TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 14219:2025 (ASTM C1104/C1104M-19) VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ THẤM HƠI NƯỚC CỦA BÔNG KHOÁNG CÁCH NHIỆT

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14219:2025
ASTM C1104/C1104M-19

VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ THẤM HƠI NƯỚC CỦA BÔNG KHOÁNG CÁCH NHIỆT

Test method for determining the water vapor sorption of un faced mineral fiber insulation

Lời nói đầu

TCVN 14219:2025 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ASTM C1104/C1104M-19 Test method for determining the water vapor sorption of unfaced mineral fiber insulation với sự cho phép của ASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM C1104/1104M- 19 thuộc bản quyền ASTM quốc tế.

TCVN 14219:2025 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.

VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ THẤM HƠI NƯỚC CỦA BÔNG KHOÁNG CÁCH NHIỆT

Test method for determining the water vapor sorption of un faced mineral fiber insulation

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ thấm hơi nước của bông khoáng cách nhiệt khi bị phơi nhiễm trong môi trường có độ ẩm cao. Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho vật liệu trên cơ sở sợi và chất kết dính. Các kết quả thu được bằng phương pháp này không dùng để mô tả sản phẩm có lớp bọc ngoài, vì lớp bọc ngoài không được thử nghiệm theo tiêu chuẩn này.

1.2  Đặc tính thấm hơi nước của vật liệu có thể bị ảnh hưởng bởi các điều kiện như nhiệt độ hoặc phơi nhiễm hóa chất. Các giá trị thu được từ kết quả của tiêu chuẩn này không mô tả đầy đủ đặc tính thấm hơi nước của vật liệu chịu tác động ở các điều kiện này.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố áp dụng 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 bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 14220:2025 (ASTM C303), Vật liệu cách nhiệt – Phương pháp xác định kích thước và khối lượng thể tích của vật liệu cách nhiệt dạng tấm và dạng khối.

TCVN 14221:2025 (ASTM C302), Vật liệu cách nhiệt – Phương pháp xác định kích thước và khối lượng thể tích của vật liệu cách nhiệt dạng ống lọc.

ASTM C167, Test methods for thickness and density of blanket or batt thermal insulations (Phương pháp xác định chiều dày và khối lượng thể tích của vật liệu cách nhiệt dạng cuộn)

ASTM C390, Criteria for sampling and acceptance of preformed thermal insulation lots (Tiêu chí lấy mẫu và chấp nhận các lô vật liệu cách nhiệt định hình)

ASTM E 177, Practice for use of terms precision and bias in ASTM test methods (Thực hành sử dụng các thuật ngữ độ chụm và độ chệch trong các phương pháp thử nghiệm ASTM)

ASTM E691 Practice for conducting an interlaboratory study to determine the precision of test method (Thực hành thực hiện nghiên cứu liên phòng để xác định độ chụm của phương pháp thử)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1  Áp dụng thuật ngữ sự thấm cho tiêu chuẩn này vì bông khoáng cách nhiệt có thể hấp thụ nước vào trong thể tích của nó khi được quan sát vĩ mô, trong khi hấp phụ nước trên các sợi nhỏ ở quy mô hiển vi.

(1) sự thấm(sorption)

Đề cập đến việc vật chất chiếm chỗ và giữ vật chất khác bằng các quá trình khác nhau như hấp thụ và hấp phụ.

(2) sự hấp thụ (absorption)

Đề cập đến việc chiếm trong thể tích của vật chất bởi vật chất khác; ví dụ, sự xâm nhập của các chất vào khối lớn chất rắn hoặc chất lỏng khác.

(3) sự hấp phụ (adsorption)

Đề cập đến sự lưu giữ bề mặt hoặc bám dính của một lớp phân tử cực kỳ mỏng vào bề mặt của chất rắn hoặc chất lỏng mà chúng tiếp xúc.

4  Tóm tắt phương pháp

4.1  Sấy khô vật liệu cách nhiệt đến khối lượng không đổi và phơi nhiễm vật liệu trong môi trường có độ ẩm cao trong 96 h. Chênh lệch khối lượng của các mẫu thử là lượng nước bị thấm từ pha hơi và biểu thị bằng phần trăm khối lượng hoặc phần trăm thể tích.

5  Ý nghĩa và sử dụng

5.1  Sự thấm hơi nước có thể làm tăng khối lượng và làm suy giảm các tính chất của vật liệu cách nhiệt.

6  Thiết bị và dụng cụ

6.1  Tủ sấy tuần hoàn không khí, có khả năng duy trì nhiệt độ từ 102 °C đến 121 °C.

6.2  Bình hút ẩm, sử dụng canxi clorua làm chất hút ẩm.

6.3  Cân, chính xác đến ± 0,1 % khối lượng mẫu,

6.4  Buồng thử nghiệm môi trường, có khả năng duy trì nhiệt độ (49 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (95 ± 3) %.

6.5  Thước thép, có vạch chia 1 mm hoặc 1,27 mm với thước đo độ sâu như được mô tả trong ASTM C167

6.6  Túi đựng mẫu polyetylen có thể dán kín, có kích thước đủ lớn để chứa các mẫu thử (bông khoáng cách nhiệt dạng ống, dạng tấm, dạng cuộn).

6.7  Khay không thấm nước, không ăn mòn có nắp đậy kín có kích thước ít nhất là (15 × 15) cm (Đối với vật liệu cách nhiệt dạng nhồi)

7  Lấy mẫu và mẫu thử

7.1  Nếu không có quy định khác trong yêu cầu kỹ thuật của vật liệu, thử nghiệm ba mẫu thử. Mẫu thử phải đại diện cho vật liệu cách nhiệt. Lấy mẫu theo ASTM C390.

7.2  Đối với các sản phẩm bông cuộn hoặc bông tấm, mẫu thử phải có kích thước phù hợp để thử nghiệm trong buồng môi trường, nhưng không nhỏ hơn (15 × 15) cm với toàn bộ chiều dày của mẫu. Đối với các sản phẩm bông ống, sử dụng chiều dài 15 cm và chu vi càng lớn càng tốt để kiểm tra thuận tiện. Đối với các vật liệu cách nhiệt điền đầy dạng nhồi, mẫu thử nghiệm phải có đủ lượng vật liệu để lấp đầy một khay chứa có trọng lượng cho trước, kích thước ít nhất là (15 × 15) cm, đến chiều dày danh nghĩa ở khối lượng thể tích danh nghĩa.

7.3  Thử nghiệm với vật liệu cách nhiệt không có lớp bọc ngoài hoặc vỏ bọc, trừ khi có thỏa thuận khác giữa người sử dụng và nhà cung cấp, hoặc trừ khi có quy định khác bởi yêu cầu kỹ thuật vật liệu thích hợp.

8  Quy trình A sử dụng cho vật liệu cách nhiệt bông cuộn, bông tấm, bông ống

8.1  Nếu cần xác định phần trăm thể tích, đo kích thước và tính khối lượng thể tích của mẫu thử sử dụng 8.1.1, 8.1.2 hoặc 8.1.3.

8.1.1  Đối với các sản phẩm bông cuộn, đo chiều dài và chiều rộng của các mẫu bằng thước thép. Cân khối lượng của các mẫu. Đo chiều dày của mẫu thử bằng thước đo độ sâu theo ASTM C167. Tính khối lượng thể tích của các mẫu thử.

8.1.2  Đối với các sản phẩm bông tấm, đo kích thước của mẫu thử theo TCVN xxxx:2022 (ASTM C303).

8.1.3  Đối với các sản phẩm dạng ống, đo kích thước của mẫu thử theo TCVN xxxx:2022 (ASTM C302).

8.1.4  Tính thể tích của mẫu thử. Nếu có yêu cầu, tính thể tích dựa trên chiều dày danh nghĩa thay thế cho chiều dày đo được, nhưng điều này phải được ghi vào báo cáo.

8.2  Xác định khối lượng không có hơi ẩm của từng mẫu thử theo 8.2.1.

8.2.1  Cân mẫu thử. Đặt mẫu vào tủ sấy tuần hoàn ở nhiệt độ từ 102 °C đến 121 °C trong thời gian tối thiểu là 2 h (Xem Chú thích 1). Làm nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm và cân lại. Đợi tối thiểu 10 min sau đó cân lại mẫu. Lặp lại quy trình cho đến khi khối lượng hai lần cân liên tiếp chênh lệch không quá 0,2 % khối lượng. Ghi lại khối lượng này là khối lượng khô của mẫu thử.

CHÚ THÍCH 1: Quá trình làm khô ở nhiệt độ quy định được chứng minh là có ảnh hưởng xấu đến vật liệu cách nhiệt, có thể làm khô mẫu thử đến khối lượng không có hơi ẩm trong bình hút ẩm ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, thời gian làm khô giữa các lần cân tiếp theo nên được kéo dài ít nhất là 24 h.

8.3  Đưa các mẫu thử đến nhiệt độ ổn định trong tủ sấy không dưới 60 °C, sau đó chuyển sang buồng môi trường. Treo mẫu thử hoặc đặt trên lưới bên trong buồng thử để đảm bảo không khí lưu thông xung quanh mẫu thử. Bảo vệ mẫu thử khỏi nước ngưng nhỏ giọt từ trần buồng thử bằng cách sử dụng mái nghiêng giả phía trên mẫu.

8.4  Lưu mẫu thử trong buồng môi trường trong (96 ± 4) h ở nhiệt độ (49 ± 2) °C và ở độ ẩm tương đối (95 ± 3) %. Sau đó đặt từng mẫu vào túi đựng mẫu đã cân trước, dán kín túi và lấy ra khỏi buồng. Để túi chứa mẫu nguội đến nhiệt độ phòng và cân. Chờ tối thiểu 10 min rồi cân lại mẫu. Lặp lại quy trình cho đến khi khối lượng hai lần cân liên tiếp chênh lệch không quá 0,2 % khối lượng. Lấy khối lượng thu được trừ đi khối lượng túi. Ghi lại giá trị này làm khối lượng mẫu sau khi thử nghiệm.

9  Quy trình B, sử dụng cho sản phẩm cách nhiệt điền đầy dạng nhồi

9.1  Nếu cần xác định phần trăm thể tích, đo chiều dài và chiều rộng của khay đã biết khối lượng, sử dụng thước thép. Sử dụng vật liệu cách nhiệt ở độ dày và khối lượng thể tích danh nghĩa hoặc theo yêu cầu bằng cách đổ hoặc thổi vào khay mẫu. Đo chiều dày của mẫu bằng thước đo độ sâu. Tính thể tích của các mẫu thử.

9.2  Xác định khối lượng không có hơi ẩm của từng mẫu thử theo 9.2.1.

9.2.1  Cân khay mẫu có chứa mẫu thử. Đặt mẫu vào tủ sấy tuần hoàn ở nhiệt độ từ 102 °C đến 121 °C trong thời gian tối thiểu là 2 h (Chú thích 1). Đậy khay bằng nắp đã được cân trước, làm nguội mẫu đến nhiệt độ phòng và cân lại. Đợi tối thiểu 10 min sau đó cân lại mẫu. Lặp lại quy trình cho đến khi khối lượng hai lần cân liên tiếp chênh lệch không quá 0,2 % khối lượng. Lấy tổng khối lượng của khay có nắp và mẫu thử trừ đi khối lượng của khay. Ghi lại khối lượng này là khối lượng khô của mẫu thử.

9.3  Tháo nắp khay và đưa mẫu về nhiệt độ ổn định trong tủ sấy không dưới 60 °C rồi chuyển sang buồng môi trường. Đặt các khay nằm ngang trong khoang và đặt các nắp đậy bên cạnh các khay. Bảo vệ mẫu thử khỏi nước ngưng nhỏ giọt từ trần buồng thử bằng cách sử dụng mái nghiêng giả phía trên mẫu.

9.4  Để các mẫu thử ở trong buồng môi trường trong (96 ± 4) h ở nhiệt độ (49 ± 2) °C và ở độ ẩm tương đối là (95 ±3) %. Sau đó đậy nắp khay chứa mẫu và lấy ra khỏi buồng thử. Để khay chứa mẫu nguội đến nhiệt độ phòng và cân. Chờ tối thiểu 10 min rồi cân lại mẫu. Lặp lại quá trình cho đến khi khối lượng hai lần cân liên tiếp chênh lệch không quá 0,2 % khối lượng. Lấy khối lượng thu được trừ đi khối lượng của khay có nắp. Ghi lại giá trị này làm khối lượng mẫu sau khi thử nghiệm.

10  Tính kết quả

10.1  Tính phần trăm độ thấm hơi nước theo khối lượng và theo thể tích sử dụng công thức 1, 2 và 3.

10.1.1  Độ thấm hơi nước

trong đó

W₂ là khối lượng mẫu sau thử nghiệm, tính bằng gam

W₁ là khối lượng mẫu khô, tính bằng gam

10.1.2  Độ thấm hơi nước

trong đó

W₂ là khối lượng mẫu sau thử nghiệm, tính bằng gam

W₁ là khối lượng mẫu khô, tính bằng gam

V là thể tích mẫu thử tính bằng cm³

1 g/cm³ là khối lượng thể tích của nước

10.1.3  Thay đổi phương pháp tính phần trăm thể tích theo công thức (3)

Độ thám hơi nước theo phần trăm thể tích

Trong đó khối lượng thể tích mẫu thử và khối lượng thể tích nước cùng đơn vị là g/cm³.

11  Báo cáo

11.1  Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất những thông tin sau:

11.1.1  Tên và bất kỳ nhận dạng bổ sung nào của vật liệu được thử nghiệm

11.1.2  Độ dày của vật liệu

11.1.3  Số lượng mẫu thử

11.1.4  Khối lượng thể tích

11.1.4.1  Khối lượng thể tích đo được (sản phẩm bông cuộn, bông tấm, bông ống),

11.1.4.2  Khối lượng thể tích áp dụng (chỉ dùng cho sản phẩm điền đầy dạng nhồi),

11.1.5  Độ thấm hơi nước trung bình theo phần trăm khối lượng của các mẫu thử

11.1.6  Độ thấm hơi nước trung bình theo phần trăm thể tích của các mẫu thử, nếu có yêu cầu.

12  Độ chụm và độ chệch

12.1  Thử nghiệm liên phòng

Thực hiện các nghiên cứu liên phòng trong đó mẫu thử được rút ngẫu nhiên từ hai vật liệu được kiểm tra về độ thấm hơi nước. Khối lượng thể tích của hai vật liệu là 16 kg/m³ và 50 kg/m³. Tuân thủ thực hành ASTM E691 về thiết kế và phân tích dữ liệu. Tất cả các mẫu thử được cung cấp bởi phòng thí nghiệm đơn lẻ. Chi tiết đưa ra trong Báo cáo nghiên cứu ASTM số RR:C16-C1024.

12.1.1  Kết quả thí nghiệm – Thông tin độ chụm dưới đây theo đơn vị đo lường được ghi chú để so sánh kết quả thử nghiệm.

12.1.2  Độ chụm

12.2  Độ chụm của phương pháp thử này dựa trên nghiên cứu liên phòng thí nghiệm theo TCVN 14219:2025(ASTM C1104/C1104M), Vật liệu cách nhiệt – Phương pháp xác định độ thấm hơi nước của bông khoáng cách nhiệt tiến hành năm 2012. Sáu phòng thí nghiệm tham gia nghiên cứu, thử nghiệm ba loại vật liệu cách nhiệt. Mỗi thí nghiệm viên được hướng dẫn báo cáo kết quả thử nghiệm ba lần trong nghiên cứu này. Thực hiện ASTM E691 cho thiết kế nghiên cứu; các chi tiết được đưa ra trong Báo cáo Nghiên cứu ASTM số RR: C16-1041.

12.2.1  Giới hạn lặp lại (r) – Hai kết quả thử nghiệm thu được trong một phòng thí nghiệm được đánh giá là không tương đương nếu chúng khác nhau nhiều hơn giá trị “r” của vật liệu đó; “r” là khoảng biểu thị sự khác biệt tới hạn giữa hai kết quả thử nghiệm đối với cùng một loại vật liệu, thu được bởi cùng một người thực hiện, sử dụng cùng một thiết bị trong cùng một ngày trong cùng một phòng thí nghiệm.

12.2.1.1  Liệt kê các giới hạn lặp lại trong Bảng 1, Bảng 2, Bảng 3.

12.2.2  Giới hạn tái lập (R) – Hai kết quả thử nghiệm sẽ được đánh giá là không tương đương nếu chúng khác nhau nhiều hơn giá trị “R” của vật liệu đó; “R” là khoảng biểu thị sự khác biệt tới hạn giữa hai kết quả thử nghiệm đối với cùng một loại vật liệu, thu được do những người thực hiện khác nhau sử dụng thiết bị khác nhau trong các phòng thí nghiệm khác nhau.

12.2.2.1  Liệt kê các giới hạn tái lập trong Bảng 1, Bảng 2, Bảng 3.

12.2.3  Sử dụng các thuật ngữ trên (giới hạn lặp lại và giới hạn tái lập) như quy định trong ASTM E177.

12.2.4  Bất kỳ phán đoán nào phù hợp 12.2.1 và 12.2.2 thông thường sẽ có xác suất đúng xấp xỉ 95 %, tuy nhiên, số liệu thống kê về độ chụm thu được trong ILS này không được coi là các số liệu toán học chính xác để áp dụng cho mọi trường hợp và mục đích sử dụng, số lượng vật liệu thử nghiệm hạn chế và báo cáo kết quả thử nghiệm của các phòng thí nghiệm sử dụng được đảm bảo rằng sẽ có những thời điểm phát sinh sự khác biệt lớn hơn dự đoán bởi kết quả ILS, đôi khi với tần suất lớn hơn hoặc nhỏ hơn đáng kể so với giới hạn xác suất 95 %. Giới hạn lặp lại và giới hạn tái lập phải được coi là hướng dẫn chung và xác suất liên quan là 95% chỉ là báo cáo sơ bộ về những gì mong đợi.

Bảng 1 – Độ thấm hơi nước theo phần trăm khối lượng^A

Bảng 2 – Độ thấm hơi nước theo phần trăm thể tích

Bảng 3 – Khối lượng thể tích trung bình của mẫu

12.2.5  Công bố độ chụm được xác định thông qua kiểm tra thống kê 146 kết quả thử nghiệm, từ sáu phòng thí nghiệm về ba loại bông khoáng cách nhiệt.

12.3  Độ chệch: Tiêu chuẩn này không quy định độ chệch của phương pháp do không có sẵn vật liệu chuẩn”