【国家标准(GB)】 未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门窗力学性能及耐候性试验方法

ICS91.060.50
中华人民共和国国家标准
GB/T11793—2008
代替GB/T11793.1—1989,GB/T11793.2—1989,GB/T11793.3—1989未增塑聚氯乙烯（PVC-U)塑料门窗力学性能及耐候性试验方法
Test methods on mechanical and weathering properties for unplasticized polyvinychloride(PVC-U)doors and windows2008-12-24发布
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
2009-10-01实施
GB/T11793—2008
本标准代替GB/T11793.1-1989《PVC塑料窗建筑物理性能分级》、GB/T11793.2-—1989《PVC塑料窗力学性能、耐候性技术条件》、GB/T11793.3一1989《塑料窗力学性能、耐候性试验方法》。本标准与GB/T11793.11989、GB/T11793.21989、GB11793.3—1989主要差异如下：删除了GB/T11793.1—1989、GB/T11793.2—1989的内容，保留了GB/T11793.3—1989的主要内容；
一增加了力学性能试验项目顺序的要求；增加了未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门的相关试验方法；增加了的锁紧器（执手）开关力试验；将开关疲劳试验修改为反复启闭性能试验；修改了力学性能中焊接角破坏力的试验及结果的计算方法；人工老化试验由老化时间1000h修改为试样累计接收辐射能量M类为8GJ/m2,S类为12GJ/m；老化后的试验修改为双V简支梁冲击强度及颜色变化分光光度计测定法；一自然气候老化试验由曝晒两年修改为试样累计接收波长范围在300nm～800nm之间的紫外光及可见光的辐射能量：M类为8GJ/m2,S类为12GJ/m2；老化后的试验调整为双V简支梁冲击强度及颜色变化分光光度计测定法；-增加了附录A《测定人工老化试验的辐射强度和暴露时间的计算方法》、附录B《我国主要的气候类型》。
本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。本标准由住房和城乡建设部建筑制品及构配件产品标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：中国建筑科学研究院，本标准参加起草单位：维卡塑料（上海）有限公司、国家化学建筑材料测试中心（建工测试部）。本标准主要起草人：黄家文、陈祺、金谦、李鑫、李丛笑。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-GB/T11793.1—1989；
GB/T11793.2—1989;
—GB/T11793.3—1989。
1范围
未增塑聚氯乙烯（PVC-U)塑料门窗力学性能及耐候性试验方法
GB/T11793—2008
本标准规定了未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门窗（以下简称塑料门窗）力学性能及耐候性的术语和定义、试验方法及试验报告。本标准适用于未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材制作的建筑用门窗的力学性能以及耐候性检测。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准，GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境GB/T3681—2000塑料大气暴露试验方法GB/T14155—2008整门软重物体撞击试验GB/T22632—2008门扇抗硬物撞击性能检测方法GB/T16422.2—1999塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯JG/T192—2006建筑门窗反复启闭性能检测方法ISO179-1:2000
3术语和定义
塑料—简支梁冲击强度的测定
下列术语和定义适用于本标准。3.1
restricted openingdevice
开启限位器
限制窗扇开启度的装置。
naturalweathering
自然气候老化
材料安装在固定角度或随季节变化角度的试验架上在自然环境中的长期暴露。3.3
门窗反复启闭性能repeatedopeningandclosingperformanceofwindowsanddoors门窗在多次开启和关闭作用下，保持正常使用功能的能力，以不发生影响正常使用的变形、故障和损坏的反复启闭次数表示。
4窗的力学性能试验方法
4.1试验项目及进行顺序
各类塑料窗的力学性能试验项目见表1；试验项目的进行顺序应按照锁紧器（执手）开关力、窗的开关力、悬端吊重、翘曲或弯曲、扭曲、对角线变形、撑挡、开启限位器、反复起闭性能、大力关闭依次进行。1
GB/T11793—2008
检测项目
锁紧器
(执手）
开关力
开关力
悬端吊重
翘曲或弯
曲变形
对角线变形
开启限位器
反复启闭
大力关闭
焊接角
破坏力
平开窗
垂直轴
表1各类塑料窗的力学性能试验项目悬转窗
平开窗
上悬窗
注：表中符号“”表示需要检测的项目，符号“4.2试验装置
塑料窗的力学性能试验装置如下，下悬窗
中悬窗
”表示不需检测的项目。
立转窗
推拉窗
推拉窗
推拉窗
窗试件的固定装置：能保证窗体竖直、稳定地被固定，不会因为试样上施加外力而发生任何方a)
向的位移，并不应妨碍窗扇开关方向的自由度；b)
加力和测力装置：除特殊说明外，加力装置应保证试验负荷能连续无冲击施加在试样上，并能保持设定值，其力值准确度不低于0.5级，满量程不应超过1000N，测力装置示值精度为1N;
测量位移（变形）的装置，包括位移测定器及使其定位的装置：位移测量过程中测量装置本身不会发生任何方向的位移，测量装置不应对试样施加影响试验结果的外力，测量精度不低于0.1mm，并具有试验数据实时记录功能；窗的反复启闭性能试验装置：应满足JG/T192一2006中第五章的规定：d)
焊接角破坏力测定装置：力值测量精度为士1%，测量范围为0kN～20kN，能保证试验负荷能以50mm/min士5mm/min的速度平稳、连续、无冲击地施加到试样上并能显示记录试样破坏前（含破坏时）的能承受的最大应力，应具有防止试样破碎飞溅伤人的保护装置。4.3试样
4.3.1试样的工艺及规格要求
如无特殊说明，不应附加多余的零配件，或采用特殊的组装工艺；试样的规格型号和镶嵌方式应符2
合有关的标准或设计要求。
4.3.2试样制备
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试样采用3橙相同规格、型号的成品塑料窗；焊接角应从未进行镶嵌工艺的半成品窗框、扇的焊接件上用机加工的方式取得相同规格、型号的5个试件。4.3.3状态调节
试样应放置在18℃～28℃间进行状态调节至少24h后，然后再进行各项性能试验。4.4试验项目
4.4.1锁紧器（执手）开关力试验4.4.1.1原理
测量实际使用条件下，锁紧器或执手的开启力值。4.4.1.2试验步骤
在锁紧器的手柄上，距其转动轴心100mm处，挂一个量程为0N～150N的测力弹簧秤，沿垂直手柄的运动方向以顺或者逆时针方向加力，直到手柄移动使门扇松开或者紧闭，记录测量过程中所显示的最大力值，取3试样中试验数值的最大值，作为锁紧器（执手）的开力或关力。4.4.2窗的开关力试验
4.4.2.1原理
测量实际使用条件下，移动窗扇的所需要的力值。4.4.2.2试验步骤
打开窗扇的锁闭装置，使用带有最大示值功能、示值精度为1N的弹簧秤，钩住窗的执手处，用手通过弹簧秤拉动窗扇，使其开启或关闭，读取开启或关闭过程弹簧秤显示的最大读数；取3试样中试验数值最大值作为本试验的结果。4.4.3悬端吊重试验
4.4.3.1原理
悬端吊重试验是测定开着的窗户在受到外加垂直荷载作用时的性能。4.4.3.2试验步骤
在开启角度为90°土5°的窗扇自由端的扇框型材中心线上，施加500N的垂直向下负荷，保持5s后立即卸荷，卸荷60s后，记录窗扇自由端扇框型材中心线上测试点的位置初始读数L。，读数精确到0.01mm。进行第二次加荷（500N)，保持60s。记录此时的测试点的读数L，立即卸荷，60s后，记录测量仪器上的读数L2，单位均为mm，检查窗户开关功能是否正常，并记录。4.4.3.3结果和表示
负载变形按式(1)计算、残余变形按式(2)计算：负载变形=L-L。
残余变形=L，—L。
式中：
Lo一测试点的位置初始读数，单位为毫米（mm）；L—第二次加荷60s时，测试点的读数，单位为毫米（mm）；L2一第二次加荷并卸荷60s后测试点的读数，单位为毫米(mm）。4.4.4翘曲或弯曲变形试验
4.4.4.1原理
+.-.-...(2)
翘曲或弯曲变形试验是模拟窗扇的一角被卡住时，强行开窗或人依靠在打开着的窗扇上以及受风力时，窗扇产生变形的情况。
4.4.4.2试验步骤
各类塑料窗的翘曲或弯曲变形试验步骤如下：a），平开窗及悬窗的翘曲变形是将窗扇的锁闭打开，并使窗扇的一角卡住。在窗扇执手处施加3
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300N的负荷，保持5s后卸除，卸除负荷60s后记录执手处测量位移装置上的初始读数L。，精确到0.01mm，再进行第二次加荷（300N），保持60s，记录测量位移装置上的初始读数L，立即卸荷，卸荷60s后，记录测量装置上读数L，单位均为mm。检查窗户开关功能是否正常，试件是否破坏，并记录；
推拉窗的弯曲变形试验时将窗扇处于半开状态，负荷的位置应处于窗扇开启边竖挺的中点，b)
负荷方向垂直于窗平面。施加300N的负荷，保持5s后卸除，卸除负荷60s后记录测量位移装置上的初始读数L，精确到0.01mm，再进行第二次加荷（300N），保持60s，记录测量位移装置上的初始读数Li，立即卸荷，卸荷60s后，记录测量装置上读数L2，单位均为mm。检查窗户开关功能是否正常，试件是否破坏，并记录。4.4.4.3结果和表示
负载变形按式(1)计算、残余变形按式(2)计算。4.4.5扭曲变形试验
4.4.5.1原理
扭曲变形试验是模拟推拉窗在使用过程中，当窗扇突然受阻而强行推拉时，见图1，窗扇框执手处受扭曲变形的情况，见图2。
图1扭曲试验状态图
a）初始状态
b）推窗时的变形情况
c）拉窗时的变形情况
图2扭曲试验时执手处窗扇框的变形情况4.4.5.2试验步骤
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在推拉窗扇框执手处，施加200N与开关方向一致的负荷，加、卸荷步骤及变形记录依照4.4.3.2，测定第二次加荷及卸荷后执手处的负载变形及残余变形，单位为mm，精确到0.01mm。检查并记录窗户开关功能是否正常。对于没有外凸执手的推拉窗可不作扭曲试验。4.4.5.3结果和表示
负载变形按式(1)计算、残余变形按式(2)计算。4.4.6对角线变形试验
4.4.6.1原理
对角线变形试验是测定推拉窗在开关过程中，窗扇受阻时其对角线的变形情况。4.4.6.2试验步骤
试验是在窗扇的一角被卡住的情况下，在窗扇的执手处，施加与推拉方向一致的负荷200N，加、卸荷步骤及变形记录依照4.4.3.2，测定第二次加荷时及卸荷后窗扇对角线的变形，单位为mm，精确到0.1mm。检查窗户开关功能是否正常。4.4.7撑挡试验
4.4.7.1原理
撑挡试验是测定撑挡受力（如阵风吹装窗扇）时的承受能力。4.4.7.2试验步骤
试验时，窗扇处于稳定的开启状态，在执手处施加垂直于执手200N负荷，依照4.4.3.2的规定进行加、卸荷及变形的记录。测定撑挡处在荷载作用下的变形及卸荷后的残余变形，单位为mm，精确到0.01mm。
4.4.7.3结果表示
负载变形按式(1)计算、残余变形按式(2)计算4.4.8开启限位器试验
4.4.8.1原理
开启限位器试验是模拟关闭着的窗扇被阵风吹开时，检验窗扇开启限位器遭受猛然开启力作用的承受能力。
4.4.8.2试验步骤
试验时，窗扇先处于关闭状态，施加10N的开启力将窗扇拉开，限位器则受到10N的负荷以及窗扇惯性冲击。重复该步骤10次，检查并记录试验过程中及试验后窗扇机器限位器的损坏情况。4.4.9窗的反复启闭性能试验
依照JG/T192—2006第9章进行。4.4.10大力关闭试验
4.4.10.1原理
大力关闭试验是模拟开着的窗，当撑挡没有锁紧或因功能失效时，在阵风吹袭下窗扇与框发生猛烈碰撞时的承受能力。
4.4.10.2试验步骤
试验时将窗扇开启45°士5°，松开撑挡，使窗扇在负荷作用下猛力关闭，重复该步骤10次，观察并记录试样有无损坏。试验负荷应通过定滑轮作用在窗扇的执手处，其大小应相当于七级风的作用力的半即为75Pa乘以窗扇的面积。
4.4.11焊接角破坏力试验
4.4.11.1原理
焊接角破坏力试验是为了测定窗扇和窗框的角隅部位的断裂强度。5
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4.4.11.2试验步骤
试样只清理90°角的外缘，试样支撑面的中心长度a为400mm士2mm，支撑部分加工成45角，见图3。
图3焊接角破坏力试验示意图
按照图3所示，将试样的两端放在活动支撑座上，向焊接头或者T型接头处施加压力，直至断裂为止，记录最大力值F。
4.4.11.3结果和表示
根据生产商或者相关单位提供的型材截面图进行焊接角最小破坏力的计算，计算方法见公式（3）：F。=(4Xomn.W)/(a-21/2e)
式中：
焊接角最小破坏力，单位为牛顿（N）；-型材最小破坏应力，设定为35MPa；试样支撑面的中心长度，单位为毫米(mm）；一临界线AA'与中性轴ZZ的距离，单位为毫米（mm），见图4；W一一应力方向的倾倒矩，单位为立方毫米（mm\），计算方法见公式（4）；（3）
（4）
一型材横断面ZZ'轴的惯性矩，T型焊接的试样应使用两面中惯性矩的较小的值，单位为四次方毫米（mm）。
记录每个试样的实测焊接角破坏力F，并计算5个试样的算术平均值F，计算结果与焊接角最小破坏力F。进行比较。
5门的力学性能试验方法
5.1试验项目及进行顺序
图4e值示意图
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各类塑料门的力学性能试验项目见表2；试验项目的进行顺序应按照锁紧器（执手)开关力、门的开关力、悬端吊重、垂直荷载、翘曲或弯曲、扭曲、反复起闭性能、大力关闭依次进行、软物冲击、硬物冲击表2各类塑料门的力学性能试验项目试验项目
锁紧器(执手）
开关力
门的开关力
悬端吊重
垂直荷载
翘曲或弯曲变形bzxZ.net
反复启闭性
大力关闭
软重物体撞击
硬物冲击
焊接角破坏力
平开门
平开下悬门
推拉下悬门
折叠门
注：表中符号“”表示需要检测的项目，符号“一”表示不需检测的项目。5.2试验装置
各类塑料门的力学性能试验装置如下：推拉门
地弹簧门
a）门试件的固定装置、加力和测力装置、测量位移（变形）的装置、反复启闭性能测定装置、焊接角破坏力测定装置同4.2中的要求
垂直荷载试验装置，如图5：
其中百分表精度为0.01mm，荷载为五等码；c
软重物体撞击试验装置应符合GB/T14155一2008中第5章的要求；硬物冲击试验装置应符合GB/T22632一2008中第2章的要求。7
GB/T 11793—2008
1——绳子；
2——础码；
3—试样，
4——试验架；
5——百分表。
5.3试样
试样要求同4.3。
5.4试验项目
图5垂直荷载试验装置图
5.4.1锁紧器（执手)开关力、门的开关力、悬端吊重、翘曲或弯曲变形、扭曲变形、反复启闭性能、大力关闭、焊接角破坏力试验方法同4.4.1、4.4.2、4.4.3、4.4.4、4.4.5、4.4.9、4.4.10、4.4.11。5.4.2垂直荷载试验
5.4.2.1原理
在处于开启状态的门扇项端的拟定位置施加一垂直荷载，以测定在垂直方向的变形量。5.4.2.2试验步骤
将试样牢固的安装在试验架上，门扇应开关、转动正常。门窗开启角度为45°或90°，调整百分表零位，根据具体产品标准的要求，选择负载F，用绳子将码悬挂在门扇开启的两侧，F的作用力距门扇开启边缘为50mm，加荷15min时，记录百分表的数值，为门扇的垂直方向变形量，精确到0.01mm；卸载3min时，记录百分表的数值，为门扇的残余变形量，精确到0.01mm。5.4.2.3结果和表征
取3试样中的试验数据最大值作为试验结果。5.4.3软物冲击试验
试验依照GB/T141552008中第6章要求进行。5.4.4硬物冲击试验
试验依照GB/T22632—2008中第4章要求进行。8
6耐候性试验方法
6.1耐候性试验的种类
GB/T11793—2008
耐候性试验分为人工老化试验、自然气候老化试验以及实际使用条件下的老化试验。一般情况，可以根据具体条件选用前两种方法中的一种，或者同时使用前两种方法进行试验。试验条件的确定可以参考附录A及附录B中的内容。当需要检验实际使用条件下的老化情况时，可选用第三种老化试验方法。
6.2人工老化试验
6.2.1试验装置
人工老化及老化后试验装置如下：a）人工老化试验装置应符合GB/T16422.2—1999中第5章的规定；b）
摆锤冲击试验仪应符合ISO179-1：2000中第5章的规定；c）分光光度计使用CIE标准光源D65（包括镜子反射率），测定条件8/d或d/8（两者都没有滤光器)的分光光度计。
6.2.2试样制备
试样制备方法如下：
a）样品应选用与力学性能试验所用样品一致的塑料窗（门）。试样使用机械加工的方式从成品窗（门）框、扇框接收阳光曝晒的可视面上截取。试样数量应保证能够加工足够的耐候性试验所需的比对试验试样要求。试样宜加工成简支梁冲击试验及颜色变化样品后挂入耐候性试验箱。
简支梁冲击强度试样规格：采用双V型缺口，长度l为50mm士1mm，宽度b为6.0mm士b)
0.2mm，厚度h取型材的原厚，缺口半径为r为0.25mm士0.05mm，缺口剩余宽度b%为3mm士0.1mm，试样数量不少于6个。c）颜色变化试样规格：长×宽：50mm×40mm，数量不少于2个。6.2.3试验步骤
6.2.3.1老化试验
人工老化试验依照GB/T16422.2一1999中A法的规定进行。黑板温度：65℃士3℃，相对湿度：（50士5）%，每次喷水时间：18min士0.5min，两次喷水之间的无水时间：102min士0.5min。曝晒面为可视面，累计接收辐射能量M类为8GJ/m2,S类为12GJ/m2。对照用样品应贮存在GB/T2918中规定的标准实验室环境中。经过老化试验后的样品分别进行简支梁冲击强度试验和颜色变化试验。6.2.3.2老化后的简支梁冲击试验按照ISO179-1规定进行，其中试验跨距（L）为40+c5mm，冲击方向见图6，冲击强度按式（5）计算：
a=hXbn
式中：
aen———冲击强度，单位为千焦耳每平方米(kJ/m2）；E。——一试样断裂时吸收的已校准的能量，单位为焦耳(J)；h试样厚度，单位为毫米(mm)；
b%—试样缺口底部剩余宽度，单位为毫米（mm）；试验结果以一组数据的算术平均值表示，a。（5）
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