建筑用密封胶的CE认证CPR指令粘结强度测试梳理
标准定位与适用范围
法规定位
Regulation (EU) No 305/2011 自 2013 年 7 月 1 日起全面适用,取代原建筑产品指令;其管理逻辑是「声明性能+评估验证性能恒定性」,而不是由欧盟统一规定密封胶必须达到某个强度等级。CE 标志是制造商依协调标准或欧洲技术评估 ETA 签发 DoP 后的符合性标志,不是质量认证。EN 15651 系列按幕墙接缝、室内接缝、卫生设施、行人通道等用途分部分,选择与预期用途不符的部分,会使整套声明失去依据。
适用范围与对象
适用于建筑与土木工程中非结构用接缝密封胶,包括弹性密封胶、低模量与高模量产品、单组分与多组分体系,以及配套的基材与底涂剂组合。评价对象是「密封胶+规定基材+规定底涂+规定养护」构成的试件系统:基材可为混凝土、砂浆、玻璃、阳极氧化铝或型材,须与实际工程一致。带底涂剂或需配套清洗剂的产品,应把配套材料纳入试件并写入声明的使用条件。
边界与不适用情形
拉伸粘结性合格只说明试件在规定基材、养护与处理状态下达到相应性能组合,不等于对任何基材都粘结良好,也不等于长期耐候寿命或结构胶的承载能力;结构装配用硅酮结构密封胶另有体系。破坏模式的判读(内聚破坏、粘结破坏、底涂界面破坏)与最大力同等重要。文中位移率、模量与条件均为对公开标准资料的说明性引用,正式分级、限值与试验程序须按现行有效文本核对。
试验目的与可靠性含义
检测目的
接缝会随温度、湿度、风荷载与结构变形反复开合,密封胶必须既能变形又不脱粘。测试要同时回答三件事:拉伸到规定位移时力与应变的关系如何(模量与应力水平)、能否在反复位移后恢复(弹性恢复与位移能力)、以及破坏发生在胶体内部还是粘结界面(破坏模式)。只看最大拉伸强度会漏掉「强度高但界面脱粘」的典型失效。
方法学含义
EN ISO 8339 用规定尺寸的粘结试件在拉力试验机上以恒定速率拉伸,记录力-伸长曲线、规定伸长率下的应力与最大力,并判读破坏模式;EN ISO 7389 用规定伸长率保持后释放,测弹性恢复。EN 15651 系列把位移能力(如常见 ±12.5%、±20%、±25% 等表述)与模量(低模量 LM、高模量 HM)组合成分类体系,并要求在浸水、热老化、人工气候老化等处理后重复关键项目,以检验性能保持。
与可靠性的关联
基材表面处理、底涂剂、养护温湿度与固化时间对界面粘结影响极大;配方中增塑剂迁移、填料粒径与聚合物批次也会改变模量与恢复率。因此 FPC 需把原材料批次、混合比例、养护条件与基材处理列为受控参数,并在配方或供应商变更后重新做初始型式试验或等效验证。
σ = F / A_bond 规定伸长率下的应力:F 为对应力值、A_bond 为密封胶与基材的粘结面积;试件尺寸须与记录一致。
σ = F / A_bond 规定伸长率下的应力:F 为对应力值、A_bond 为密封胶与基材的粘结面积;试件尺寸须与记录一致。
试验条件与参数框架
试件与养护条件
按方法规定制备「基材-密封胶-基材」工字型或对接型试件,控制接缝宽度、深度与厚度比,必要时使用防粘垫材控制三面粘结;在约 23℃、相对湿度 50% 的标准条件下养护至规定龄期,单组分与多组分产品分别记录固化时间。不同基材、底涂剂与颜色分别成组;处理后的组别按浸水、热老化、人工气候老化等规定程序执行,处理前后分别测试。
装置与参数框架
使用经校准的拉力试验机、规定夹具与位移测量装置,按标准设定拉伸速率与伸长率;人工气候老化箱需控制辐照、温度与喷淋循环,浸水与热处理按标准规定温度与时长;基材表面粗糙度、清洁方式与底涂用量应记录。所有力值、位移与老化设备在校准或核查有效期内,试件拉伸时应保持轴线对中以免引入剥离分量。
分组与记录条件
逐件记录基材类型与表面处理、底涂与养护条件、处理前后状态、拉伸速率、规定伸长率下的应力、最大力与对应伸长率、破坏位置与面积占比(内聚/粘结/底涂界面)、弹性恢复读数,以及任何气泡、脱粘或胶体撕裂现象。不同基材与处理状态分组归档,不得合并平均;试件在夹具处断裂时应判无效并补做。
| 项目 | 常见条件 | 依据 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 法规路径 | hEN 或 ETA 后签发 DoP | Regulation (EU) No 305/2011 | 法规非指令 |
| 协调标准 | 按用途分部分 | EN 15651 系列 | 先选分部 |
| 拉伸粘结性 | 规定基材与速率拉伸 | EN ISO 8339 | 记录破坏模式 |
| 弹性恢复 | 伸长保持后测残余变形 | EN ISO 7389 | 与强度并列 |
| 分类字段 | 位移能力与模量 | EN 15651 系列 | LM/HM 等 |
ε = ΔL / L₀ × 100% 应变由伸长量 ΔL 与初始接缝宽度 L₀ 换算,是位移能力分档的表述基础。
| 项目 | 常见条件 | 依据 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 法规路径 | hEN 或 ETA 后签发 DoP | Regulation (EU) No 305/2011 | 法规非指令 |
| 协调标准 | 按用途分部分 | EN 15651 系列 | 先选分部 |
| 拉伸粘结性 | 规定基材与速率拉伸 | EN ISO 8339 | 记录破坏模式 |
| 弹性恢复 | 伸长保持后测残余变形 | EN ISO 7389 | 与强度并列 |
| 分类字段 | 位移能力与模量 | EN 15651 系列 | LM/HM 等 |
ε = ΔL / L₀ × 100% 应变由伸长量 ΔL 与初始接缝宽度 L₀ 换算,是位移能力分档的表述基础。
试验方法与步骤
拉伸粘结性主流程
确认预期用途与 EN 15651 适用分部→选择实际工程基材与底涂体系→按规定尺寸与厚度比制备并养护试件→分组施加浸水、热老化、人工气候老化等处理→在拉力试验机上以规定速率拉伸至规定伸长率或破坏→记录力-伸长曲线与破坏模式→按分类体系核对位移能力与模量→汇总处理前后对照数据。
弹性恢复与附加项目流程
另取试件按规定伸长率拉伸并保持规定时间→释放并在规定时间后测残余变形→计算弹性恢复率→按需要补充压缩-拉伸循环、低温柔性、耐化学性与抗霉性等项目→把各项结果与 DoP 中拟声明的基本特性逐项对应→对临界数据复核基材处理与养护记录。
合规组合流程
确认产品被相应协调标准覆盖或评估 ETA 路径→按协调标准确定需声明的基本特性与 AVCP 体系→完成初始型式试验、建立 FPC 并按体系由公告机构参与(如适用)→编制 DoP 并按目标成员国语言提供→加贴 CE 标志并使标签、说明书与声明一致→保存技术文件并规定配方或工艺变更后的复核触发条件。
| 试件状态 | 处理方式 | 观察重点 | 常见误用 |
|---|---|---|---|
| 基准组 | 标准条件养护 | 初始应力与恢复 | 只测此组 |
| 浸水后 | 规定温度与时长 | 界面脱粘 | 缩短时长 |
| 热老化后 | 规定温度与时长 | 模量漂移 | 忽略复测 |
| 人工气候老化后 | 辐照与喷淋循环 | 表面与粘结劣化 | 用自然曝晒代替 |
| 配套底涂组 | 按说明书施工 | 底涂界面破坏 | 省略底涂 |
E_sec = σ / ε 割线模量的简化表达,用于说明高模量与低模量产品的差别;具体分档按适用标准条款判定。
| 试件状态 | 处理方式 | 观察重点 | 常见误用 |
|---|---|---|---|
| 基准组 | 标准条件养护 | 初始应力与恢复 | 只测此组 |
| 浸水后 | 规定温度与时长 | 界面脱粘 | 缩短时长 |
| 热老化后 | 规定温度与时长 | 模量漂移 | 忽略复测 |
| 人工气候老化后 | 辐照与喷淋循环 | 表面与粘结劣化 | 用自然曝晒代替 |
| 配套底涂组 | 按说明书施工 | 底涂界面破坏 | 省略底涂 |
E_sec = σ / ε 割线模量的简化表达,用于说明高模量与低模量产品的差别;具体分档按适用标准条款判定。
测量、判据与失效定义
测量项目
规定伸长率下的应力与最大力、力-伸长曲线、破坏模式与面积占比、弹性恢复率、位移能力分类、模量分类、处理前后的性能变化、基材与底涂信息、养护与处理条件、试件尺寸与厚度比、以及气泡或局部脱粘等伴随现象。
结果判据
按 EN 15651 相应分部与所声明的位移能力、模量类别,核对处理前后拉伸粘结性与弹性恢复是否仍在规定要求内,并判读破坏模式是否满足相应条款;任一并列项目超限即判该类别不符。以上为说明性引用,正式分级(含 LM/HM 与位移率档位)、限值、处理条件与判定规则须按现行有效标准条款核对。
失效定义
规定伸长率下发生大面积粘结界面脱粘、处理后性能衰减超出允许范围、弹性恢复率不足、试件因三面粘结或夹具偏心导致非正常破坏,均判不符;用单一基材结果覆盖所有基材、只测未处理试件、把最大拉伸力当作「粘结强度等级」、或以结构胶体系判据套用于非结构密封胶,判方法与结论误用;无 hEN 覆盖且未取得 ETA 却按 CPR 签发 DoP 并加贴 CE 标志,判合规路径错误。
| 测量量 | 定义 | 常见误差来源 | 判定属性 |
|---|---|---|---|
| 规定伸长应力 | 指定伸长率下的应力 | 粘结面积算错 | 模量相关 |
| 最大力 | 拉伸过程中的力峰值 | 夹具偏心 | 强度参考 |
| 破坏模式 | 内聚/粘结/底涂界面 | 只看力值不判界面 | 关键判据 |
| 弹性恢复率 | 规定时点残余变形换算 | 即时读数代替 | 位移能力 |
| 性能变化率 | 处理前后结果之比 | 跨基材合并 | 耐久性 |
R_e = (L_max − L_res)/(L_max − L₀) × 100% 弹性恢复率由最大伸长 L_max、释放后残余长度 L_res 与初始长度 L₀ 计算,读数时点按方法规定。
| 测量量 | 定义 | 常见误差来源 | 判定属性 |
|---|---|---|---|
| 规定伸长应力 | 指定伸长率下的应力 | 粘结面积算错 | 模量相关 |
| 最大力 | 拉伸过程中的力峰值 | 夹具偏心 | 强度参考 |
| 破坏模式 | 内聚/粘结/底涂界面 | 只看力值不判界面 | 关键判据 |
| 弹性恢复率 | 规定时点残余变形换算 | 即时读数代替 | 位移能力 |
| 性能变化率 | 处理前后结果之比 | 跨基材合并 | 耐久性 |
R_e = (L_max − L_res)/(L_max − L₀) × 100% 弹性恢复率由最大伸长 L_max、释放后残余长度 L_res 与初始长度 L₀ 计算,读数时点按方法规定。
数据分析与报告
数据处理
应力按力值与粘结面积换算并注明试件尺寸,力-伸长曲线逐件保留;破坏模式按面积占比分栏记录,不能合并成单一「合格/不合格」而丢失界面信息;处理前后数据并列并计算变化率,不同基材与处理状态分别统计;弹性恢复率按方法规定的读数时点计算,不得用即时回弹代替规定时点读数。
报告要素
记录所引用的法规与协调标准编号及版本、产品名称与类型、预期用途与适用分部、基材与底涂体系、试件尺寸与厚度比、养护与处理条件、拉力机与老化装置参数、逐件原始曲线与计算结果、破坏模式照片或描述、位移能力与模量分类、AVCP 体系与公告机构信息(如适用)、DoP 编号与声明性能,以及结果仅对所述试件系统有效的声明。
| 异常现象 | 可能成因 | 排查方向 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 界面大面积脱粘 | 基材处理或底涂不当 | 核查清洁与底涂 | 高频问题 |
| 试件提前撕裂 | 三面粘结或厚度比失控 | 补垫材并重制样 | 方法失效 |
| 老化后模量骤升 | 增塑剂迁移或交联 | 核查配方与批次 | 耐久性 |
| 同批数据离散大 | 养护温湿度不一致 | 统一养护记录 | 可比性 |
| 声明等级对不上 | 分部或分类选错 | 复核预期用途 | 合规风险 |
Δσ = σ_after − σ_before 处理前后规定伸长应力之差,用于表征浸水、热老化与人工气候老化后的性能漂移。
| 异常现象 | 可能成因 | 排查方向 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 界面大面积脱粘 | 基材处理或底涂不当 | 核查清洁与底涂 | 高频问题 |
| 试件提前撕裂 | 三面粘结或厚度比失控 | 补垫材并重制样 | 方法失效 |
| 老化后模量骤升 | 增塑剂迁移或交联 | 核查配方与批次 | 耐久性 |
| 同批数据离散大 | 养护温湿度不一致 | 统一养护记录 | 可比性 |
| 声明等级对不上 | 分部或分类选错 | 复核预期用途 | 合规风险 |
Δσ = σ_after − σ_before 处理前后规定伸长应力之差,用于表征浸水、热老化与人工气候老化后的性能漂移。
实施要点与行业实践
实施要点
基材处理是首要变量:混凝土含水率、铝材氧化膜、玻璃清洁剂残留与底涂用量都会改变界面破坏比例。三面粘结会因垫材缺失而使试件提前撕裂,制样时必须控制厚度比与垫材。老化后的性能保持往往比初始强度更能区分配方优劣,省略处理组会明显高估耐久性。
行业实践
市场上常见把「拉伸强度」写成单一指标或把一份报告用于所有基材与用途,实际上体系以位移能力、模量与破坏模式组合表达,且不同 EN 15651 分部对应不同预期用途。采购与技术协议宜写明适用分部、基材与底涂清单、处理条件、声明的基本特性与 AVCP 体系,并要求标签和 DoP 的等级字段与报告一致。
A_cf = A_cohesive / A_total × 100% 内聚破坏面积占比,与粘结界面破坏面积分栏记录;破坏模式与力值共同构成判定依据。
| 关系式 | 含义 |
|---|---|
| σ = F / A_bond | 规定伸长率下的应力:F 为对应力值、A_bond 为密封胶与基材的粘结面积;试件尺寸须与记录一致。 |
| ε = ΔL / L₀ × 100% | 应变由伸长量 ΔL 与初始接缝宽度 L₀ 换算,是位移能力分档的表述基础。 |
| E_sec = σ / ε | 割线模量的简化表达,用于说明高模量与低模量产品的差别;具体分档按适用标准条款判定。 |
| R_e = (L_max − L_res)/(L_max − L₀) × 100% | 弹性恢复率由最大伸长 L_max、释放后残余长度 L_res 与初始长度 L₀ 计算,读数时点按方法规定。 |
| Δσ = σ_after − σ_before | 处理前后规定伸长应力之差,用于表征浸水、热老化与人工气候老化后的性能漂移。 |
| A_cf = A_cohesive / A_total × 100% | 内聚破坏面积占比,与粘结界面破坏面积分栏记录;破坏模式与力值共同构成判定依据。 |
A_cf = A_cohesive / A_total × 100% 内聚破坏面积占比,与粘结界面破坏面积分栏记录;破坏模式与力值共同构成判定依据。
| 关系式 | 含义 |
|---|---|
| σ = F / A_bond | 规定伸长率下的应力:F 为对应力值、A_bond 为密封胶与基材的粘结面积;试件尺寸须与记录一致。 |
| ε = ΔL / L₀ × 100% | 应变由伸长量 ΔL 与初始接缝宽度 L₀ 换算,是位移能力分档的表述基础。 |
| E_sec = σ / ε | 割线模量的简化表达,用于说明高模量与低模量产品的差别;具体分档按适用标准条款判定。 |
| R_e = (L_max − L_res)/(L_max − L₀) × 100% | 弹性恢复率由最大伸长 L_max、释放后残余长度 L_res 与初始长度 L₀ 计算,读数时点按方法规定。 |
| Δσ = σ_after − σ_before | 处理前后规定伸长应力之差,用于表征浸水、热老化与人工气候老化后的性能漂移。 |
| A_cf = A_cohesive / A_total × 100% | 内聚破坏面积占比,与粘结界面破坏面积分栏记录;破坏模式与力值共同构成判定依据。 |
典型应用场景
典型应用场景
幕墙与门窗周边接缝密封胶的初始型式试验、底涂剂或基材变更后的粘结复核、配方调整与老化性能比对、按 hEN 或 ETA 路径编制 DoP 与 CE 标志资料、工程现场脱粘争议的界面破坏判读,以及 FPC 中配方变更触发条件的设定等。
| 阶段 | 输入 | 输出 | 责任 |
|---|---|---|---|
| 路径判定 | 预期用途与标准分部 | 基本特性清单 | 制造商 |
| 型式试验 | 基材体系与处理后试件 | 逐件原始报告 | 试验 |
| 体系评定 | FPC 与试验数据 | AVCP 完成记录 | 制造商/公告机构 |
| 声明与标志 | 声明性能与技术文件 | DoP 与 CE 标志 | 制造商 |
| 阶段 | 输入 | 输出 | 责任 |
|---|---|---|---|
| 路径判定 | 预期用途与标准分部 | 基本特性清单 | 制造商 |
| 型式试验 | 基材体系与处理后试件 | 逐件原始报告 | 试验 |
| 体系评定 | FPC 与试验数据 | AVCP 完成记录 | 制造商/公告机构 |
| 声明与标志 | 声明性能与技术文件 | DoP 与 CE 标志 | 制造商 |
常见问题解答
问:CPR 是「指令」吗,CE 是「认证」吗?
答:CPR 是 Regulation (EU) No 305/2011,属法规;CE 是制造商依协调标准或 ETA 完成性能声明与符合性评定后加贴的符合性标志,不是官方核发的质量认证或等级证书。
问:粘结强度就是最大拉伸力吗?
答:不是。体系更关注规定伸长率下的应力、位移能力、模量分类与破坏模式。力值很高但发生在粘结界面大面积脱粘,仍是典型失效;处理后性能保持同样关键。
问:为什么要在不同基材上分别测试?
答:混凝土、玻璃、铝材等基材的表面状态与界面化学差异很大,同一密封胶的破坏模式可能从内聚变为粘结脱粘。声明应基于实际工程所用基材与底涂体系,不能用单一基材外推。
问:EN 15651 系列为什么要选分部?
答:该系列按幕墙接缝、室内接缝、卫生设施、行人通道等预期用途分部分,各自的基本特性与处理条件不同。选错分部会使 DoP 与试验项目不匹配。
问:为什么要做浸水、热老化与人工气候老化?
答:密封胶在服役中会受潮、受热与受紫外辐照,初始强度合格不代表耐久。标准要求在处理后重复关键项目,以检验性能保持与界面稳定性。
问:LM 和 HM 是什么意思?
答:通常指低模量与高模量两类,反映规定伸长率下的应力水平;与位移能力档位共同构成分类字段。具体判据与分档须按现行有效标准条款核对。
问:没有协调标准覆盖的密封胶能按 CPR 加贴 CE 标志吗?
答:需要先确认是否被欧盟官方公报引用的 hEN 覆盖;若无,可评估依 EAD 取得 ETA 的路径。两者都不具备时原则上按相互承认原则处理,不能凭一份拉伸报告自行按 CPR 加贴 CE 标志。
问:检测报告可以直接当 DoP 吗?
答:不能。DoP 是制造商对基本特性性能的法律声明,需列出产品识别、预期用途、适用 hEN 或 ETA、AVCP 体系、声明性能与签署信息;试验报告是把结果转化为声明值的技术证据。
本文围绕相关产品标准与强制性安全标准的公开资料与工程实践进行梳理,用于说明不合格项目的试验方法、判定逻辑、成因分析与整改方向,不构成对任何具体产品的合格结论,也不替代适用法规、客户规范或经签署的试验大纲。正式标准编号、版本、限值与试验程序均以委托方提供的现行有效文本及技术协议为准;检测结论与合规判断应分别表述。



