Tiêu chuẩn TCVN 11935-5:2018 Đánh giá độ thấm của vật liệu phủ, hệ phủ gỗ ngoại thất

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11935-5:2018

EN 927-5:2006

SƠN VÀ VECNI - VẬT LIỆU PHỦ VÀ HỆ PHỦ CHO GỖ NGOẠI THẤT - PHẦN 5: ĐÁNH GIÁ ĐỘ THẤM NƯỚC DẠNG LỎNG

Paints and varnishes - Coating materials and coating systems for exterior wood - Part 5: Assessment of the liquid water permeability

Lời nói đầu

TCVN 11935-5:2018 hoàn toàn tương đương EN 927-5:2006

TCVN 11935-5:2018 do Viện Vật liệu xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 11935 (EN 927) Sơn và vecni - Vật liệu phủ và hệ phủ cho gỗ ngoại thất, bao gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 11935-1:2018 (EN 927-1:2013), Phần 1: Phân loại và lựa chọn;

- TCVN 11935-2:2018 (EN 927-2:2014), Phần 2: Yêu cầu chất lượng;

- TCVN 11935-3:2018 (EN 927-3:2012), Phần 3: Phép thử thời tiết tự nhiên;

- TCVN 11935-5:2018 (EN 927-5:2006), Phần 5: Đánh giá độ thấm nước dạng lỏng;

- TCVN 11935-6:2018 (EN 927-6:2006), Phần 6: Phép thử thời tiết nhân tạo bằng cách phơi mẫu sử dụng đèn huỳnh quang UV và nước.

Lời giới thiệu

Xử lý bề mặt gỗ ngoại thất nhằm mang tính thẩm mỹ và bảo vệ cho gỗ. Mục đích quan trọng của hệ phủ là bảo vệ gỗ chống lại sự suy giảm tính thẩm mỹ (như sự tấn công của nấm mốc) và thay đổi kích thước. Sự tấn công của nấm mốc chủ yếu do độ ẩm trong gỗ cao nên cần thiết phải có kiến thức về đặc tính thấm nước tương đối của vật liệu phủ sử dụng cho gỗ ngoại thất trong việc lựa chọn sản phẩm đối với những ứng dụng đặc biệt, như mô tả trong TCVN 11935-1 (EN 927-1).

SƠN VÀ VECNI - VẬT LIỆU PHỦ VÀ HỆ PHỦ CHO GỖ NGOẠI THẤT - PHẦN 5: ĐÁNH GIÁ ĐỘ THẤM NƯỚC DẠNG LỎNG

Paints and varnishes - Coating materials and coating systems for exterior wood - Part 5: Assessment of the liquild water permeability

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử để đánh giá độ thấm nước dạng lỏng của hệ phủ cho gỗ ngoại thất.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 9760:2013 (ISO 2808:2007), Sơn và vecni - Xác định độ dày màng;

ISO 554, Standard atmospheres for conditioning and/or testing - Specifications (Khí quyển tiêu chuẩn để ổn định và/hoặc thử nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Độ hút nước (Water absorption)

Khả năng hấp thụ nước ở dạng lỏng hoặc dạng hơi của tấm gỗ đã phủ hoặc chưa phủ.

3.2

Độ thấm nước (Water permeability)

Khả năng của hệ phủ cho phép nước ở dạng lỏng hoặc hơi truyền qua.

[TCVN 11935-1 (EN 927-1)]

3.3

Khối lượng ổn định (Stable mass)

Khối lượng đạt được khi chênh lệch giữa hai lần cân liên tiếp trong vòng 24 h không vượt quá 0,2 %.

4  Nguyên tắc

Độ thấm nước được đánh giá bằng cách đo độ hút nước của tấm thử đã phủ ngâm trong nước lỏng 72 h.

Lớp phủ cần thử được phủ lên bề mặt của tấm thử, bề mặt còn lại và các cạnh được bịt kín cẩn thận bằng vật liệu bịt kín có độ thấm nước thấp đã được biết trước.

Biểu thị kết quả độ hút nước của tấm gỗ đã phủ bằng gam trên mét vuông bề mặt thử trong 72 h.

5  Tấm thử

5.1  Gỗ

Gỗ thông, không có mắt gỗ và vết nứt, thớ dọc và tốc độ sinh trưởng trung bình (nghĩa là từ 3 đến 8 vòng năm trên 10 mm). Góc vát của vòng năm trên bề mặt thử (45 ± 10) ^o. Xem Hình 1.

Gỗ không bị mục xanh và không có dấu hiệu nhiễm nấm trên bề mặt hoặc cả tấm. Cần tránh có lỗ rỗng bất thường (do vi khuẩn tấn công).

Gỗ xốp bất thường có thể được phát hiện định tính bằng cách nhỏ một giọt propan-2-ol (isopropanol) lên bề mặt gỗ; gỗ thông thường sẽ hấp thụ giọt propan-2-ol trong thời gian không nhỏ hơn 30 s. Phép thử phải được thực hiện ở ít nhất 6 vị trí phân bố rộng trên mặt sau của tấm thử.

Khối lượng thể tích của gỗ phải nằm trong khoảng từ 0,4 g/cm³ đến 0,5 g/cm³ khi được đo ở điều kiện độ ẩm cân bằng khoảng 12 %. Ghi lại khối lượng thể tích đã đo.

Ổn định gỗ trước khi tạo thành các tấm thử phù hợp theo tiêu chuẩn ISO 554 ở (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) %.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1: Mặt trước của tấm thử (mặt thử);

a: 3 đến 8 vòng năm/10 mm;

α : góc của vòng năm so với mặt thử từ 35 ^o đến 55 ^o

Hình 1 - Lựa chọn gỗ

5.2  Chuẩn bị và lựa chọn tấm thử

Tạo các tấm thử kích thước (340 ± 2) mm x (70 ± 2) mm x (20 ± 2) mm từ gỗ đã ổn định. Sau khi phủ, từ mỗi đầu của tấm dài 340 mm này sẽ cắt thành hai tấm dài 150 mm và một miếng còn lại dài khoảng 40 mm ở giữa được sử dụng để xác định độ dày màng (xem 5.3.5 và Hình 2).

Các tấm phải được bào xung quanh để tạo độ nhẵn và đồng nhất. Loại bỏ các tấm bị nứt tách bề mặt.

5.3  Chuẩn bị tấm chưa phủ và đã phủ

5.3.1  Ổn định gỗ

Trước khi phủ, ổn định tấm để đạt khối lượng không đổi theo ISO 554 ở (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) %. Các tấm phải được cân trong khoảng thời gian không nhỏ hơn một ngày cho đến khi đạt khối lượng ổn định (xem 3.3).

5.3.2  Lựa chọn tấm

Lựa chọn ba tấm thử đối với mỗi hệ phủ. Đồng thời, lựa chọn thêm 3 tấm để thử vật liệu bịt; các tấm này được sử dụng để kiểm soát sự bịt kín (xem Hình 2).

Đánh dấu mỗi tấm để nhận biết bề mặt thử là mặt có phần lồi của vòng năm.

5.3.3  Phủ tấm

Hệ phủ phải được phủ theo yêu cầu của nhà sản xuất.

Chỉ phủ lên mặt thử nghiệm (mặt có phần lồi của vòng năm).

Cần 3 tấm thử (340 x 70 x 20) mm cho mỗi hệ phủ.

Khi hệ phủ đã khô, từ mỗi đầu của tấm cắt lấy hai tấm thử dài 150 mm (xem Hình 2).

Ba miếng còn lại có chiều dài khoảng 40 mm được sử dụng để xác định độ dày màng.

Ba tấm bổ sung được yêu cầu để kiểm tra bề mặt thử có sử dụng vật liệu bịt đã lựa chọn. Vật liệu bịt và số lớp phải giống như khi sử dụng để bịt kín các tấm thử (150 x 70 x 20) mm. Độ thấm nước dạng lỏng của vật liệu bịt không vượt quá 30 g/m² trong 72 h (xem Hình 2).

Thông tin bổ sung được đưa ra trong Phụ lục B.

5.3.4  Bịt kín và ổn định

Các tấm thử được bịt kín theo cùng cách thực hiện như đối với lớp phủ thử hay kiểm soát vật liệu bịt. Bịt kín các cạnh và bề mặt còn lại của tấm thử để ngăn cản sự xâm nhập của nước bằng cách sử dụng hai lớp phủ chống thấm đàn hồi, ví dụ sơn epoxy không dung môi hoặc sơn polyuretan. Vật liệu bịt sẽ phủ kín hoàn toàn các mặt bên và phủ đè lên xung quanh bề mặt thử khoảng 2 mm (Hình 3). Phủ vật bịt kín lên mặt đầu nhiều lần sao cho có thể thu được màng kín và đồng nhất.

Sau khi bịt kín, ổn định các tấm trong môi trường được quy định (xem 5.3.1) cho đến khi đạt được khối lượng không đổi (thông thường từ 7 ngày đến 28 ngày). Sau khi làm khô vật liệu bịt, đo và ghi lại diện tích thử thực tế của mỗi tấm (xem Hình 3).

Kích thước tính bằng milimét

Hình 2 - Cắt tấm thử

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1: Bề mặt thử.

2: 2 mm

l: Chiều dài mặt thử sau khi bịt kín

w: Chiều rộng mặt thử sau khi bịt kín

Hình 3 - Bịt kín tấm

5.3.5  Độ dày màng khô

Xác định độ dày màng khô từ các miếng thừa khi cắt tấm thử (xem Hình 2). Cắt một lát mỏng gỗ đã phủ từ mỗi tấm thừa và kiểm tra bằng kính hiển vi theo TCVN 9760 (ISO 2808), phương pháp 6A. Tiến hành đo 5 lần đối với mỗi lát mỏng gỗ, tính toán và ghi giá trị trung bình theo đơn vị micromet.

Độ dày màng khô được định nghĩa là độ dày lớp phủ trên bề mặt gỗ. Hệ phủ có thể thẩm thấu một phần vào vật liệu gỗ nhưng phần này không được tính khi xác định độ dày.

6  Thiết bị và dụng cụ

6.1  Kính hiển vi để đo độ dày màng theo TCVN 9760 (ISO 2808), phương pháp 6A.

6.2  Phòng ổn định, có kích thước phù hợp có thể điều chỉnh ở nhiệt độ (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % theo tiêu chuẩn ISO 554.

6.3  Bể chứa nước khử ion, có kích thước đủ để chứa tất cả các tấm cần thử.

6.4  Cân, độ chính xác đến 0,01 g.

7  Cách tiến hành

7.1  Tiền ổn định

Độ thấm nước của một số loại lớp phủ có thể thay đổi đáng kể khi ngâm trong nước trong khoảng thời gian tương đối ngắn. Đối với những lớp phủ này, giá trị độ thấm nước thu được khi ngâm nước trong khoảng thời gian ngắn không thể đại diện cho những giá trị thu được khi ngâm nước trong khoảng thời gian dài. Vì vậy, tất cả tấm mẫu thử phải được ngâm trước khi bắt đầu chu kỳ hấp thụ.

Quá trình này được thực hiện 2 lần như sau:

- Úp bề mặt tấm và thả nổi tấm trong nước khử ion trong 24 h, sao cho bề mặt thử được ngập hoàn toàn;

- Làm khô trong 3 h ở (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % theo ISO 554;

- Làm khô trong 3 h ở khoảng 50 ^oC;

- Làm khô trong 18 h ở (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % theo ISO 554.

Tất cả các tấm phải được thực hiện đồng thời với nhau.

Sau khi tiền ổn định, các tấm thử phải được ổn định bằng cách đưa tấm thử trở lại môi trường quy định (xem 6.2) theo ISO 554 ở (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % cho đến khi đạt được khối lượng không đổi một lần nữa.

7.2  Chu kỳ hấp thụ

Cân tấm mẫu thử với độ chính xác 0,01 g và ghi khối lượng ban đầu (m_o).

Đổ đầy nước khử ion vào bể chứa (6.3) và đặt bể trong phòng ổn định (6.2). Nước phải đạt được nhiệt độ ổn định trong điều kiện phòng, ví dụ như ở nhiệt độ (20 ± 2) ^oC.

Thả nổi các tấm thử trên mặt nước với bề mặt được úp xuống để đảm bảo toàn bộ mặt thử bị ướt hoàn toàn.

Sau 72 h, lấy các tấm thử ra khỏi nước, thấm nhẹ để loại bỏ tất cả giọt nước và cân. Ghi thời gian thực hiện công việc này và khối lượng (m₁).

Tất cả thao tác đối với tấm phải thực hiện trong phòng ổn định (6.2).

7.3  Phép thử thời tiết tùy chọn

Nếu yêu cầu, có thể tiến hành phép thử thời tiết đối với hệ phủ trước hoặc sau khi đo độ thẩm nước dạng lỏng.

8  Tính và biểu thị kết quả

Sau khi kết thúc phép thử, xác định lượng nước bị hấp thụ m₁-m₀, tính bằng gam đối với mỗi tấm thử.

Tính độ hút nước trên một mét vuông của bề mặt thử của tấm thử bằng cách chia lượng nước bị hấp thụ cho diện tích thử đo được của tấm thử. Cuối cùng tính giá trị trung bình từ các phép đo riêng lẻ.

Giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên phải được ghi trong báo cáo thử nghiệm.

Nếu độ hút nước của các tấm thử sử dụng vật liệu bịt có độ hút nước vượt quá 30 g/m² trong 72 h thì phép thử không có giá trị.

9  Độ chụm

9.1  Giới hạn độ tái lặp r

Giới hạn độ tái lặp r là giá trị chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm độc lập, mỗi kết quả là giá trị trung bình của hai lần thử, khi phương pháp này được sử dụng trong điều kiện lặp lại. Trong trường hợp này, các kết quả thử nghiệm đạt được trên cùng vật liệu bởi cùng thí nghiệm viên, trong cùng phòng thử nghiệm trong khoảng thời gian ngắn sử dụng phương pháp thử đã được tiêu chuẩn hóa. Trong tiêu chuẩn này, r là 9,1 (tương ứng với 32,7 % giá trị trung bình) khi phủ bằng chổi quét và 12 (tương ứng với 15,3 % giá trị trung bình) khi phủ bằng phương pháp phun, với xác suất là 95 %.

9.2  Giới hạn độ tái lập R

Giới hạn độ tái lập R là giá trị chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm độc lập, mỗi kết quả là giá trị trung bình của hai lần thử, khi phương pháp này được sử dụng trong điều kiện lập lại. Trong trường hợp này, các kết quả thử nghiệm đạt được trên cùng vật liệu bởi các thí nghiệm viên trong các phòng thử nghiệm khác nhau sử dụng phương pháp thử đã được tiêu chuẩn hóa. Trong tiêu chuẩn này, R là 15,9 (tương ứng với 57,7 % giá trị trung bình) khi phủ bằng chổi quét và 23,1 (tương ứng với 29,6 % giá trị trung bình) khi phủ bằng phương pháp phun, với xác suất là 95 %.

10  Báo cáo thử nghiệm

Trong báo cáo kết quả thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau đây:

a) Tất cả các thông tin cần thiết cho việc nhận biết sản phẩm thử nghiệm;

b) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

c) Giá trị độ hút nước trung bình đối của tấm thử và tấm được phủ vật liệu bịt kín, được nêu ở Điều 7;

d) Khối lượng thể tích của gỗ được sử dụng làm tấm thử;

e) Độ phủ;

f) Giá trị trung bình độ dày màng của lớp phủ được thử;

g) Bất kỳ sai khác nào so với phương pháp thử đã quy định;

h) Ngày thử nghiệm.

Phụ lục A

(tham khảo)

Giải thích kết quả thử nghiệm và các tính toán khác

Như đã nêu ở phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn, mục đích của phép thử này là cung cấp những dấu hiệu của độ ẩm tạo thành bên trong chi tiết gỗ, làm tăng xu hướng phân hủy và phát triển nấm mốc. Tuy nhiên, không thể đưa ra dự đoán chỉ dựa trên cơ sở một phép đo duy nhất. Độ ẩm không những phụ thuộc vào độ thấm nước hoặc hơi nước của lớp phủ mà còn phụ thuộc vào những yếu tố khác như điều kiện khí hậu và đặc điểm thiết kế chi tiết của kết cấu gỗ. Một số tổ chức nghiên cứu đang điều tra vấn đề này và có thể trong tương lai sẽ đưa ra được những dự đoán về sự biến thiên độ ẩm tạo thành bên trong kết cấu gỗ từ các thông số đo được trong phòng thí nghiệm. Trong thời gian đó, các kết luận được thực hiện bằng cách so sánh tương đối các hệ phủ. Bằng cách này, đánh giá đặc tính của các hệ phủ mới bằng cách so sánh với các sản phẩm đã có. Tiêu chuẩn này cung cấp một phép đo thông thường để so sánh, có thể được hỗ trợ bằng cách suy diễn từ các sản phẩm khác.

Phụ lục B

(tham khảo)

Bảng quy định các thông số đối với phương pháp phủ riêng biệt

B.1  Yêu cầu chung

Quá trình thi công lớp phủ có thể ảnh hưởng đến các đặc tính của lớp phủ được sử dụng nhưng đôi khi bị đánh giá thấp. Do đó, quá trình phủ cần được thảo luận kỹ lưỡng, xem xét và lập kế hoạch trước khi tiến hành thử nghiệm. Nếu phòng thử nghiệm không có thiết bị riêng biệt được yêu cầu cho quá trình phủ hoặc nếu phòng thử nghiệm không đủ kinh nghiệm về công việc này thì cần xem xét việc chuẩn bị các tấm thử tại một cửa hàng sơn chuyên nghiệp hoặc tại các cơ sở sản xuất dưới sự giám sát của phòng thử nghiệm thực hiện phép thử.

Nếu không có hướng dẫn cụ thể đối với quá trình và thiết bị phủ thì hệ phủ thử sẽ được quét bằng chổi trong buồng ổn định ở (20 ± 2) ^oC và độ ẩm tương đối (65 ± 5) %. Bảo quản, làm khô và ổn định các tấm trong điều kiện khí hậu tương tự.

Nếu không trái ngược với quy định của nhà sản xuất, các tấm thử phải được đánh nhám bằng tay trước khi phủ lớp đầu tiên, dùng giấy nhám có độ hạt P150 để tránh làm hỏng bề mặt gỗ. Loại bỏ bụi một cách cẩn thận bằng khí nén.

B.2  Quy định thi công hệ phủ

Khi có quy định đảm bảo thi công được sử dụng

B.3  Thiết bị, dụng cụ

Hệ phủ được chỉ định phun phải được phun bằng thiết bị thích hợp, hệ phủ quét phải được quét bằng loại chổi thích hợp. Tương tự đối với những lớp phủ lăn, lớp phủ dòng chảy và lớp phủ nhúng...

B.4  Các quy định cụ thể

Các ví dụ về thông số kỹ thuật có thể bao gồm kích thước đầu phun (đối với phương pháp phun), loại nắp chụp (súng phun không có trợ lực bằng khí), áp suất phun, áp suất khí, khoảng cách giữa đầu phun và tấm thử. Đối với những dụng cụ khác: loại lông chải (đối với phương pháp phủ quét), loại trục lăn. Điều kiện khí hậu khi ứng dụng. Đánh nhám bề mặt trước khi phun. Khoảng thời gian từ khi gia công đến khi phủ màng.

B.5  Lượng dùng

Lượng dùng, g/m², tương ứng với giá trị trung bình theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Cho phép có sự sai lệch về lượng dùng trên một tấm và giữa các tấm không vượt quá 20 % so với giá trị trung bình.

Không cho phép có sai lệch về chiều dày.

B.6  Bay hết dung môi

Nếu nhà sản xuất có quy định thời gian bay hết dung môi, khi chuẩn bị tấm thử cần xem xét đến thời gian bay hết dung môi. Nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ gió và thời gian là thông số quyết định trong quá trình bay hết dung môi. Nếu nhà sản xuất lớp phủ không quy định thời gian bay hết dung môi thì các tấm phải được làm khô ngay lập tức sau khi phủ.

B.7  Làm khô và dưỡng hộ

Nhà sản xuất có thể khuyến cáo sử dụng thiết bị đặc biệt (lò đối lưu, bức xạ hồng ngoại hoặc tử ngoại, v.v...) để làm khô và dưỡng hộ. Họ cũng có thể khuyến cáo áp dụng các điều kiện làm khô (thời gian, khoảng nhiệt độ, độ ẩm, bước sóng bức xạ và liều lượng) và quá trình làm nguội tiếp theo.

B.8  Thời gian giữa các lần phủ

Nhà sản xuất có thể yêu cầu thời gian tối thiểu và tối đa giữa các lần phủ, nghĩa là thời gian cho phép để phủ hai lớp phủ riêng biệt.

B.9  Đánh nhám

Nếu nhà sản xuất yêu cầu, bề mặt đã khô của từng lớp phủ riêng biệt phải được đánh nhám nhẹ bằng giấy nhám có kích thước hạt xác định (hoặc dụng cụ khác nếu được yêu cầu) trước khi phủ lớp tiếp theo. Sau khi đánh nhám, loại bỏ bụi một cách cẩn thận, thông thường bằng khí nén.

Bảng B.1 - Ví dụ các thông số quy định đối với phương pháp phủ bằng chổi quét

Bảng B.2 - Ví dụ các thông số quy định đối với phương pháp phủ phun

Thư mục tài liệu tham khảo

[1]  TCVN 11935-1 (EN 927-1), Sơn và vecni - Vật liệu phủ và hệ phủ cho gỗ ngoại thất - Phần 1 Phân loại và lựa chọn.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Nguyên tắc

5  Tấm thử

6  Thiết bị và dụng cụ

7  Cách tiến hành

8  Tính và biểu thị kết quả

9  Độ chụm

10  Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (tham khảo) Giải thích kết quả thử nghiệm và các tính toán khác

Phụ lục B (tham khảo) Bảng quy định các thông số đối với phương pháp phủ riêng biệt

Tài liệu tham khảo