ISO 15148:2002
(Main)Hygrothermal performance of building materials and products — Determination of water absorption coefficient by partial immersion
Hygrothermal performance of building materials and products — Determination of water absorption coefficient by partial immersion
Performance hygrothermique des matériaux et produits pour le bâtiment — Détermination du coefficient d'absorption d'eau par immersion partielle
L'ISO 15148:2002 prescrit une méthode permettant de déterminer le coefficient d'absorption d'eau liquide à court terme, par immersion partielle sans gradient de température. Elle vise à évaluer la vitesse d'absorption d'eau par action capillaire lors de pluies continues ou battantes pendant le stockage sur chantier ou la construction sur des matériaux d'isolation ou autres qui sont normalement protégés. Cette méthode est applicable à des enduits ou revêtements qui sont soumis à essai avec le support sur lequel ils sont normalement appliqués. Elle n'est pas destinée à l'évaluation de l'absorption d'eau par des matériaux utilisés sous l'eau ou en contact avec des sols saturés, pour lesquels un essai par immersion totale est plus approprié.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15148
First edition
2002-12-01
Hygrothermal performance of building
materials and products — Determination of
water absorption coefficient by partial
immersion
Performance hydrothermique des matériaux et produits pour le bâtiment —
Détermination du coefficient d'absorption d'eau par immersion partielle
Reference number
©
ISO 2002
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Published in Switzerland
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15148 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with Technical
Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use in the built-up environment, Subcommittee SC 1,
Test and measurement methods, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and
CEN (Vienna Agreement).
Throughout the text of this document, read ".this European Standard." to mean ".this International Standard.".
Annex ZA forms a normative part of this International Standard. Annex A is for information only.
Contents
page
Foreword.v
Introduction .1
1 Scope .1
2 Normative references.2
3 Terms and definitions .2
4 Principle.3
5 Apparatus.3
6 Test specimens.3
7 Procedure.4
8 Calculation and expression of results .6
9 Accuracy of measurement.8
10 Test report .8
Annex A (informative) Liquid transport phenomena in building materials .10
Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their relevant
European publications .12
Bibliography .13
iv © ISO 2002 – All rights reserved
Foreword
This document EN ISO 15148:2002 has been prepared by Technical Committee CEN/TC 89 "Thermal
performance of buildings and building components", the secretariat of which is held by SIS, in collaboration with
Technical Committee ISO/TC 163 "Thermal insulation".
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or
by endorsement, at the latest by June 2003, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by
June 2003.
This standard is one of a series of standards which specify test methods for the thermal and moisture related
properties of building materials and products.
NOTE Normative references to International Standards are listed in annex ZA (normative).
Annex A is informative, annex ZA is normative.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland,
France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,
Sweden, Switzerland and the United Kingdom.
Introduction
The movement of moisture within hygroscopic capillary building materials is a combination of vapour and liquid
flows which have complex interactions with the temperature and humidity gradients and the properties of the
materials present. Three stages can be identified.
a) At very low humidities transport is by vapour diffusion alone and the permeability can be derived from dry-cup
tests, defined in ISO 12572.
b) At higher relative humidities in the hygroscopic region, up to about 95 % relative humidity, there is a mixture of
gas and water filled pores with simultaneous flows of vapour and liquid. The increasing liquid flow causes the
exponentially increasing permeability measured by cup tests under isothermal conditions. However, under
practical, non-isothermal conditions this liquid flow could increase, or decrease, the total mass flow.
c) Above about 95 % relative humidity, depending on the material, the total mass transport is governed by transport
in the liquid phase. This is the situation that arises when a material is dipped in water or severely wetted e.g. by
driving rain. The water moves under the hydraulic pressure, the negative suction pressure. After the water
source is removed, the hydraulic pressure ceases and the liquid is redistributed within the material at a different
rate (stages b) and c) do not necessarily apply to all hygroscopic materials).
Methods are currently being developed in research laboratories to quantify capillary transport and measure the
relevant coefficients. At present, however, these involve sophisticated measuring techniques such as gamma ray
and neutron absorption or Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy together with complex mathematical
methods to analyse the results: comparisons between laboratories have shown that further work is needed to
develop standard techniques. It will, therefore, be a number of years before it is possible to standardise such
methods - see annex A for further information.
At present it is possible to standardise the measurement of the absorption of liquid water into the surface of a
material, which gives an indicator of its liquid transport performance.
1 Scope
This European Standard specifies a method for determining, by partial immersion with no temperature gradient, the
short-term liquid water absorption coefficient. It is intended to assess the rate of absorption of water, by capillary
action from continuous or driving rain during on site storage or construction, by insulating and other materials,
which are normally protected. The method is suitable for renders or coatings tested in conjunction with the
substrate on which they are normally mounted.
It is not intended to assess the absorption of water by materials used under water or in overall contact with
saturated ground, where a total immersion test is more appropriate.
2 Normative references
This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These
normative references are cited at the appropriate places in the text, and the publications are listed hereafter.
For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this
European Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest
edition of the publication referred to applies (including amendments).
ISO 9346, Thermal insulation - Mass transfer - Physical quantities and definitions.
3 Terms and definitions
3.1 Definitions
For the purposes of this European Standard, the terms and definitions given in ISO 9346 and the following apply.
3.1.1
water absorption coefficient
mass of water absorbed by a test specimen per face area and per square root of time
NOTE See equation (2) in clause 8.
3.1.2
homogeneous material
material the properties of which are uniform on a macroscopic scale
3.2 Symbols and units
Symbol Quantity Unit
A
face area m
2 0,5
A water absorption coefficient kg/(m ·s )
w
2 0,5
A
water absorption coefficient related to a kg/(m ·s )
wt
specific time, t, in seconds
mass gain per face area after time tDm kg/m
t
M initial mass of specimen kg
i
m mass of specimen after time t kg
t
t time s or h
2 0,5
W water absorption coefficient kg/(m ·h )
w
2 0,5
W water absorption coefficient related to a kg/(m ·h )
wt
specific time, t, in hours
NOTE Water absorption coefficient is defined in terms of seconds in EN ISO 9346. The alternative definition in terms of hours
is widely used.
2 © ISO 1999 – All rights reserved
4 Principle
The water absorption by partial immersion is determined by measuring the change in mass of the test specimen,
the bottom surface of which is in contact with water, over a period which is usually at least 24 h.
The water adhering to the surface and not absorbed by the product is completely removed by, for example, blotting
with a sponge before the specimen is weighed.
5 Apparatus
The test apparatus shall include:
a) balance, capable of weighing a test specimen to an accuracy of ± 0,1 % of the mass of the specimen;
b) water tank with a device for keeping the water level constant to – 2 mm and a device to keep the test specimen
in position. The tank shall include point supports, which do not damage the specimen, to keep the specimen at
least 5 mm clear of the base;
c) timer accurate to at least one second in 24 h.
6 Test specimens
6.1 Shape of test specimens
Test specimens shall be representative of the material or product and of regular shape with constant cross section
to ensure one dimensional water flow. The faces shall be free from surface irregularities.
6.2 Dimensions of test specimens
6.2.1 Area
The water contact area of each test specimen shall be at least 50 cm . However, in the case of materials including
macroscopic particles such as aggregates, the side of a square specimen or the smallest diameter of the face shall
be at least ten times the largest particle size.
NOTE Larger specimens, preferably with a face area of at least 100 cm , are advised as they will lead to greater accuracy.
6.2.2 Thickness
Where possible, the specimen thickness should be the full product thickness. When specimens are cut from
products they shall be representative of the material to be assessed and thick enough to enable handling without
damage. In the case of materials including macroscopic particles such as aggregates, the thickness should be
preferably at least ten times, but shall be no less than five times, the largest particle size.
6.3 Number of test specimens
At least three specimens shall be tested.
If the water contact area of the individual specimens is less than 100 cm , at least six specimens shall be tested
representing a total area of at least 300 cm .
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15148
Première édition
2002-12-01
Performance hygrothermique des
matériaux et produits pour le bâtiment —
Détermination du coefficient d'absorption
d'eau par immersion partielle
Hygrothermal performance of building materials and products —
Determination of water absorption coefficient by partial immersion
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse
ii © ISO 2002 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15148 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 163, Performance thermique et utilisation de l'énergie en environnement bâti, sous-comité
SC 1, Méthodes d’essais et de mesurage, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente Norme européenne …» avec le sens de
«… la présente Norme internationale …».
L’Annexe ZA constitue un élément normatif de la présente Norme internationale. L’Annexe A est donnée
uniquement à titre d’information.
Sommaire Page
Avant-propos.v
Introduction .vi
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions.1
4 Principe .2
5 Appareillage .2
6 Eprouvettes d’essai .2
7 Mode opératoire .4
8 Calculs et expression des résultats.6
9 Précision des mesures.8
10 Rapport d’essai .8
Annexe A (informative) Phénomènes de transport de liquide dans les matériaux de construction . 10
Annexe ZA (normative) Références normatives aux publications internationales avec leurs
publications européennes correspondantes. 13
Bibliographie. 14
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés
Avant-propos
Le présent document EN ISO 15148:2002 a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 89 “Performance
thermique des bâtiments et des composants du bâtiment”, dont le secrétariat est tenu par SIS, en
collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 163 “Isolation thermique”.
Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique,
soit par entérinement, au plus tard en juin 2003 (DOP), et toutes les normes nationales en contradiction
devront être retirées au plus tard en juin 2003 (DOW).
La présente Norme fait partie d’une série de normes spécifiant des méthodes d’essai relatives aux propriétés
thermiques et hydriques des matériaux et produits pour le bâtiment.
NOTE Les références normatives à des normes internationales figurent en annexe ZA (normative).
L’annexe A est informative, l’annexe ZA est normative.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants
sont tenus de mettre cette Norme européenne en application : Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark,
Espagne, Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Portugal,
République Tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse.
Introduction
Les mouvements d'humidité dans les matériaux de construction capillaires et hygroscopiques sont une
combinaison d’écoulements de vapeur et de liquide présentant des interactions complexes avec les gradients
de température et d'humidité et les propriétés des matériaux en présence. Trois étapes peuvent être
identifiées.
a) A des taux d'humidité très faibles, le transport s'effectue uniquement par diffusion de vapeur et la
perméabilité peut être déterminée à partir d’essais en coupelle sèche, définis dans l’ISO 12572.
b) A des humidités relatives plus élevées dans la région hygroscopique, jusqu'à environ 95 % d'humidité
relative, les pores du matériau sont remplis d'un mélange de gaz et d'eau avec un écoulement simultané
de vapeur et de liquide. Le flux croissant de liquide entraîne une perméabilité croissant de façon
exponentielle, pouvant être mesurée par des essais à la coupelle dans des conditions isothermiques.
Cependant, dans des conditions courantes non isothermes, ce flux de liquide peut augmenter ou
diminuer le flux massique total.
c) Au-delà d'environ 95 % d’humidité relative, et ce en fonction du matériau, le transport de masse total est
déterminé par le transport dans la phase liquide. Tel est le cas lorsqu'un matériau est plongé dans l'eau
ou fortement mouillé, par exemple par la pluie battante. L'eau se déplace sous l’effet de la pression
hydraulique, pression de succion négative. Lorsque la source d'eau est enlevée, la pression hydraulique
disparaît et le liquide est redistribué dans le matériau à une vitesse différente (les étapes b) et c) peuvent
ne pas s'appliquer à certains matériaux hygroscopiques).
Des méthodes visant à quantifier le transport capillaire et à mesurer les coefficients correspondants sont en
cours de développement dans des laboratoires de recherche. Mais actuellement ces méthodes mettent en
œuvre des techniques de mesure sophistiquées comme les rayons gamma et l'absorption de neutrons ou la
spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, avec des méthodes mathématiques complexes pour
l'analyse des résultats : des comparaisons entre laboratoires ont montré qu’il est nécessaire de continuer à
s’efforcer de développer des techniques standards. Aussi faudra-t-il plusieurs années avant de pouvoir
normaliser de telles méthodes - voir annexe A pour plus de détails.
Dans l’état actuel, il est possible de normaliser la mesure de l'absorption d'eau liquide à la surface d'un
matériau, qui constitue un indicateur de performance de ce matériau en matière de transport de liquide.
vi © ISO 2002 – Tous droits réservés
1 Domaine d'application
La présente norme européenne prescrit une méthode permettant de déterminer le coefficient d'absorption
d'eau liquide à court terme, par immersion partielle sans gradient de température. Elle vise à évaluer la
vitesse d’absorption d'eau par action capillaire lors de pluies continues ou battantes pendant le stockage sur
chantier ou la construction sur des matériaux d'isolation ou autres qui sont normalement protégés. Cette
méthode est applicable à des enduits ou revêtements qui sont soumis à essai avec le support sur lequel ils
sont normalement appliqués.
Elle n'est pas destinée à l'évaluation de l'absorption d'eau par des matériaux utilisés sous l’eau ou en contact
avec des sols saturés, pour lesquels un essai par immersion totale est plus approprié.
2 Références normatives
Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions d'autres publications.
Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont
énumérées ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une
quelconque de ces publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par
amendement ou révision. Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est
fait référence s'applique (y compris les amendements).
ISO 9346, Isolation thermique - Transfert de masse - Grandeurs physiques et définitions.
3 Termes et définitions
3.1 Définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 9346 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1.1
coefficient d'absorption d'eau
masse d'eau absorbée par une éprouvette d'essai par unité de surface et par la racine carrée du temps
NOTE Voir équation (2) à l’article 8.
3.1.2
matériau homogène
matériau dont les propriétés sont uniformes à une échelle macroscopique
3.2 Symboles et unités
Symbole Grandeur Unité
A surface de l’éprouvette
m
2 0,5
A
coefficient d'absorption d'eau
kg/(m .s )
w
2 0,5
A coefficient d'absorption d'eau pour une
kg/(m .s )
wt
durée donnée t, en secondes
Dm gain massique par unité de surface au
kg/m
t
bout du temps t
m masse initiale de l'éprouvette kg
i
m
masse de l'éprouvette au bout du kg
t
temps t
t temps s ou h
2 0,5
W
coefficient d'absorption d'eau
kg/(m .h )
w
W 2 0,5
coefficient d'absorption d'eau relatif
wt kg/(m .h )
pour une durée donnée t, en heures
NOTE Dans l’EN ISO 9346, le coefficient d’absorption d’eau est rapporté à la seconde. L’autre définition, rapportée à
l’heure, est couramment utilisée.
4 Principe
L'absorption d'eau par immersion partielle est déterminée en mesurant la variation de masse de l'éprouvette
d’essai, dont la face inférieure est en contact avec l'eau, pendant une durée qui est habituellement d'au moins
24 h.
L'eau qui adhère à la surface et qui n'a pas été absorbée par le produit est complètement enlevée, par
exemple avec une éponge, avant de peser l'éprouvette.
5 Appareillage
L’appareillage d’essai doit comprendre :
a) une balance permettant de peser l'éprouvette avec une précision de ± 0,1 % de la masse de
l'éprouvette ;
b) un bac à eau muni de dispositifs permettant de maintenir le niveau de l'eau constant à ± 2 mm près et de
maintenir l'éprouvette en position. Le bac à eau doit posséder des supports ponctuels n’endommageant
pas l’éprouvette et permettant de la maintenir à au moins 5 mm du fond ;
c) un chronomètre ayant une précision d’une seconde en 24 h.
6 Eprouvettes d’essai
6.1 Forme des éprouvettes
Les éprouvettes doivent être représentatives du matériau ou du produit et avoir une forme régulière et une
section transversale constante pour assurer un flux d’eau unidimensionnel. Leurs faces doivent être exemptes
d’irrégularités de surface.
2 © ISO 2002 – Tous droits réservés
6.2 Dimensions des éprouvettes
6.2.1 Surface
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.