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1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了建筑材料產(chǎn)品以氙燈為光源人工氣候加速老化試驗裝置、試驗條件、試驗步驟、試驗結(jié)果的表示及試驗報告等內(nèi)容。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑材料人工氣候加速老化的測定。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 11942彩色建筑材料色度測量方法
GB/T 16422.1-1996 塑料實驗室光源暴露試驗方法 第1部分：總則
3原理
3.1 配備了合適濾光器的氙弧燈維護(hù)得當(dāng)時，其產(chǎn)生的輻射類似于地面日光的紫外和可見區(qū)的光譜能量分布。
3.2把試樣暴露于規(guī)定環(huán)境條件的光源下。
3.3試驗程序包括測定試樣表面的輻照度和輻照量。
3.4建議采用一種已知性能的類似材料作為參考，與受試材料同時暴露。
3.5不同型號的裝置所得的試驗結(jié)果不宜進(jìn)行比較，除非受試材料在這些裝置間的重現(xiàn)性已被確定。
4試驗裝置
4.1光源
4.1.1 石英套管的氙弧燈的光譜范圍包括波長大于270 nm的紫外光、可見光和紅外輻射。
為了模擬直接的自然暴露，輻射光源必須采用濾光罩過濾，以便提供與地球上的日光相似的光譜能量分布(方法A)，見表1。
表1 人工氣候老化的相對光譜輻照度（方法A）
| 波長λ/nm | 相對光譜輻照度/% |
| 290＜λ≤800 | 100 |
λ≤290
290＜λ≤320
320＜λ≤360
360＜λ≤400 | 0
0.6±0.2
4.2±0.5
5.2±1.0 |
注1:290nm~800nm間的光譜輻照度定為100%
注2：按方法A操作的氙燈光源發(fā)出少量低于290nm的輻射會發(fā)生降解反應(yīng)，在某些情況下，在戶外暴露時并不會發(fā)生。 |
采用可減少波長320nm以下光譜輻照度的濾光器來模擬透過窗玻璃濾光后的日光（方法B），見表2
表2 透過窗玻璃的日光相對光譜輻照度方法（方法B）
| 波長λ/nm | 相對光譜輻照度/% |
| 300＜λ≤800 | 100 |
λ≤300
300＜λ≤320
320＜λ≤360
360＜λ≤400 | 0
＜0.1
3.0±0.5
6.0±1.0 |
| 注1:300nm~800nm間的光譜輻照度定為100% |
當(dāng)加熱試樣對光化學(xué)反應(yīng)速度有不利影響，或在自然暴露下并不會引起熱老化時，可以使用附加的濾光器來減少非光化作用的紅外能量。
氙弧燈和濾光器的特性在使用時會因老化而變化，因此應(yīng)定期更換。此外，氙弧燈和濾光器積聚污垢時也會改變其特性，因此應(yīng)定期清洗.氙弧燈和濾光器的更換和清洗應(yīng)按制造廠家的說明進(jìn)行。
4.1.2經(jīng)濾光的氙弧燈光源的紫外光輻射分布和允差列于表1和表2。表1列出的適用于人工氣候老化(方法A)，表2列出的適用于透過窗玻璃日光的模擬暴露(方法B)。
4.1.3波長290 nm～800 nm之間的通帶，選擇550 W/m2的輻照度用作暴露試驗的首選的輻照度。
若經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商，也可以選擇其他的輻照度，但應(yīng)在試驗報告中說明所選擇的輻照度和通帶。
4.1.4在平行于燈軸的試樣架平面上的試樣，其表面上任意兩點之間的輻照度差別不應(yīng)大于10%。
如果不能達(dá)到這種要求，應(yīng)定期變換試樣的位置，以保證試樣在任意部位上有相同的暴露量。
注：只要所用試驗箱(4.2)的設(shè)計準(zhǔn)確，光譜輻照度可以是對時間的平均值。
4.2試驗箱
試驗箱中設(shè)置框架，放置試樣，應(yīng)保持試樣表面空氣流通以便溫度和濕度的控制， 調(diào)整試樣及氙燈的位置，使試樣表面輻照度符合4.1.3和4.1.4的要求。
為了使樣品表面接受輻射均勻，可以采用樣架旋轉(zhuǎn)的方式或者定期變換每件試樣的位置的方式實現(xiàn)。
如果試驗箱內(nèi)的氙燈產(chǎn)生臭氧，應(yīng)及時把臭氧排到戶外。
可以設(shè)定程序利用熄滅光源而得到黑暗循環(huán)，以模擬無目光輻射時的受控暴露條件。
無論使用何種操作方式或設(shè)定程序，都應(yīng)在報告中詳細(xì)說明。
4.3輻照度測定儀
輻照度測定儀應(yīng)符合GB/T 16422-1-1996中5.2的要求。
4.4 黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計或黑板溫度計
黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計或黑板溫度計應(yīng)符合GB/T 16422.1-1996中5。1.5的規(guī)定。
4.5控濕裝置
試樣表面流通空氣的相對濕度應(yīng)予以控制，并用適當(dāng)?shù)膬x器進(jìn)行測量。人工加速老化試驗箱應(yīng)能根據(jù)設(shè)定的溫度和濕度自動進(jìn)行加熱和冷卻，加濕和除濕。
4.6噴水系統(tǒng)
在規(guī)定條件下，可用蒸餾水或軟化水間歇地噴淋試樣表面。噴水系統(tǒng)應(yīng)由不污染用水的惰性材料制成。噴水不應(yīng)在試樣表面上留下明顯的污跡和沉淀物，水的固體含量小于1mg/L或水的電導(dǎo)率小于5 μS/cm。在試驗報告中應(yīng)說明水的pH值。
4.7試樣架
試樣架可以是有背板或無背板形式。應(yīng)采用不影響試驗結(jié)果的惰性材料(例如鋁合金或不銹鋼)制成。與試樣接觸的物件不應(yīng)使用黃銅、鋼或銅。有背板時，可能會影響試驗結(jié)果，因此應(yīng)由有關(guān)方面商定。
5試驗條件
5.1 輻照度
輻照度應(yīng)符合4.1.3的要求。
5.2黑標(biāo)準(zhǔn)溫度或黑板溫度
選擇黑標(biāo)準(zhǔn)溫度作暴露試驗時應(yīng)參考以下兩種溫度：
65℃±3℃或100℃±3℃。
注：較高的溫度是為特殊的試驗而設(shè)，它有可能使試樣更加容易經(jīng)受熱老佬而影響試驗結(jié)果。
以上溫度并不是首選的試驗溫度，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行選用或者由有關(guān)方面協(xié)商一致時選用其他溫度，但應(yīng)在試驗報告中說明， 黑標(biāo)準(zhǔn)溫度正確讀數(shù)為不降雨時溫度達(dá)到穩(wěn)定后的讀數(shù). 如果使用黑板溫度計應(yīng)在試驗報告中說明溫度計的類型、安置方式和選擇的工作溫度。
5.3相對濕度
試驗所使用的濕度應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行選用或有關(guān)方商定，推薦使用以下任何一種條件：(50±5)%和(65±5)%。
注：因為不同顏色和厚度的試樣溫度不同，所以試驗箱內(nèi)測得的相對濕度不一定等于試樣表面鄰近空氣的相對 濕度。 相對濕度的正確讀數(shù)為不降雨時濕度達(dá)到穩(wěn)定的讀數(shù)。
5.4噴水周期
優(yōu)先選用：
——賾水時間：18 min±0.5min;
——兩次噴水之間的無水時間：102 min±0.5 min。
試驗所用的噴水周期也可由有關(guān)方面商定。
6試樣
6.1 規(guī)格
應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定試樣規(guī)格。
6.2數(shù)量
試樣應(yīng)選取相同的三塊。
6.3制備
按有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制備試樣。
6.4黑暗周期
6.1和6.3所規(guī)定的條件適用于連續(xù)光照的試驗。黑暗周期可選用更復(fù)雜的循環(huán)周期。并應(yīng)在試驗報告中說明黑暗周期循環(huán)試驗的具體條件。
7試驗步驟
7.1試樣固定
將試樣以不受任何外加應(yīng)力的方式固定于試樣架上，每件試樣應(yīng)作不易消除的標(biāo)記，標(biāo)記不應(yīng)標(biāo)在后續(xù)試驗要用的部位上。為了檢查方便，可以設(shè)計試樣放置的布置圖。
如果必要，在試樣被用于測定顏色和外觀的變化試驗時，在整個試驗期間可用不透明物遮蓋每個試樣的一部分，以比較遮蓋面與暴露面，這對于檢查試樣的暴露過程是有用的。但試驗結(jié)果應(yīng)以試樣暴露面與保存在暗處的對照試樣的比較為準(zhǔn)。
7.2暴露
在試樣置人試驗箱前，應(yīng)保證設(shè)備是在所選定的試驗條件下運轉(zhuǎn)，在試驗過程中應(yīng)保持恒定。試樣暴露應(yīng)達(dá)到規(guī)定的暴露期。如果需要，可將輻照度測定裝置同時暴露。最好是經(jīng)常變換試樣的位置，以減少任何暴露的局部不均勻性。變換試樣的位置時，應(yīng)保持試樣初始固定時的取向。
如果需要取出試樣作定期檢查，應(yīng)注意不要觸摸或破壞試樣表面。檢查后，試樣應(yīng)按原狀放回各自試樣架或試驗箱，保持試驗表面的取向與檢查前一致。
7.3輻射能量的測量
如果使用輻照度測定儀，它的安裝應(yīng)能夠顯示試樣暴露面上的輻照度。
對于所選擇的通帶，在暴露周期內(nèi)的輻射能量，用在暴露平面上單位面積的入射光譜輻射能量表示，單位為J/㎡。
7.4試樣暴露后性能變化的測定
7. 4.1 顏色老化程度的測定
7.4.1.1 顏色測定準(zhǔn)備
當(dāng)達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的或協(xié)商同意的時間間隔和輻射能量時，關(guān)閉老化試驗設(shè)備，將試樣從試驗箱中取出，用毛巾擦干背面的水珠，用吸水紙輕輕吸去其正面的水分，再正面朝上置于實驗臺上晾于備用。
7.4.1.2 色差的確定
按GB/T 11942測定經(jīng)人工氣候加速老化試驗后試樣的色度數(shù)據(jù)，并根據(jù)老化前測得的色度數(shù)據(jù)計算其老化前后的色差，取兩塊老化程度接近的試樣的色差平均值作為該試樣的老化前后色差。
7.4.1.3試驗的終止
以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的或協(xié)商同意的曝露時間和輻射能，或以色差達(dá)到某一規(guī)定值時停止試驗。
7.4.2老化后力學(xué)性能變化
老化后力學(xué)性能變化根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)確定。
8結(jié)果的表示
建筑材料老化的最終結(jié)果是以累積單位面積輻射能( MJ/㎡)、色差或者老化前后力學(xué)性能變化及暴露時間表示。
9試驗報告
試驗報告應(yīng)包括如下內(nèi)容：
a) 暴露設(shè)備的類型和型號;
b)光源的類型和功率;
c) 試樣的規(guī)格和制備方法;
d)試樣材料的名稱和型號;
e) 試樣位置的輻照度(W/㎡)，黑標(biāo)準(zhǔn)溫度和相對濕度;
f) 噴水周期和水的類型;
g)輻照度測定儀型號及試樣位置的輻射能MJ/m2);
h)試驗人員和日期;
i)試驗結(jié)果;
j)試驗日期;
k)試驗單位、試驗人員。