过计算得到质量变化率和体积变化率。试验结果的准确性和可重复性是评价密封剂批次质量稳定性的关键指标。2.3与前一版本的主要技术变化ISO10563:2023相较于ISO10563:2017，在以下方面进行了重要技术调整和修订：1.测量允差的严格化：新版本收紧了质量和体积测量中的允许公差范围，要求试验测量更加精确。例如，质量测量的精度要求提高至0.1%，体积测量的精度要求也相应提升，从而有效减少了试验误差对结果判定的干扰。2.高温条件的规定修订：根据ISO/TC59SC8对其他相关标准（如ISO8339、ISO8340等）中试验温度的协调结果，新版本对加速老化试验中的高温条件进行了调整，使其与密封剂其他性能测试标准中的温度条件保持一致性，便于综合评估密封剂的多项性能指标。3.密封剂与结构密封胶方法适用性的明确划分：针对不同密封剂类型在测试中表现出的差异性，新版本进一步明确了通用密封剂和建筑结构密封胶在质量与体积变化测定中的方法区分。结构密封胶由于其在高风险幕墙结构中承担结构粘结功能，对体积稳定性的要求更为严格，因此适用更为严苛的试验条件。4.术语和定义的更新与规范化：新版本对部分术语和定义进行了修订和补充，使其更加清晰和规范，与ISO6927《建筑和土木工程密封剂词汇》中的术语保持一致。5.试验报告要求的强化：增加了对试验报告中试验条件、设备信息和不确定度评估的明确要求，增强了试验结果的溯源性。三、国内外相关标准现状分析3.1国际标准体系在国际层面，建筑密封剂的测试标准主要由ISO/TC59SC8分技术委员会负责制定。围绕密封剂性能测试，ISO已建立了一套较为完整的标准体系，包括但不限于：-ISO10563：质量和体积变化的测定-ISO7389：弹性恢复率的测定-ISO7390：抗流淌性的测定-ISO8339：拉伸性能的测定（标准条件下）-ISO8340：拉伸性能的测定（经温湿处理后）-ISO9046：接缝密封胶粘接性能的测定-ISO9047：在可变温度下粘接性能的测定-ISO11432：压缩性能的测定-ISO11600：建筑和土木工程密封剂密封胶的分类和要求这些标准共同构成了建筑密封剂性能评价的完整框架，其中ISO10563作为评价密封剂基本物理稳定性的方法标准，在整个体系中占据基础性地位。质量变化和体积变化数据不仅是密封剂分类和等级判定的重要参考依据，也是建立密封剂服役寿命预测模型的基础输入参数。3.2中国标准体系与转化情况中国在建筑密封剂标准化方面同样形成了较为完善的标准体系。目前现行的主要相关标准包括：-GB/T13477.5-2017《建筑密封材料试验方法第5部分：表干时间的测定》-GB/T13477.8-2017《建筑密封材料试验方法第8部分：拉伸粘结性的测定》-GB/T13477.19-2017《建筑密封材料试验方法第19部分：质量和体积变化的测定》其中，GB/T13477.19-2017是非等效采用ISO10563:2017（MOD）制定的国家标准，在技术内容上与ISO标准基本保持一致，同时结合中国国情和试验条件进行了适当调整。值得注意的是，ISO10563:2023版本的发布实施，将在新一轮标准复审中启动对GB/T13477.19的修订工作。此外，中国还发布了GB/T14683《硅酮和改性硅酮建筑密封胶》、GB/T23261《石材用建筑密封胶》、GB/T29755《中空玻璃用弹性密封胶》等一系列产品标准，这些产品标准中的相关试验方法和性能要求均引用GB/T13477系列试验方法标准。3.3其他国家和地区的标准情况美国材料与试验协会（ASTM）发布的ASTMC1241《建筑密封剂体积变化的标准试验方法》与ISO10563在试验原理上基本一致，但在试件尺寸、试验条件和结果表达等方面存在一定差异。ASTMC1241采用不同的老化条件和试件制备方法，反映了美欧在密封剂评估理念上的差异。日本工业标准JISA1439系列中同样包含密封剂体积变化的测定方法。不同标准体系之间的差异在一定程度上增加了跨国贸易中密封剂产品性能评价的复杂性，也进一步凸显了ISO国际标准在协调各国技术要求方面的重要作用。四、标准技术内容解读4.1试验原理ISO10563:2023所规定的试验方法基于以下基本原理：在规定尺寸和形状的金属或塑料环形容器中填充密封剂试样，在标准实验室条件下固化规定时间后，测定试件的初始质量（m₀）。随后，将试件置于规定温度的加热或紫外线老化条件下暴露规定的时间周期，达到规定时间后取出试件，测定处理后的质量（m₁）。质量变化率Δm按下式计算：Δm=(m₁−m₀)/m₀×100%体积变化率的测定则基于阿基米德原理，利用蒸馏水作为浸渍介质，通过测定试件在水中排开水的体积来确定其体积变化。试验中将密封剂试件浸没于水中称量其在水中的质量，利用试件在空气中的质量和在水中的质量之差计算出试件的体积，进而求得体积变化率。4.2试验设备与材料标准对试验设备作出了严格规定：-环形容器：由耐腐蚀金属或耐高温塑料制成，内径约12mm，高度约25mm（具体尺寸以标准正文为准），用于成型和盛放密封剂试件；-分析天平：精度不低于0.001g，用于试件质量的精确称量；-干燥箱：能够控制温度在规定的试验温度±2℃范围内，具备良好的温度均匀性和通风条件；-紫外线老化试验箱：配备规定波长和辐照度的紫外光源，能够维持规定的辐照度和温度条件；-浸渍装置：用于体积测定的蒸馏水容器和悬挂装置，确保试件完全浸没且不与容器壁接触。4.3试验条件标准规定的典型试验条件包括：-标准固化条件：温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%，固化时间为14天（可根据密封剂类型调整）；-加热老化条件：温度（70±2）℃，暴露时间为7天（条件A）；或温度（100±2）℃，暴露时间为7天（条件B，用于结构密封胶）；-紫外线老化条件：温度（60±2）℃，紫外辐照度及暴露周期按照标准正文中具体规定执行。4.4结果计算与表示每种试验条件下，质量变化率和体积变化率均以三个试件的算术平均值表示，计算结果保留至小数点后一位。当试件质量或体积出现明显的非均匀变化时，应在试验报告中详细描述观察到的现象。五、标准的主要修订单位及组织5.1ISO/TC59SC8分技术委员会概况ISO10563:2023标准由国际标准化组织ISO/TC59“建筑和土木工程”技术委员会下属SC8“密封胶”分技术委员会负责制定和修订。SC8分技术委员会秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担，主席和秘书分别来自日本和英国。5.2主要参与单位介绍——美国建筑密封剂与防水研究所在本次标准修订工作中，美国建筑密封剂与防水研究所（BuildingSealants&WaterproofingInstitute，简称BSWI）作为美国国家标准协会（ANSI）指定的技术咨询组成员单位深度参与了ISO10563:2023的修订工作，在试验方法优化、精度改进等方面发挥了重要的推动作用。BSWI成立于1968年，总部位于美国马里兰州贝塞斯达，是一家致力于建筑密封剂和防水材料领域技术研究、标准制定和行业教育的非营利性专业机构。该研究所汇聚了来自密封剂原材料供应商、密封剂制造商、建筑施工企业、检测机构和高校科研院所的众多技术专家，在建筑密封剂耐久性评估、加速老化试验方法开发以及服役寿命预测等研究领域具有长期积累和深厚造诣。在ISO10563:2023修订过程中，BSWI的技术团队牵头组织了多项实验室间比对试验（round-robintests），通过对全球多个实验室测试数据的系统分析，为新版标准中测量允差的严格化提供了科学依据。BSWI提出的基于精密称量技术改进质量变化测试重复性的建议，以及其他多项关于试验条件优化的技术提案，均被SC8分技术委员会采纳并纳入标准正式文本。此外，BSWI在推动通用密封剂与结构密封胶试验方法分流的技术论证中发挥了重要的协调作用。六、标准实施的意义与展望6.1对行业的技术引领作用ISO10563:2023的发布实施，对全球建筑密封剂行业产生了深远的技术引领作用。首先，新版标准更加严格的测量允差要求促使生产企业进一步提升检测设备的精度水平和试验操作的规范化程度，有助于全行业质量检测能力的整体提升。其次，密封剂与结构密封胶试验方法的明确划分，更加科学地反映了不同类型密封剂产品在实际工程中的性能要求差异，为产品研发和配方优化提供了更加精准的试验依据。再次，高温条件与其他相关ISO标准的协调统一，为密封剂多项性能指标的关联分析和综合评估创造了条件。6.2对国际贸易的促进作用作为国际标准化组织发布的正式国际标准，ISO10563:2023在各国贸易技术措施中具有广泛的引用基础。新版标准的实施有助于减少不同国家之间因测试方法差异导致的技术壁垒，促进密封剂产品的国际贸易流通。对于中国密封剂出口企业而言，及时跟踪和掌握新版ISO标准的技术要求，按照新标准进行产品检测和质量控制，是开拓国际市场、提升产品国际竞争力的重要技术保障。6.3未来发展趋势展望未来，建筑密封剂质量标准的发展将呈现以下几方面的趋势：第一，向多因素耦合老化试验方向发展。单一因素（如单纯加热或单纯紫外辐照）的加速老化方法虽然具有简便易行的优点，但密封剂在实际服役环境中面临的是温度、湿度、辐照、机械应力等多因素协同作用。未来标准将可能引入温度-湿度-紫外辐照多因素耦合的老化试验方法，以更加真实地模拟密封剂的实际服役条件。第二，向智能化、自动化检测方向发展。随着传感技术、机器视觉和人工智能技术的快速发展，密封剂质量与体积变化的自动化检测和在线监测成为可能。未来的标准有望逐步引入自动化测量和数据处理的有关要求。第三，向基于性能的评估体系方向发展。传统的密封剂质量评价以材料本身的性能指标为核心，未来的标准体系将逐步向以工程应用性能为导向的评估模式转型，更加注重密封剂在实际工程接缝中的密封效果和使用寿命。七、结论ISO10563:2023《建筑和土木工程密封剂质量和体积变化的测定》国际标准的发布，是全球建筑密封剂标准化工作的一项重要成果。该标准在继承原版标准科学框架的基础上，通过严格化测量允差、优化高温试验条件、明确密封剂与结构密封胶方法适用范围以及强化试验报告要求等措施，显著提高了密封剂质量和体积变化测试的精确度、可比性和适用性。参考文献[1]ISO10563:2023,Buildingandcivilengineeringsealants—Determinationofchangeinmassandvolume[S].Geneva:International