ISO 24068-22021 建筑和土木工程密封剂.固化度的测定.第2部分试验接头试样拉伸和粘附性能的建立标准立项发展报告

建筑和土木工程密封剂固化度的测定第2部分：试验接头试样拉伸和粘附性能的建立标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BuildingandCivilEngineeringSealants—DeterminationoftheDegreeofCure—Part2:Build-upofTensileandAdhesionPropertiesinTestJointSpecimens摘要建筑密封胶作为建筑围护结构防水、气密与节能的关键功能材料，其固化性能直接决定工程接缝的长期服役可靠性。ISO24068-2:2021《建筑和土木工程密封剂固化度的测定第2部分：试验接头试样拉伸和粘附性能的建立》由国际标准化组织（ISO）发布，是建筑密封材料固化度评价系列标准的重要组成部分。该标准为密封剂在标准试验接头中拉伸强度与粘附性能随固化时间演变规律的测定提供了统一的试验方法与技术要求，填补了固化过程中力学性能演化定量评价的标准空缺。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其与国内外相关标准体系的衔接关系，分析了标准在工程质量控制、产品研发与工程验收等场景中的应用价值，并对标准实施中的关键技术要点及未来修订方向进行了展望。该标准的发布实施对于推动建筑密封材料性能评价体系的国际统一、提升建筑工程接缝密封质量水平具有重要意义。关键词：建筑密封剂；固化度；拉伸性能；粘附性能；试验方法；国际标准；ISO24068Keywords:Buildingsealants;Degreeofcure;Tensileproperties;Adhesionproperties;Testmethod;Internationalstandard;ISO24068一、引言建筑密封剂广泛应用于幕墙接缝、预制构件拼缝、窗框安装及屋面防水等建筑和土木工程的关键部位，其核心功能在于承受温度变化、风荷载、结构变形等因素引起的接缝位移，同时保证长期的气密性与水密性要求。密封剂从施工完成到完全固化需要经历复杂的化学反应过程，其固化程度直接影响材料的力学强度、弹性恢复率、粘附耐久性等关键服役指标。若密封剂在未充分固化即承受荷载或暴露于恶劣环境，可能导致粘附失效、内聚破坏或过早老化，进而引发渗漏、能耗升高等工程质量问题。因此，准确测定密封剂的固化度，科学评价其固化过程中拉伸性能和粘附性能的演变规律，对于密封剂的配方设计、施工时机选择、质量验收及使用寿命预测具有重要的工程实践价值。然而，长期以来，国际范围内缺乏统一的密封剂固化性能测试方法标准，各制造商和检测机构采用不同的试验条件和评价指标，导致测试结果难以横向比较，制约了密封剂产品的国际贸易与工程质量控制的规范化。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）启动了密封剂固化度测定系列标准的编制工作，ISO24068-2:2021即为该系列标准的第二部分，专门针对试验接头试样中拉伸和粘附性能的建立过程提出了标准化的测试方法。二、标准编制背景与立项依据2.1密封剂固化性能评价的技术需求密封剂的固化过程通常涉及化学反应交联、溶剂或水分挥发、聚合物链段运动受限等多个物理化学变化。不同化学体系的密封剂（如硅酮类、聚氨酯类、硅烷改性聚醚类、聚硫类等）具有截然不同的固化机理和固化速率。对于工程应用而言，需要了解的关键信息包括：密封剂在特定温度湿度条件下达到操作强度（可搬移强度）所需的时间、达到设计粘附强度所需的养护周期，以及固化过程中力学性能的演变曲线。传统的密封剂性能测试主要关注完全固化后的最终性能指标，如拉伸强度、断裂伸长率、弹性恢复率等，而对固化过程中的性能演变缺乏系统性的表征方法。实际工程中，密封胶施工后的早期性能表现往往决定了工程质量的风险水平，过度缩短养护时间可能导致密封胶性能未能达到设计要求，而过度延长养护周期则影响施工进度和经济效益。2.2国际标准化需求的提出在建筑密封剂领域，ISO11600《建筑结构用密封材料分类和要求》为密封剂的分类提供了基本框架，但该标准侧重于完全固化后的性能分级。随着建筑工业化、装配式建筑的快速发展，密封剂应用场景日益多样化，对固化性能的系统评价需求愈发迫切。2017年前后，ISO/TC59/SC8（建筑和土木工程密封剂分技术委员会，SC8曾负责密封剂相关标准）基于行业内对固化度测试方法统一性的呼声，决定开展密封剂固化度测定系列标准的编制工作。该系列标准计划涵盖以下方面：-第1部分：固化深度的测定（通过测量固化层厚度评估固化程度）；-第2部分：试验接头试样拉伸和粘附性能的建立（通过力学性能的演化评估固化过程）；-第3部分：其他性能指标（如硬度、弹性恢复率等）随固化时间的变化。ISO24068-2:2021作为该系列的核心组成部分，侧重于从力学性能角度定量表征密封剂在固化过程中拉伸强度与粘附性能的建立过程，为密封剂固化行为的综合评价提供关键方法支撑。2.3与国内外标准的承接关系在ISO24068-2发布之前，各国对密封剂固化性能的测试方法差异较大。例如：-美国ASTMC679《密封剂固化时间的标准试验方法》主要针对表干时间的测定；-日本JISA1439《建筑用密封材料试验方法》中包含密封胶固化性能相关测试，但其固化性能评价体系与ISO标准未完全一致；-中国国家标准GB/T13477系列《建筑密封材料试验方法》中涉及拉伸粘接性、弹性恢复率等多项试验方法，但对于固化过程中性能建立过程的系统评价方法尚属空白。ISO24068-2:2021的发布有效填补了这一标准空白，为密封剂固化过程中拉伸和粘附性能演化规律的测定提供了国际统一的技术依据，也为各国制定相应国家标准或修订现有标准提供了重要参考。三、标准主要内容与技术要点3.1适用范围ISO24068-2:2021适用于建筑和土木工程中使用的各类弹性密封剂，包括但不限于硅酮密封胶、聚氨酯密封胶、硅烷改性密封胶及聚硫密封胶等。该标准规定了在标准试验条件下，通过制备标准试验接头试样并在不同固化时间测定其拉伸和粘附性能，以建立密封剂固化性能随时间的演变曲线的方法。3.2术语与定义标准对以下关键术语进行了明确规定：-固化度（degreeofcure）：密封剂在特定时间点已发生的交联反应程度，通常以固化过程中某一性能指标达到完全固化状态时该性能值的百分比来表示；-试验接头试样（testjointspecimen）：按照标准规定的几何尺寸和基材要求制备的密封剂与基材组成的标准测试构件，用于模拟实际工程中的接缝构造；-拉伸性能的建立（build-upoftensileproperties）：密封剂在固化过程中拉伸强度、断裂伸长率等力学指标随固化时间增长而演化的过程；-粘附性能的建立（build-upofadhesionproperties）：密封剂与基材之间的粘附力随固化时间的演变过程，通常表现为粘附破坏面积的变化和粘附强度的增长。3.3试验原理该标准的试验原理基于以下逻辑：密封剂的固化过程是化学交联反应不断进行的过程，伴随着材料从粘流态向弹性固态转化。在此过程中，密封剂的拉伸性能和粘附性能呈现出从无到有、由弱到强的渐进式增长规律。通过在不同固化时间点对密封剂试验接头试样施加拉伸荷载，测定其拉伸强度与粘附破坏特征，即可获得密封剂固化性能的演变曲线。具体而言，标准规定了以下核心试验步骤：1.试样制备：将密封剂按规定尺寸填充至由规定基材（如玻璃、铝材、混凝土等）构成的试验接头中，制作标准尺寸的试验接头试样；2.固化养护：将制备好的试样置于标准养护条件下（通常为标准温湿度环境或特定加速固化条件），开始计时；3.分阶段测试：在设定的多个时间节点（如24h、48h、72h、7d、14d、21d、28d等），分别取出一组试样进行拉伸性能测试；4.性能记录：记录各时间点下密封剂的拉伸强度、断裂伸长率、破坏类型（内聚破坏/粘附破坏/混合破坏）等参数；5.曲线建立：以固化时间为横坐标、力学性能值为纵坐标，绘制拉伸性能和粘附性能随固化时间的演变曲线。3.4试验条件与参数标准明确规定了试验的环境条件（温度、湿度要求）、试样尺寸、加载速率、基材类型及表面处理方法等关键技术参数，以保证测试结果的重复性和再现性。试验通常在标准实验室环境条件下进行，但标准也允许根据实际工程需求选用加速固化或高低温交变等特殊养护制度。3.5性能评价指标标准核心的评价指标包括：-拉伸强度增长曲线：反映密封剂抵抗拉伸破坏能力随时间的增长过程；-断裂伸长率演变：反映密封剂柔韧性和变形能力的建立过程；-破坏模式判定：通过目视检查破坏截面，区分内聚破坏、粘附破坏或混合破坏，以评价密封剂与基材粘附性能的建立状况。四、标准参与单位介绍4.1ISO/TC59/SC8标准编制组织概述ISO24068-2:2021由国际标准化组织建筑和土木工程标准化技术委员会（ISO/TC59）下属的密封剂分技术委员会（SC8）负责编制，秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。在标准编制过程中，来自中国、美国、德国、法国、日本、韩国等国家的密封剂生产商、检测机构、科研院所及行业协会的专家共同参与了技术讨论和条款审定。4.2中国主要参与单位——中国建材检验认证集团股份有限公司中国建材检验认证集团股份有限公司（简称“国检集团”，CTC）是中国建筑材料科学研究总院有限公司所属的核心检验认证机构，是国家级建材检测权威机构，长期承担建筑密封材料领域的标准制修订和检验检测工作。作为ISO/TC59/SC8的国内技术对口单位的核心成员，国检集团深度参与了ISO24068-2标准的编制工作。国检集团在建筑密封材料领域具有深厚的技术积累，建有国家建筑防水材料质量检验检测中心等国家级检测平台，主编或参编了GB/T13477系列《建筑密封材料试验方法》、GB/T14683《硅酮和改性硅酮建筑密封胶》、GB/T23261《石材用建筑密封胶》等多项国家和行业标准。在ISO24068-2编制过程中，国检集团技术团队凭借在密封剂力学性能测试和工程应用评价方面积累的丰富经验，在试验参数选择、试样制备方法优化、性能评价指标确定等方面提出了多项建设性意见，为推动该国际标准的科学性和适用性发挥了积极作用。五、标准的应用价值与实施意义5.1在密封剂产品研发中的应用对于密封剂制造商而言，ISO24068-2:2021提供了一套系统的固化性能评价工具。在产品配方开发阶段，研发人员可通过该标准方法快速比较不同配方体系的固化速率和性能建立规律，优化催化剂种类及用量、交联剂等关键组分。在产品质量稳定性控制方面，制造商可借助固化性能曲线的标准化测试，实现批次间一致性的量化评价，从而提升产品质量管控水平。5.2在工程设计选材中的应用对于建筑设计单位和工程承包商而言，密封剂固化速率直接影响施工进度计划的编制和接缝密封质量的控制。通过查阅供应商提供的基于ISO24068-2测试获得的固化性能数据，设计人员可合理评估密封剂在特定环境条件下的养护要求，科学确定接缝施工的工期安排和后续工序的衔接时机。对于采用装配式建筑技术的大型项目，密封剂固化速度与构件安装节奏的匹配尤为重要。5.3在工程质量验收中的应用在工程验收阶段，传统的密封剂质量验收侧重于完全固化后的性能检测，而ISO24068-2所建立的固化性能评价方法可为早期质量评估提供技术手段。工程质量监督机构可在密封剂施工后的关键时间节点，通过现场取样或同条件养护试件的性能测试，验证密封剂固化状态是否满足设计预期，从而降低因固化不足导致的工程质量风险。5.4标准实施中的关键技术要点在实际应用中，为使测试结果真实反映密封剂的固化性能，应注意以下要点：-试样制备的规范性：密封剂填充时需确保与基材表面充分接触，避免气泡混入，控制填充厚度的一致性，以保证测试结果的代表性；-养护条件的精确控制：温度和湿度对密封剂固化速率具有显著影响，试验过程中需持续监测并记录实际养护条件，确保不同批次试验间的可比性；-基材类型的选择：实际工程中密封剂接触的基材多样（玻璃、铝材、混凝土、石材等），应根据应用场景选择匹配的基材类型进行试验；-测试时机的合理设置：固化早期性能变化较快，应适当加密测试频率，以准确捕捉性能跃变的拐点。六、结论与展望ISO24068-2:2021作为密封剂固化度测定系列标准的重要组成部分，为建筑和土木工程密封剂固化过程中拉伸和粘附性能的建立提供了国际统一的测试方法。该标准的发布填补了国际标准化体系中密封剂固化性能动态评价的方法空白，与ISO24068-1（固化深度测定）共同构建了较为全面的密封剂固化性能评价框架，对于规范密封剂产品性能评价、促进国际贸易技术互认、提升工程质量控制水平具有重要的支撑作用。展望未来，随着建筑密封材料向高耐久性、绿色环保、功能化方向持续发展，以及智能建造和数字化质量管控技术的加快应用，密封剂固化性能的评价方法也将不断完善。预期以下方向将成为后续标准修订和技术发展的重要关注点：-多场耦合条件下的固化性能评价：将温度、湿度、紫外辐射、应力等多因素耦合效应纳入固化性能评价体系，更加真实地模拟实际服役环境；-快速固化密封剂的测试方法适应性：针对快速固化或光固化等新型密封体系，开发与之匹配的快速测试程序；-无损检测技术的引入：探索利用超声波、太赫兹时域光谱等无损检测技术实时监测密封剂固化过程的可能性，实现固化度的在线评价。建议国内相关标准化技术机构及时跟踪ISO24068系列标准的发展动态，适时开展该标准的转化工作，结合我国密封剂产品特点和应用需求制定相应的国家标准或行业标准，同时鼓励密封剂生产企业、检验检测机构和工程应用单位积极采用该标准，以促进我国建筑密封材料技术水平的全面提升和国际竞争力的持续增强。参考文献[1]ISO24068-2:2021,Buildingandcivilengineeringsealants—D