保温材料透湿性能检验规范

保温材料透湿性能检验规范1范围本规范规定了建筑用保温材料透湿性能检验的术语定义、检验原理、样品制备要求、试验设备要求、试验步骤、结果计算与表述、检验报告内容以及试验误差控制要求。本规范适用于模塑聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）、聚氨酯泡沫板、岩棉板、玻璃棉板、气凝胶保温毡等建筑工程常用块状或毡状保温材料的水蒸气透过性能检测，其他领域使用的同类保温材料可参照执行。2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/T17146建筑材料及其制品水蒸气透过性能试验方法GB/T29164建筑用保温材料吸湿性能试验方法JGJ144外墙外保温工程技术标准GB/T6342泡沫塑料和橡胶线性尺寸的测定GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境3术语和定义3.1水蒸气透过率（WVT）在规定的温湿度条件下，单位时间内透过单位面积试样的水蒸气质量，单位为g/(m²·24h)。3.2水蒸气透过系数（μ）在规定的温湿度条件下，单位时间内、单位水蒸气压力梯度下透过单位厚度试样的水蒸气质量，单位为ng/(Pa·m·s)，是表征材料本身透湿特性的固有参数，与材料厚度无关。3.3湿阻因子在相同温湿度条件下，静止空气的水蒸气透过系数与试样水蒸气透过系数的比值，无量纲，用于表征材料阻碍水蒸气渗透的能力，数值越大表明材料透湿性能越差。3.4试验杯由耐腐蚀金属或玻璃制成的密封容器，用于盛装干燥剂或饱和盐溶液以维持杯内恒定湿度，杯口与试样密封连接后构成透湿试验单元。4检验原理本规范采用干湿杯法进行透湿性能检验：将待测试样密封在装有干燥剂（干杯法）或饱和盐溶液（湿杯法）的试验杯上，将试验杯置于恒定温湿度的环境箱中，由于试样两侧存在恒定的水蒸气分压力差，水蒸气会从高湿侧通过试样向低湿侧渗透，定期称量试验杯的质量变化，根据质量变化量、试样透湿面积、试验时间以及两侧水蒸气分压力差，计算得到试样的水蒸气透过率和水蒸气透过系数。干杯法适用于水蒸气透过率≤10g/(m²·24h)的低透湿保温材料，如挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫板等；湿杯法适用于水蒸气透过率>10g/(m²·24h)的高透湿保温材料，如岩棉板、玻璃棉板、气凝胶保温毡等。对于透湿性能未知的材料，应先采用干杯法进行预试验，若72h内质量变化量小于0.001g，则改用湿杯法进行测试。5样品制备5.1抽样规则同一批次、同一规格、同一工艺生产的保温材料以不超过5000m²为一个检验批，随机抽取3个完整的产品单元作为样品，抽样时应避开产品边缘破损、变形的区域，每个样品的尺寸不应小于500mm×500mm，厚度为产品标称厚度。对于带有饰面层或复合界面层的保温材料，应保留原有复合结构，不得单独剥离面层进行测试。5.2试样制备从抽取的样品上裁取直径为100mm±0.5mm（对应试验杯杯口直径为90mm）的圆形试样，或边长为160mm±0.5mm的方形试样（对应试验杯杯口内径为150mm），每组试验制备3个平行试样。裁取时应使用锋利的刀具，保证试样边缘平整、无裂纹、无毛刺，表面无凹陷、鼓包或机械损伤。对于柔性毡状保温材料，裁取时应避免材料产生拉伸变形，保证试样厚度均匀。5.3试样状态调节将裁取好的试样置于温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的标准环境中进行状态调节，调节时间不少于48h。对于吸湿性较强的岩棉、玻璃棉等矿物纤维材料，状态调节时间应延长至72h，直至试样连续两次称量（间隔24h）的质量变化率小于0.1%，视为状态调节完成。状态调节完成后，立即测量试样的厚度和直径，厚度测量按照GB/T6342的规定执行，在试样表面均匀选取5个测量点，取算术平均值作为试样厚度，精确到0.01mm；直径测量在试样相互垂直的两个方向上进行，取算术平均值作为试样直径，精确到0.1mm。6试验设备6.1试验杯采用不锈钢或硬质玻璃材质，杯体应具有足够的刚性，不易变形，内壁光滑便于清洁。试验杯杯口边缘应平整、无缺口，杯盖配有密封垫圈，可通过螺纹或卡扣结构实现与杯体的密封连接。常用试验杯的透湿面积为50cm²±0.5cm²或100cm²±1cm²，杯体深度不小于50mm。每次使用前应将试验杯清洗干净，置于105℃±5℃的烘箱中烘干2h，冷却至室温后备用。6.2温湿度环境箱环境箱内的温度控制精度为±0.5℃，相对湿度控制精度为±3%，箱内空气流速控制在0.02m/s~0.3m/s之间，避免气流直接吹拂试验杯表面。环境箱内应配备连续的温湿度自动记录装置，每10min记录一次箱内的温度和相对湿度数据。6.3分析天平量程不小于2000g，精度为0.001g，用于称量试验杯的质量变化。天平应定期进行计量校准，每次使用前应采用标准砝码进行零点校准。6.4密封材料采用熔点为60℃~65℃的石蜡-松香混合物（质量比为1:1），或低挥发的硅酮密封胶，用于密封试样与试验杯杯口的间隙，密封材料本身的水蒸气透过率应小于0.001g/(m²·24h)，且不得与试样发生化学反应，不得渗透进入试样内部。6.5干燥剂采用粒径为2mm~5mm的无水氯化钙，使用前应置于200℃±5℃的烘箱中烘干4h，冷却至室温后装入试验杯，干燥剂的装填量应保证其表面距离试样下表面至少10mm，避免干燥剂接触试样。6.6饱和盐溶液湿杯法试验采用硝酸钾饱和溶液，在23℃条件下其上方相对湿度为93.6%±0.5%。饱和盐溶液的配制应保证溶液底部有未溶解的盐晶体存在，以确保试验过程中湿度恒定。7试验步骤7.1试验杯组装（1）干杯法：将烘干后的无水氯化钙装入试验杯中，装填量为杯体容积的2/3，轻轻震动试验杯使干燥剂表面平整。将状态调节完成的试样放置在试验杯杯口上，试样的测试面（通常为材料使用时的迎湿面）朝向环境箱一侧，对于有表皮的保温材料，表皮层应朝向高湿侧。采用石蜡-松香混合物或硅酮密封胶均匀涂抹在试样与杯口的接触边缘，确保试样与杯口完全密封，无漏气缝隙。密封完成后在试验杯外壁标注编号，静置2h待密封材料完全固化。（2）湿杯法：将配制好的硝酸钾饱和溶液装入试验杯中，溶液液面距离试样下表面10mm~15mm，其余组装和密封步骤与干杯法相同。7.2初始称量将组装好的试验杯置于温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境箱中，放置时应将试验杯放在平整的网架上，杯体之间保持至少50mm的间距，保证周围空气流通。静置24h后将试验杯取出，用干净的软布擦拭杯体表面的水汽和灰尘，快速放在分析天平上称量，记录初始质量m₀，精确到0.001g。称量过程应在30s内完成，避免试验杯在环境箱外停留时间过长导致质量变化。7.3定期称量初始称量完成后将试验杯放回环境箱中，此后每隔24h进行一次称量，记录每次的质量m₁、m₂、……、mₙ。每次称量前应检查试验杯的密封情况，若发现密封材料开裂、试样移位等情况，应废弃该试样重新制备。当连续3次称量的质量变化率小于5%，且质量变化呈稳定的线性趋势时，视为达到稳态透湿阶段，可停止试验。对于低透湿的挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫板，试验周期通常为7d~14d；对于高透湿的岩棉、玻璃棉材料，试验周期通常为3d~7d。7.4平行试验同一组3个平行试样的测试应在同一环境箱中同时进行，若其中1个试样的测试结果与另外两个的平均值偏差超过10%，应剔除该试样的结果，取剩余两个试样的平均值作为最终结果；若两个试样的偏差超过10%，则需重新制备试样进行试验。8结果计算与表述8.1水蒸气透过率计算水蒸气透过率WVT按式（1）计算：$$WVT=\frac{\Deltam}{A\times\Deltat}\times24$$式中：Δm——稳态阶段内试验杯的质量变化量，单位为g；A——试样的透湿面积，单位为m²；Δt——两次称量的时间间隔，单位为h。计算结果保留三位有效数字。8.2水蒸气透过系数计算水蒸气透过系数μ按式（2）计算：$$\mu=\frac{WVT\timesd}{\Deltap}\times10^9$$式中：d——试样的厚度，单位为m；Δp——试样两侧的水蒸气分压力差，单位为Pa；10^9——单位换算系数，将g/(m²·24h·Pa·m)转换为ng/(Pa·m·s)。其中，干杯法试验中，试样两侧的水蒸气分压力差为环境箱内空气的水蒸气分压力（23℃、50%相对湿度下为1402Pa）；湿杯法试验中，试样两侧的水蒸气分压力差为饱和盐溶液上方水蒸气分压力与环境箱内水蒸气分压力的差值（23℃下为2804Pa-1402Pa=1402Pa）。计算结果保留两位有效数字。8.3湿阻因子计算湿阻因子μ_z按式（3）计算：$$\mu_z=\frac{\mu_{air}}{\mu}$$式中：μ_air——静止空气的水蒸气透过系数，23℃下为195ng/(Pa·m·s)。计算结果保留整数。8.4结果表述检验结果应分别给出3个平行试样的individual值，以及3个试样的算术平均值。当用户有要求时，可同时给出湿阻因子结果。若试样在试验过程中出现吸湿溶胀、分层、变形等异常情况，应在结果中明确注明。9检验报告检验报告应至少包含以下内容：（1）检验样品的信息：材料名称、规格型号、生产厂家、批次编号、标称厚度、接收日期、状态调节条件；（2）检验依据：本规范编号及引用的相关标准编号；（3）试验方法：明确采用干杯法或湿杯法，试验温度、相对湿度条件；（4）试验设备信息：试验杯透湿面积、天平精度、环境箱型号及校准状态；（5）试验结果：每个平行试样的厚度、透湿面积、质量变化量、水蒸气透过率、水蒸气透过系数，以及组平均值；（6）试验过程中出现的异常情况说明；（7）检验日期、检验人员签字、检验机构盖章。10试验误差控制10.1系统误差控制每年应对温湿度环境箱的温度、湿度传感器进行至少一次计量校准，每次试验前应采用独立的温湿度记录仪对箱内的温湿度进行验证，确保温湿度误差在允许范围内。分析天平应每6个月校准一次，每次称量前进行零点校准。试验杯的透湿面积应定期采用游标卡尺进行测量，误差不得超过0.5%。10.2操作误