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GB∕T 31543-2015 单层卷材屋面系统抗风揭试验方法PDF文本

1CS91.120.30017中华人民共和国国家标准GB/T31543-2015单层卷材屋面系统抗风揭试验方法Test methods for wind uplift resistance of single-ply roof assembliesJ.NE2015-05-15发布2016-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布興素荷网Z..WET
GB/T31543-2015前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国筑材料联合会提出。本标准由全国轻质装饰与装修筑材料标准化技术委员会(SAC/T℃195)归。本标准负责起草单位：中国材检验认证集团苏州有限公司、中国筑防水协会、潍坊市宏源防水材料有限公司、中国筑材料科学研究总院苏州防水研究院。本标准参加起草单位：西卡渗耐防水系统（上海）有限公司、江苏凯伦材股份有限公司、山东思达筑系统工程有限公司、上海岛海实业有限公司、常熟市三恒材有限责任公司、天津滨海澳泰防水材料有限公司、唐山德生防水股份有限公司、深圳市卓宝科技股份有限公司、璞耐特（大连）科技有限公司、山东鑫达鲁鑫防水材料有限公司。本标准主要起草人：朱志远、朱冬青、孟凡城、高敏杰、葛兆、陈文洁、朱斌、余奕帆、尚华胜、姚双华。J.NE理筑素村网Z.ZC
GB/T31543-2015单层卷材屋面系统抗风揭试验方法1范围本标准规定了模拟抗风揭拉拔测试方法、静态正压或负压抗风揭测试方法和动态负压抗风揭测试方法三种测试单层卷材屋面系统抗风揭性能的试验方法。本标准适用于采用机械固定或满粘施工的单层卷材屋面系统。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。GB50009筑结构荷载规范3术语和定义下列术话檗突福查绮3.1单层卷材屋面系统single-ply roof system由屋面基层、保温材料、防水卷材为主构成，采用卷材单层外露使用，卷材和保温材料采用机械固定或粘结在基层上的屋面形式。3.2固定件fixation components将防水卷材、相关材料机械固定于屋面基层的部件，包括固定钉、垫片、套管和压条等。3.3隔气材料air barrier阻挡空气透过的材料。当采用机械固定法安装卷材时，隔气材料应安装在基层上，并包住整个屋面和所有屋面穿出部分。3.4隔汽材料vapor retarder一种能阻止湿气进入屋面系统的材料。3.5风揭wind uplift由于风压所引起的作用在屋面系统或屋面系统各部件上，使屋面系统脱离基层的力。风绕转和通过筑表面，引起屋面表面气压下降（负压力）；筑中的空气在屋面基层下方流动（正压力），此两种压力形成了使屋面系统向上的合压力，风揭也可能是由屋檐下方的风所引起的。3.6屋面基层roof substrate;:roof decking屋面系统中防水和保温等构造下面的起固定作用的构造层。1莲筑素荷网Z.ZC.NT
GB/T31543-20154基本规定4.1样品安装、制备以及测试用的实验室各种仪器设备应能正常运转，试验温度(20士15)℃，相对湿度(50±25)%。42屋面系统通常包括屋面基层、保温材料和防水卷材。首先，在屋面基层上采用保温材料专用螺钉、垫片或粘结剂固定保温板。然后，在保温板上安装防水卷材。一些屋面安装构造有隔气材料或隔汽材料，此类材料允许直接安装在屋面基层上，并采用固定件通过保温板固定至屋面基层上，形成一种复合结构；隔气材料或隔汽材料也可安装在两层保温材料之间，采用胶粘剂粘结至已通过机械固定或胶粘剂固定至屋面基层的保温板上；或与底层卷材一起机械固定至基层上。整个系统安装应满足标准的要求。4.3本标准测评以下几种类型的屋面抗风揭性能：)在屋面构造中采用机械固定件、胶粘剂、热沥青、热风焊或这些方式的组合，将保温材料、防水卷材和其他部件固定至单层或多层构造的屋面基层上。b)在屋面构造中采用结构混凝土和轻质绝热混凝土作为屋面基层。?)在屋面构造中采用纤维增强水泥作为屋面基层。)在屋面构造中采用压型金属板和木板作为屋面基层4.4屋面构造各组成部分的要求：)采用推荐的设备安装固定件，使保温材料、卷材和其他部件与基层相连接，并且不能对任何部件造成破坏。b)固定件应具有合适的长度，以确保施工时能刺人基层，或达到最小埋人深度。c)当屋面基层采用压型金属板时固定件应能够刺穿翼缘。SC.NEd)试验样品允许在实验室条件下养护不超过28d。e)所有胶粘剂应按制造商的说明书来施工，并按其推荐的比例使用。)采取适当的安全预防措施，必要的通风设施，并准备胶粘剂、热沥青、热焊接、热熔等施工时需要的设施。4.5标准采用实验室模拟风压条件，测试屋面系统的抗风揭性能。实际环境中外界自然条件变化十分复杂，上述模拟条件下的实验结果，不能完全用于描述和评价现实环境。4.6屋面系统的性能部分取决于所有部件本身的性能，部分取决于构件与构件的装配。标准把屋面系统当作整体来测试其抗风揭等级。47根据屋面系统的类别，按标准选用合适的检测方法，得到屋面系统不破坏所能达到的最大抗风揭强度为该系统的模拟抗风揭等级。4.8适用的屋面系统的抗风揭等级应不小于按GB50009要求的设计风荷载乘以规定系数的积，对于屋面的边角等部位应按GB50009的要求进行局部增强。5方法选择5.1本标准包括了下列三种试验方法：一方法A:0.6m×0.6m模拟抗风揭拉拔测试方法；一方法B:3.7m×7.3m静态正压或负压抗风揭测试方法；一方法C:2.7m×4.0m动态负压抗风揭测试方法。5.2方法A用来测试各部件互相粘结的屋面系统，屋面系统与结构基层或轻质混凝土基层用粘结剂、热沥青或热焊接等方式粘结。方法A不适用于测试使用机械固定件的屋面系统。若屋面系统的防水卷材或保温材料用热沥青理素村网Z.ZC
GB/T31543-2015与屋面基层粘结，或是保温层用粘结剂或沥青，采用点粘或条粘施工，间隔超过305m,也不适用此方法。5.3方法B分为：正压法用于装配式屋面，正负压叠加法用于结构混凝土或轻质保温混凝土屋面，方法B用来测试下列类型屋面系统的模拟抗风揭性能。)在屋面构造中采用机械固定件、胶粘剂、热沥青、热风焊或这些方式的组合，将保温材料、防水卷材和其他部件固定至单层或多层构造的基层上。b)屋面构造采用或无机板材作为屋面基层。?)屋面构造采用纤维增强水泥屋面基层的屋面系统。d)屋面构造采用金属板、木板或纤维增强塑料板作为屋面基层。?)屋面构造采用压条或固定件每排中心间隔小于等于3.7m。5.4方法C适用于现浇混凝土屋面或装配式机械固定单层卷材屋面系统的动态法抗风揭试验。6试验材料6.1保温隔热材料保温隔热材料可采用岩棉板、硬质泡沫聚氨酯保温板和硬质泡沫聚苯乙烯保温板等板材。6.2固定件机械固定件包括固定钉、垫片、套筒和压条。固定岩棉等纤维状保温隔热材料时，宜采用带套筒的固定件。7试验7.1试验准备试验前将试样放置于温度在(20士15)℃，相对湿度(50士25)%的环境条件下至少24h。由制造商或施工方负责安装，或按照制造商的说明书和指导书安装，以确保产品采用合适的安装步骤和技术。7.2方法A7.2.1试验设备拉拔仪：最大力不小于5000N,精度不小于1N,并应有调零功能。7.2.2试件安装7.22.1测试样品的各个部件按照制造商要求装配，包括施工方法、胶粘剂比例、热沥青或底涂、保温层的类型及厚度和所用卷材，并在实验室条件下养护不超过28d。成型的测试样品尺寸为600mm×600mm。样品安装完成后，测试样品的各个部分不能施加外力来增加其粘结性，除非制造商另行规定。7.22.2上述测试样品需要粘结到试板上，此样板用来代表实际工程中的屋面基层。对于结构混凝土基层，试板最小规格应为1.2m×1.2m×0.15m。对于轻质混凝土基层，试板作为屋面基层材料，不小于1.2m×1.2m。混凝土块固定在合适的基础上，以防止其在测试过程中向上运动。7.2.2.3600mm×600mm×20mm的胶合板采用合适的胶粘剂粘结在测试卷材上方。将尺寸为600mm×600mm中间和四周带有螺孔的金属板置于胶合板上，自钻钉穿过螺孔钻人胶合板，并且至少穿透胶合板的一半。自钻钉应有足够的长度和数量，从而能够承受预计的荷载。在将试件固定到胶3理素村网ZC.ET
GB/T31543-2015合板前，金属板、测试夹具和其他测压元件下方的部件的重量应考虑在内，进行称量。7.2.3试验步骤7.2.3.1在开始测试前，先将螺丝一端与拉拔仪相连调节，另一端与金属板上的螺栓连接（见图1）。调节系统使螺丝没有任何松动。调节施力装置，使其向上的力等于胶合板和7223所测量的所有其他部件的重力，使测试样品上表面所受合力为0，然后拉拔仪调零。受力方向说明：1一混凝独2一保温材料，3—防水卷材；4一胶合板；5—金属板。图1A法试件安装示意图表1给出了需要施加的预计的抗风揭压力示例。此示例中测试样品规格为0.6m×0.6m,总面积为0.36m2。表1抗风揭拉力测试风揭强度/kPa向上的拉力N000.72521.45042.17562.81008……7.2.3.2表1所示数据仅为示例。如果符合条件，测试步骤将不断加压，直至试验结束。7.2.3.3测试样品从0开始加压到0.7kPa,允许误差为+81kPa。压力上升速率为0.07kPa/s士0.05kPa/s。压力达到0.7kPa后，在此压力保持60s。当委托双方达成协议后，测试初始压力等级可以从1.4kPa开始，允许误差为+81kPa。此后压力按7.2.3.4增加。7.2.3.4维持初始压力60s后，压力等级按0.7kPa为间隔，以上述速率增加。当达到下一个0.7kPa4莲罚素村网Z..ET
GB/T31543-2015等级时，在此压力保持60$。为了保持稳定的读数，如果有需要，允许调节向上的压力。当样品稳定在某个压力级别时，要注意观察样品，确保其满足继续测试的条件。7.2.3.5重复上述7.2.3.4步骤，直到不能满足标准所要求的符合性判定（按第8章规定）或是试件不能保持在某一压力等级，视作试验终止。7.23.6试验完成后，取下试件仔细观察并记录所有与第8章规定的不符现象、达到的压力等级。7.3方法B7.3.1试验设备7.3.1.13.7m×7.3m模拟风压测试压力容器7.3.1.1.13.7m×7.3m模拟风压测试压力容器是一个钢制的压力容器，它能够在屋面系统（被测试件)的底部施加气压并维持在预先设定的气压等级。屋面系统固定在压力容器上方，两者形成密封。7.3.1.1.2压力容器尺寸最小为7.3m×3.7m×50mm。它由203mm高的槽钢构成四周结构，152mm高的工字钢以0.6m士25mm的间距平行于3.7m一边排列。其他结构形状、尺寸、材质制造的压力容器，只要能为试验试件框架提供牢固的支撑，也允许使用。压力容器底部应有最小厚度为4.8mm的钢板，并与工字钢条和四周的槽钢连续焊在一起。7.3.1.1.3压力容器的气源依靠带有直径100mm的PVC管的进气支管构造提供。在压力容器底部，穿过底部钢板，分布4个等间距的进气。容器底部有6.4mm士3.2mm的开孔用于连接压力计。当试件用夹具固定后，试件框架和容器上部相连接部位，用橡胶垫密封，减少气体泄漏。7.3.1.1.4压力容器周边间隔0.6m装有夹具，用于固定试验框架。7.31.23.7m×7.3真空负压精系西尚真空负压箱是3.7m×7.3m×1.2m的装置。它的大小与试件装置的上部一致，并能承受预设的压力。排气位于真空箱的一边，箱体另一边具有6.4mm士3.2mm开孔用于连接压力计。7.3.1.33.7m×7.3m试验框架典型的试件框架包含平行于7.3m边间隔600mm的4根100mm宽方钢和平行于3.7m边间隔1.8m的3根100mm宽方钢组成。7.3.1.4涡轮增压装置可以产生17m3/min气体的装置，或是能达到所需升高压力的气源装置。7.3.1.5液体压力计精度不小于0.05kPa。7.3.2试件安装7.3.2.1试件的各个部件按照制造商或设计要求装配（包括厚度、外形、基层强度、固定件和胶粘剂的施工方法和速度、保温板的厚度和尺寸、卷材的类型)，按制造商要求进行养护，胶粘剂施工时养护时间不超过28d。7.3.22当基层采用金属板时，框架应能够承受预计的荷载。典型的试件框架包含结构钢架加强筋，位于中间，平行于7.3m边。此外有3个中间的结构钢架檩条，平行于3.7m边，中心间距1.8m。金属板平行于7.3m边安装，金属板用固定件以中心间距305mm连接到四周及全部的檩条上（间隔1.8m)。所有的金属板长边的搭接用固定件固定（缝合钉位置），最大间隔763m。可使用委托方要求的其他5理筑素村网Z.ZC.ET
GB/T31543-2015方式的屋面基层板形状及装配，这些安装应与制造商的说明和要求一致。7.3.23试验准备完成后，将试件框架置于压力容器的上方，并在四周用夹具固定框架。夹具环绕在容器四周，间隔0.6m。如果测试过程中出现较多的空气泄漏，允许额外添加夹具。在气源和压力计之间，采用合适的软管连接（见图2）。2302202022223430234120200200020334033说明：1一防水卷材：2—保温材料；3—基层；4一压力计连接孔；5—压力容器：一进气图2方法B试件安装示意图7.3.3正压法试验步骤7.3.3.1不断向压力容器注人空气，直至达到0.7kPa压力等级，允许误差为+81kPa。气压上升速率为0.07kPa/s士0.05kPa/s。当压力达到0.7kPa等级时，在此压力保持60s。7.3.3.2当委托双方达成协议时，试验初始压力等级可以从加压到1.4kPa开始，允许误差为+81kPa。此后压力按7.3.3.4规定增加。7.3.3.3不同试验的屋面构件的类型，尽可能按0.07kPa/s士0.05kPa/s的速率升到下一个压力等级，对于机械固定单层卷材屋面，卷材常在机械固定点处变形，此时两个等级间的升压速率应尽可能的均匀。7.3.3.4保持60s后，通过注人气体使压力等级增加0.7kPa,增加速率和允许误差按上述要求进行。当达到下个0.7kPa等级，需在此压力等级保持60s。为了保持稳定的读数，如果有需要，允许调节压力和夹具。当样品稳定在某个压力级别时，要注意观察样品，确保其满足继续测试的条件。7.3.3.5重复上述7.3.3.4步骤，直到不能满足标准所要求的符合性判定（按第8章规定）或是试件不能保持在某一压力等级，视作试验终止。7.3.3.6试验完成后，取下试件仔细观察并记录所有与第8章规定不符的现象、达到的压力等级。7.3.4正负压叠加试验步骤7.3.4.1该方法通常用于不透气的屋面基层，包含两种采用不同模拟风揭压力的试验形式。一种形式主要用于轻质保温混凝土屋面基层，其15%所需压力来自于试验构件的下部正压，同时85%的压力来自于试验构件的上表面负压。另一种形式主要用于结构混凝土屋面基层，其100%的所需压力来自于6莲罚素村网Z.ZC.ET
GB/T31543-2015试验构件的上表面负压。7.3.4.2不断从真空箱中抽出空气或向压力容器注入空气，尽可能使抽出/注入空气形成的正负压均匀的作用在试验构件上，直至达到0.7kPa压力等级，空气抽出/注入的速率为0.07kPa/s士0.05kPa/s。当压力达到0.7kPa等级时，在此压力保持60s。7.3.4.3当委托双方达成协议时，试验初始压力等级可以从1.4kPa开始，允许误差为+81kPa。此后压力按7.3.4.5规定和表2的要求增加。表2加压等级全部向上力(100%来自上部)/kPa85%来自上部/kPa15%来自下部/kPa0.70.60.11.41.20.22.11.80.32.82.40.43.53.00.54.23.60.64.94.20.75.64.70.86.35.40.97.06.01.0素材扇.1J.NE7.3.4.4不同试验屋面构件的类型，尽可能按0.07kPa/s士0.05kPa/s的速率升到下一个压力等级。作用在试验构件上面和下面的压力的详细指标见表2。若压力指标超过表2所示的8.4kP,更多的空气需要从真空箱或压力容器中抽出或注人，在试验装置的上面和下面以适当的比例(85/15或100)尽可能保持。7.3.4.5保持60s后，通过抽出或注人空气使压力等级增加0.7kPa,增加速率和偏差按上述要求进行。当达到下个0.7kPa等级，需在此压力等级保持60s。为了保持稳定的读数，如果有需要，允许调节压力和夹具。当样品稳定在某个压力级别时，要注意观察样品，确保其满足继续测试的条件。7.3.4.6重复上述7.3.4.5步骤，直到不能满足标准所要求的符合性判定（按第8章规定）或是试件不能保持在某一压力等级，视作试验终止。7.3.4.7试验完成后，取下试件仔细观察并记录所有与第8章规定不符的现象、达到的压力等级。7.4方法C7.4.1试验设备2.7m×4.0m模拟风压测试压力容器：主压力箱体的尺寸最小为2.7m×4.0m×1.0m。主压力箱体和预压力箱体要求能够承受不小于10kPa的压强。屋面系统（被测试件）安装在底座上方的支撑上。该支撑由厚度为3mm的方钢构成，用于固定屋面系统的基层（类似屋面檩条的功能）。风机与预压力箱体通过直径不小于140mm的耐压软管连接，预压力箱体通过2根直径不小于180mm的金属硬管与主箱体上部对称位置的2个开连接。主压力箱体另有3个开孔用于连接压力理筑素荷网Z.SC.ET
GB/T31543-2015传感器、温度传感器以及压力表。风机装置可以抽取42m3/min的气体，或是能达到所需负压的动力。通过控制系统使主压力箱体内的压强动态实时地达到标准要求。主压力箱体内的压强可以通过压力传感器或压力表盘进行查看。7.4.2试件安装7.42.1按实际工程的安装方式将屋面系统安装在试验机底座支撑上，并保证试验机底座长度方向至少有均匀分布的3道卷材搭接缝，否则应采用更大的试验箱。7.4.22试件的各个部分按照说明书要求装配，包括厚度、外形、底板强度、固定件和粘结剂的施工方法和速度、保温板的厚度和尺寸、卷材的类型。7.4.23当采用金属底板时，其固定在支撑上能够承受预计的荷载。典型的试件支撑包含结构钢架，两个结构钢架平行于2.7m边，间距1.2m。基层金属板平行于4.0m边安装，金属板两端卡在试验机底座的夹缝内。其他结构的屋面基层板的装配和构造按委托方的要求，并与制造商的说明和要求一致。注：若有委托方要求，特定试验规定时，固定金属底板到试验框架的方法允许改变。7.4.2.4试验准备完成后，试件置于模拟风压的主压力箱体下方，主压力箱体压紧屋面系统（测试试件）并在四周用夹具固定。夹具环绕在试验机底座四周，夹具最大间距1.2m。7.4.3试验步骤7.4.3.1按照标准要求，将主压力箱体内的压力抽至所需压力，误差不超过士10%。对于每个最小单位循环，负压需要在1s~2s内达到峰值，并保持该压力2$，之后释放负压，单个完整循环时间为8s(见图3)。压力等级N设定值升压1s~2s压力保持2s降压时间/5图3升压降压示意图7.4.3.2试验从300N开始，允许误差士10%，此后压力按照7.4.3.3增加。7.4.3.3从起点等级300N开始，之后每个等级峰值增加100N,而每个压力等级又可以划分成更小的周期，具体见表3。筑素村网Z.
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