استاندارد انواع پوشش های بتن و سیمان از منظر نفوذپذیری

رنگهاوجلاها ـمواد  و سيستم هاي پوششي مناسب

براي سطوح خارجي سيماني و بتوني

 قسمت دوم: تعيين و طبقهبندي سرعت عبور بخار آب

 (نفوذپذيري)

آشنايي با مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران

مؤسسه استاندارد وتحقيقات صنعتي ايران به موجب قانون،تنها مرجع رسمي كشوراست كه عهده داروظيفه تعيين، تدوين ونشر استانداردهاي ملي (رسمي) ميباشد.

تدوين استاندارد در رشته هاي مختلف توسط كميسيون هاي فني مركب از كارشناسانمؤسسه، صاحبنظران مراكز و مؤسسات علمي، پژوهشي، توليدي واقتصادي آگاه ومرتبط باموضوع صورت ميگيرد. سعي بر اين است كه استانداردهاي ملي، در جهت مطلوبيت ها ومصالح ملي وبا توجه به شرايط توليدي، فني و فن آوري حاصل از مشاركت آگاهانه ومنصفانه صاحبان حق و نفع شامل: توليدكنندگان ،مصرف كنندگان، بازرگانان، مراكز علميو تخصصي و نهادها و سازمانهاي دولتي باشد.پيش نويس استانداردهاي ملي جهت نظرخواهيبراي مراجع ذينفع واعضاي كميسيون هاي فني مربـوط ارسال ميشود و پس از دريـافتنظـرات وپيشنهادهـا در كـميته ملـي مرتبـط بـا آن رشته طرح ودر صورت تصويب بهعنوان استاندارد ملي (رسمي) چاپ و منتشر مي شود.

پيش نويس استانداردهايي كه توسط مؤسسات و سازمانهاي علاقمند و ذيصلاح و بارعايت ضوابط تعيين شده تهيه مي شود نيز پس از طرح و بـررسي در كميته ملي مربوط ودر صورت تصويب، به عنوان استاندارد ملي چاپ ومنتشرمي گردد. بدين ترتيباستانداردهايي ملي تلقي مي شود كه بر اساس مفاد مندرج در استاندارد ملي شماره((5)) تدوين و در كميته ملي مربوط كه توسط مؤسسه تشكيل ميگردد به تصويب رسيدهباشد.

مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران از اعضاي اصلي سازمان بين المللياستاندارد ميباشد كه در تدوين استانداردهاي ملي ضمن تـوجه به شرايط كليونيازمنديهاي خاص كشور، از آخرين پيشرفتهاي علمي، فني و صنعتي جهان واستانداردهـاي بين المـللي استفـاده مي نمايد.

مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران مي تواند با رعايت موازين پيش بينيشده در قانون به منظور حمايت از مصرف كنندگان، حفظ سلامت و ايمني فردي وعمومي،حصول اطمينان از كيفيت محصولات و ملاحظات زيست محيطي و اقتصادي، اجراي بعضي ازاستانداردها را با تصويب شوراي عالي استاندارد اجباري نمايد. مؤسسه مي تواند بهمنظور حفظ بازارهاي بين المللي براي محصولات كشور، اجراي استاندارد كالاهايصادراتي و درجه بندي آنرا اجباري نمايد.

همچـنين بمنظـور اطـمينان بخـشيدن به استفاده كنندگـان از خـدمات سازمانها ومؤسسات فعال در زمينه مشاوره، آموزش، بازرسي، مميزي و گواهي كنندكان سيستم هايمديريت كيفيت ومديريت زيست محيطي، آزمايشگاهها و كاليبره كنندگان وسايل سنجش،مؤسسه استاندارد اينگونه سازمانها و مؤسسات را بر اساس ضوابط نظام تأييد صلاحيتايران مورد ارزيابي قرار داده و در صورت احراز شرايط لازم، گواهينامه تأييد صلاحيتبه آنها اعطا نموده و بر عملكرد آنها نظارت مي نمايد. ترويج سيستم بين المللييكاها ، كاليبراسيون وسايل سنجش تعيين عيار فلزات گرانبها و انجام تحقيقات كاربرديبراي ارتقاي سطح استانداردهاي ملي از ديگر وظايف اين مؤسسه مي باشد.

فهرست مندرجات                                                           صفحه

پيشگفتار                                                                                       ب     

1   هدف و دامنه كاربرد                                                                    1     

2   مراجع الزامي                                                                            2  

3   اصطلاحات و تعاريف                                                                  3  

4   اساس كار                                                                                 4 

5   دستگاهها ومواد لازم                                                                  4

6   نمونهبرداري                                                                            5

7 قطعات آزمون                                                                            5

8   روش اجرايآزمون                                                                     9

9   بيان نتايج                                                                               10

10   دقت                                                                                   14

11  گزارش آزمون                                                                         15

پيشگفتار

استاندارد"رنگهاوجلاها- مواد و سيستم هاي پوششي مناسب براي سطوح خارجي سيماني وبتوني- قسمت دوم: تعيين وطبقه بندي سرعت عبور  بخار آب (نفوذپذيري)كه توسط كميسيون فني مربوطهتهيه و تدوين شده و درسيصدوهشتمين جلسه كميته ملي استاندارد شيميايي و پليمر              مورخ 14/4/83 مورد تصويب قرار گرفته است, اينك به استناد بند يك ماده سه قانون اصلاح قوانين و مقررات مؤسسه استانداردو تحقيقات صنعتي ايران مصوب بهمن ماه 1371 بعنوان استاندارد ملي ايرانمنتشر مي شود.

براي حفظهمگامي و هماهنگي با تحولات و پيشرفتهاي ملي و جهاني در زمينه صنايع ، علوم وخدمات, استاندارد هاي ملي ايران در موقع لزوم و تجديد نظرخواهد شد و هرگونه پيشنهادي كه براي اصلاح يا تكميل اين استاندارد ها ارائه شود ،در هنگام تجديد نظر در كميسيون فني مربوطه مورد توجه قرارخواهد گرفت بنابر اين براي مراجعه به استاندارد هاي ملي ايران بايد از آخرين تجديدنظر آنها بهره گيري كرد.

درتهيه  و تدوين اين استاندارد سعي شده استكه ضمن توجه به شرايط و نيازهاي جامعه ،‌در حد امكان بين اين استاندارد واستاندارد ملي كشورهاي صنعتي پيشرفته هماهنگي ايجاد شود. منبع و ماخذي كه برايتهيه اين استاندارد به كار رفته به شرح زير است :

ISO 7783-2: 1999paints and varnishes-Coating materials and coating systems for exterior masonryand concrete- Part 2 :Determination andclassification of water-vapour transmission rate(permeability)

رنگها وجلاها- مواد و سيستم هايپوششي مناسب براي سطوح خارجي سيماني  وبتوني قسمت دوم: تعيين مقدار و طبقه بندي سرعت عبور بخار آب(نفوذپذيري)

1            هدف و دامنه كاربرد

هدف از تدوين اين استاندارد, تعيين روش اندازه گيري سرعت عبوربخار آب از پوشش ها, سيستم هاي پوششي وفرآورده هاي وابسته به آن هاست که براي سطوحخارجي سيماني و بتوني مناسب مي باشند.

اين روش براي پوشش ها و سيستم هايپوششي روي زير آيندهاي[1] متخلخل نظيرآجر, آهک و گچ نيز کاربرد دارد.

يادآوري1 - از اين روش براي اندازه گيريسرعت عبور بخار آب از پوشش ها و سيستم هاي پوششي که روي  ساير زير آيند ها هم اعمال شده است, نيز ميتوان استفاده کرد.

طبق محاسبات انجام شده, اين روشبراي زير آيندهاي متخلخل زماني که ضخامت فيلم خشک کمتر از 80 ميکرون باشد, قابلاستفاده نمي باشد.

يادآوري 2- برخياز فرآورده هايي را که به طور معمول بخاطر گرانروي کم و/يا مواد جامد خيلي کم
 نمي توانند فيلم تشکيل دهند, و يا تخلخلزير آيند را به طور غير عادي تحت تاثير قرار مي دهند, با اين آزمون نبايد موردبررسي قرار گيرند. بهتر است تاثير آنهادر موقعيت هاي عملي مورد توافق طرفين ذي نفعقرار گيرد. 

2            مراجع الزامي

مدارك الزامي زير حاوي مقرراتي است كه در متن ايناستاندارد به آنها ارجاع داده شده است بدين ترتيب آن مقررات جزئي از اين استانداردمحسوب ميشود در مورد مراجع داراي تاريخ چاپ و/ يا تجديد نظر ، اصلاحيه ها و تجديد نظرهاي بعدي اين مدارك مورد نظر نيست معهذا بهتر است كاربران ذينفع اين استاندارد ،امكان كاربرد آخرين اصلاحيه ها و تجديد نظرهاي مدارك الزامي زير را مورد بررسيقراردهند در مورد مراجع بدون تاريخ چاپ و/ يا تجديدنظر ‌، آخرين چاپ و/ يا تجديد نظر آن مدارك ارجاع داده شده مورد نظر است .

استفاده از مراجع زير براي كاربرد اين استانداردالزامياست :

2-1  EN 1062-1:1996  Paints and varnishes – Coating materials andcoating systems for exterior masonry and concrete – Part 1:Classification

2-2  EN ISO 1513, Paints and varnishes – Examination and preparation of samples for testing.(ISO 1513:1992)

2-3 ISO 7783-1: 1996  Determination ofwater-vapour transmission rate –Part1: Dish method for free films.

2-4  EN21512  Paints and varnishes – Sampling ofproducts in liquid or paste form (ISO1512:1991)

2-5  EN 23270,Paints and varnishes andtheir raw materials – Temperature and humidities forconditioning and testing.(ISO3270:1984)

3            تعاريف

در اين استاندارد , اصطلاحات و/ ياواژه ها با تعاريف زير به کار مي روند:

3-1           سرعت عبور بخار آب V (براي يک پوشش)

جرم بخار آبيکه در يک زمان معين از  داخل يک قطعهآزمون  با مساحت مشخص و تحت شرايط رطوبتنسبي ثابت و معين, به رويه ديگر منتقل شود.

يادآوري- سرعتعبور بخار آب  تحت شرايط رطوبت نسبي مشخصاز دو رويه پوشش ها و  بر حسب
 [گرم بر( مترمربع×روز )] بيان مي شود.

3-2           ضخامت لايه هواي معادل S_d

ضخامت لايه هواي ساکني که, تحت شرايط يكسان، سرعت عبور بخار آب برابر با پوشش مورد نظر داشته باشد.

يادآوري-   ضخامت لايه هواي معادل در سيستم متريک بيان مي شود.

4             اساسكار

پوششهاي به کار رفته در سطح بيروني ساختماننقش مهمي در تنظيم تبادل بخار آب ما بين
 زير آيند و جو بيرون دارد. اين خاصيت با استفاده از ظرفهاي حاوي محلول سير شده
 آمونيوم دي هيدروژن فسفات با اتمسفري كه رطوبتنسبي 93 درصد در بالاي آن ايجاد مي کند، سنجيده مي شود. ظرف ها با لايه اي از فرآورده يا زير آيندمتخلخل پوشانده شده با فرآورده مورد آزمون بسته مي‌ شود. سپس در محوطه اي با دما و رطوبت نسبيقابل كنترل قرار گرفته و  در فاصله هاي زماني مناسب وزن مي شود. سرعت عبور بخار آب از روي تغييرات جرم, در صورتي كه با زمان رابطه مستقيم داشته باشد، اندازه گيري مي شود.

5             دستگاهها و مواد لازم

5-1   ظرفها،   مطابق بااستاندارد بند (2-3)  از آلومينيم بدون پوشش نبايد استفاده شود.

5-2    آون , با قابليت تنظيم دما در (2±50)درجه سلسيوس.

5-3             ترازو, با دقت توزين 1 ميلي گرم.

5-4             آمونيومدي هيدروژن فسفات محلول اشباع، تهيه شده با آب بدون يون جهت ايجاد رطوبت نسبي 93درصد.

6            نمونه برداري

نمونه برداري از فرآورده  مورد آزمون (يا هر يک از فرآورده ها در صورتيکه سيستم چند پوششي باشد) مطابق بند( 2-2)  انجام مي گيرد.

هر يک از نمونه ها را جهت آزمونآماده کنيد.

7            قطعات آزمون

7-1           كليات

برايتهيه قطعات آزمون, يکي از روش هاي جدول 1 را انتخاب كنيد.

جدول 1-تهيه نمونههاي آزمون

7-2     زير آيند هايي براي پوشش هاي خودنگهدار  (فيلمهاي آزاد)

برايتهيه فيلم هاي آزاد, زير آيند مناسبي نظير فيلم پلاستيك ساخته شده از پلياتيلن با چگالي بالا[4]، پلي تترافلورواتيلن[5] يا پلي(اتيلن ترفتالات)[6] كه عيب و نقص سطحي نداشته باشد، انتخاب كنيد. به طوري که پوشش پس از اعمال بر روي آن و خشک شدن  به راحتي جدا شده و لايه اي مطابق با ويژگي هاي ارائه شده از طرف سازنده پوشش ايجاد شود. مساحت لايه آزاد بايد حداقل 60 سانتي متر مربعباشد.

7-3            زير آيند هايي براي  پوشش هايغير خود نگهدار[7]

اگرسرعت عبور بخار آب روي فيلم هايآزاد بدليل نازک, شکننده و ضعيف بودن زياد آنها قابل اندازه گيري نباشد, اندازهگيري بايد با استفاده از زير آيندي که قادر باشد بخار آب را با سرعت بالايي انتقالدهد, انجام گيرد.

7-3-1  براي پوشش هايي که نيازي به واکنش با زير آيند ندارند, هر نوعزيرآيندي که  قادر باشد بخار آب را با سرعتبيشتر از 240 گرم بر متر مربع در روز انتقال دهد, مناسب است. مانند خمير  شيشه, ورق هاي سراميکي بدون لعاب. مساحت  يک طرف بايد حداقل 60 سانتي متر مربع باشد.

7-3-2  براي پوشش هايي که با زير آيند واکنش ميدهند, مي توان قطعاتياز زير آيند ويژه را انتخاب کرد که لزوما با سرعت عبور ذکر شده در بند (7-3-1)مطابقت نداشته باشد. در اين حالت نتايج بايد طبق (بند9-1-2) بيان شوند. در هر حالمساحت يک طرف  بايد حداقل 60 سانتي مترمربع باشد.

ماده درز بندي: يکماده مومي شکل مطابق بند (2-3)  يا چسب دوجزئي مناسب مي باشد.

يک ماده مناسب ماده اي مومي است که به خوبي به ظرف مورداستفاده به عنوان ظرف واکنش و قطعه آزمون بچسبد, در دماي آزمون نشکند, جاذبآب  و قابل اکسايش نيز نباشد.

7-4     آمادهسازي و پوشش دهي

زير آيند بايد تميز و خشک باشد.

زير آيند را با به کار گيري پوشش يا سيستم پوشاننده با ضخامتمعين مطابق با دستورالعمل سازنده پوشش دهيد. در صورتي که از زير آيند هاي متخلخلاستفاده مي کنيد, فقط يک رويه آنرا پوشش دهيد. پوشش بايد عاري از عيب و نقص قابلمشاهده باشد.

7-5                  خشک کردن و شرايط نگهداري

7-5-1                خشک کردن

مگر در مواردي که توافق شده باشد, قطعات آزمون را به مدت 28روز دور از جريان هوا و در دماي 2 ±23 درجه سلسيوسو رطوبت نسبي (5±50)% قرار دهيد تا خشک شوند.

7-5-2                شرايط نگهداري

سرعت عبور بخار آب تحت تاثير ترکيبات فرار و/ يا اجزاء محلولدر آب موجود در پوشش قرار  دارد. چون که درعمل, در طي زماني که پوشش در معرض هواي بيرون قرار مي گيرد اين مواد تبخير شده ياتوسط آب (باران) شسته مي شوند, پوشش قبل از اندازه گيري سرعت عبور بخار آب بايدمتحمل گذشت زمان شود. نمونه هاي آزمون بايد 3 چرخه با شرايط زير را طي کنند:

-       نگهداري به مدت24 ساعت در آب (آب معمولي)در دماي 2±23  درجه سلسيوس؛

-       خشک کردن به مدت 24 ساعت در دماي 2±50 درجه سلسيوس.

اگر پوشش ها در دماي 50 درجه سلسيوس دما نرم باشند, قطعه هايآزمون بايد در آون آويزان شده و يا به نحو مناسب قرار گيرند تا اطمينان حاصل شودکه  به آون يا به همديگر نمي چسبند.

يادآوري- در صورت ايجاد وقفه در روند آزمون, طيتعطيلات آخر هفته يا به هر دليل ديگر, نمونه هاي آزمون را در شرايط هواي استاندارد[دماي (2±23) درجه سلسيوس و رطوبت نسبي (5±50)%] نگهداريد.

پس از آن, نمونه هاي آزمون را قبل از انجام آزمون حداقل بهمدت 24 ساعت و حداکثر 3 روز درشرايط هواي استاندارد [دماي (2±23) درجه سلسيوس و رطوبت نسبي (5±50)%] قرار دهيد.

7-5-3                ضخامت لايه خشک

ميانگين ضخامت هر لايه خشک پوشش داده شده را با محاسبه آن ازطريق مقدار پوشش مصرف شده و مقدار ماده غير فرار, مطابق با روش استاندارد بند(2-1) يا ساير روش هاي مناسب تعيين کنيد.

8            روش اجراي آزمون

اندازه گيري ها را 3 مرتبه و در دماي (2±23) درجه سلسيوس انجام دهيد, مگر اين که توافق ديگري شدهباشد. در صورت استفاده ازفيلم هاي آزاد, اندازه گيري را مطابق با روش استانداردبند (2-3)  انجام دهيد. در دماي 23 درجهسلسيوس, رطوبت نسبي بايد در يک طرف فيلم 93 درصد و در طرف ديگر آن 50 درصد باشد.رطوبت نسبي 93 درصد داخل ظرف بايد با استفاده از محلول اشباع آمونيوم دي هيدروژنفسفات (بند 5-4 را ملاحظه کنيد) ايجاد شود. اندازه گيري بايد در جايي انجام گيردکه جريان هوا کمتر از 3/0 متر بر ثانيه باشد.

براي فيلم هاي آزاد و خودنگهدار, بخشي از پوشش و يا سيستمپوششي که قرار است به عنوان لايه خارجي در تماس با شرايط بيرون باشد, بايد در معرضرطوبت نسبي کمتري مثلا (5±50)درصد  قرار گيرند, مگر اين که توافق ديگري شده باشد.

کاهش جرم را در فواصل زماني مناسب, مثلا يک روز اندازه گيريکنيد و اندازه گيري ها را حداقل سه مرتبه در سه فاصله زماني متوالي تا رسيدن بهحالت ثابت انجام دهيد.

9                        بيان نتايج

9-1      نتايج آزمون را با استفاده از يکي ازروش هاي زير محاسبه کنيد.

9-1-1    جرم کلي هر نمونه آزمون را بعد از فاصله زماني معين اندازهگيري کرده و بصورت نمودار تابعي از زمان نمايش دهيد. آزمون زماني کامل مي شود کهسه نقطه از چهار نقطه که نشان دهنده سرعت ثابت عبور بخار آب است, روي يک خط مستقيمقرار گيرد.

ميزان عبور بخار آب () هر نمونه را برحسب ميلي گرم بر ساعت از روي تغييرات کلي جرمدر هر فاصله زماني, با استفاده از معادله (1) محاسبه کنيد:

                               (1)                 

سرعت عبور بخار آب نمونه هاي آزمون, V , را بر حسب گرمبر متر مربع در روز  از معادله (2) محاسبهکنيد:

                            (2)                                      

که در اين معادله ها :

 ₁m  و  ₂m  عبارتند از جرم کل در زمانهاي  ₁t  و  ₂t ؛

₁t  و  ₂t  عبارتند از زمان بر حسب ساعت ؛

A_i  عبارت است از مساحت قطعه هاي آزمون, بر حسبسانتي متر مربع.

9-1-2    براي فيلم هاي خودنگهدار, که در روي  زير آيند هاي متخلخل اعمال شده اند, سرعتعبور  بخار آب سيستم پوششي را با استفادهاز معادله (3) محاسبه کنيد.

                     (3)                         

که در آن

V  عبارت است از سرعت عبور بخار آب سيستم پوششي برحسب گرم بر متر مربع در روز؛

V_cs  عبارت است از سرعت عبور بخار آب زير آيند هايمتخلخل پوشيده شده با ماده پوششي يا سيستم پوششي, بر حسب گرم بر متر مربع در روز(انديس csنشان دهنده زيرآيند پوشش داده شده[8]
مي باشد)؛

V_s   عبارتاست از سرعت عبور بخار آب زير آيند هاي متخلخل بر حسب
 گرم بر متر مربع در روز.

ثابت عبور بخار آب پوشش,, بر حسب گرم بر متر در روز بر پاسکالعبارت است از:                                                                                                                                                      

                    (4)                                                                 

که در آن :

V  عبارت است از سرعت عبور بخار آب پوشش, بر حسبگرم بر متر مربع در روز؛

d  عبارت است از ضخامت فيلم, بر حسب سيستم متريک؛

 عبارت است از اختلاففشار بخار آب  در دو طرف پوشش بر حسبپاسکال؛

ضريب نفوذپذيري بخار آب براي هوا, , عبارت است از:

(5)                              

که در آن:

T  عبارت است از دماي اندازه گيري, بر حسب واحدکلوين؛

p₀  عبارت است ازفشار اتمسفر عادي, 25/1013 پاسکال؛

R_V  عبارت است ازثابت  بخار آب ,462 نيوتن متر بر کيلوگرم برکلوين؛

p   عبارت است ازفشار اتمسفر طي مدت اندازه گيريبر حسب هکتو پاسکال؛

نفوذ ضخامت لايه هواي معادل ,S_D,را از روي سرعت عبور بخار آب محاسبه کنيد.

نفوذ ضخامت لايه هواي معادل ,S_d,  بر حسب سيستم متريک عبارت است از :

                (6)                                

در دماي 23 درجه سلسيوس و  25/1013p₀=p=   هکتو پاسکال و 1207P= پاسکال (که در شرايطفوق معادل اختلاف فشار بخار آب از رطوبت نسبي 93% تا 50% مي باشد)  ضريب تبديل V  بر حسب گرم بر متر مربع در روز, S_d, بر حسب سيستم متريک عبارت است از:          

               (7)                                                                           

9-1-3         طبقه بندي

طبقه بندي سرعت عبور بخار آب بايد مطابق با جدول 2 باشد.

جدول 2 - طبقه بندي سرعت عبور بخار آب

10          دقت

10-1        تکرار پذيري1(r )

تفاوت مطلق نتيجه آزمون از ميانگين سه بار تکرار روي مواد وکاربر و آزمايشگاه يکسان, در بازه زماني کوتاه با احتمال 95% کمتر از 20% مي باشد.

10-2        تجديد پذيري2(R )

تفاوت مطلق نتايج آزمون از ميانگين سه بار اندازه‌گيري که رويمواد و روش يکسان توسط  دو کاربر, در دوآزمايشگاه متفاوت ايجاد مي‌شود,با احتمال 95% , کمتر از 28% مي‌باشد.                        

11           گزارش آزمون

گزارشنتايج آزمون بايد شامل اطلاعاتزير باشد:

11-1     همهجزئيات لازم براي شناسايي محصول آزمون شده؛

11-2    ارجاع به  اين استاندارد؛

11-3   روش مورد استفاده(فيلم آزاد يا فيلم روي زيرآيند)؛

11-4    تعداد نمونه هايآزمون (تکرارها)؛

11-5     روش اعمال شده,جرم اعمال شده, تعداد پوشش ها, زمان خشک کردن؛

11-6     ضخامت فيلم خشکپوشش يا سيستم پوششي, بر حسب ميکرومتر؛

11-7     ماهيت و ضخامتزير آيند بر حسب سانتي متر(در صورتي که زيرآيند
 ويژه اي به کار رفته باشد)؛

11-8   نتايج آزمون, به روشي که در بند 9مشخص شده است؛

11-9   طبقه به روشيکه  در بند 11 مشخص شده است؛

11-10   هرگونه مشاهدات ويژه؛

11-11  هر گونه انحراف از روش آزمون مشخصشده؛

11-12  تاريخ انجام آزمون.