DIN EN 15802-2010 Conservation of cultural property - Test methods - Determination of static contact angle German version EN 15802 2009《文化遗产保护 试验方法 静态接触角的测定》.pdf

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1、April 2010DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 97.195!$Xmw“1537484www.din.deDDIN EN 15802Erhaltun

2、g des kulturellen Erbes Prfverfahren Bestimmung des statischen Kontaktwinkels;Deutsche Fassung EN 15802:2009Conservation of cultural property Test methods Determination of static contact angle;German version EN 15802:2009Conservation des biens culturels Mthodes dessai Dtermination de langle de conta

3、ct statique;Version allemande EN 15802:2009Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 14 SeitenDIN EN 15802:2010-04 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 15802:2009) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 346 Erhaltung des kulturellen Erbes“ erarbeitet,

4、dessen Sekretariat vom UNI (Italien) gehalten wird. Der fr die deutsche Mitarbeit zustndige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. ist der als Spiegelausschuss zum CEN/TC 346 eingesetzte Arbeitsausschuss NA 005-01-36 AA Erhaltung des kulturellen Erbes“ des Normenausschusses Bauw

5、esen (NABau). EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 15802 Dezember 2009 ICS 97.195 Deutsche Fassung Erhaltung des kulturellen Erbes Prfverfahren Bestimmungung des statischen Kontaktwinkels Conservation of cultural property Test methods Determination of static contact angle Conservatio

6、n des biens culturels Mthodes dessai Dtermination de langle de contact statique Diese Europische Norm wurde vom CEN am 7. November 2009 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Nor

7、m ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiz

8、iellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mi

9、tglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei

10、, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2009 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welch

11、er Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN 15802:2009 DEN 15802:2009 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen5 3 Begriffe .5 4 Kurzbeschreibung .5 5 Symbole und Abkrzungen 6 6 Prfeinricht

12、ung 6 7 Vorbereitung der Probekrper .7 7.1 Anzahl und Mae der Probekrper 7 7.2 Vorkonditionierung der Probekrper.7 8 Durchfhrung.8 9 Auswertung 8 9.1 Berechnung des statischen Kontaktwinkels 8 10 Prfbericht8 Anhang A (informativ) Physikalische Bedeutung des statischen Kontaktwinkels 10 Literaturhinw

13、eise 12 DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (EN 15802:2009) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 346 Erhaltung des kulturellen Erbes“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom UNI gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durc

14、h Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Juni 2010, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mssen bis Juni 2010 zurckgezogen werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nic

15、ht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Fr

16、ankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 4

17、 Einleitung Dieses Prfverfahren kann angewendet werden, sofern es entsprechend dem ethischen Kodex der Erhal-tungspraxis nicht den Wert kulturellen Erbes verndert. DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 5 1 Anwendungsbereich Diese Europische Norm legt ein Prfverfahren zur Messung des statischen Kont

18、aktwinkels eines Wasser-tropfens auf porsen anorganischen Materialien fest, die an kulturellem Erbe Verwendung finden. Das Verfahren darf auf entweder unbehandelte oder behandelte oder durch Alterung beanspruchte porse anorga-nische Materialien angewendet werden. 2 Normative Verweisungen Die folgend

19、en zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). prEN 15898:2009, Erhaltung des kultu

20、rellen Erbes Allgemeine Begriffe zur Erhaltung des kulturellen Erbes 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach prEN 15898:2009 und die folgenden Begriffe. 3.1 porse anorganische Materialien Natursteine, wie z. B. Sandstein, Kalkstein, Marmor, ebenso wie knstliche Material

21、ien wie z. B. Mrtel, Putz, Ziegelstein und andere 3.2 statischer Kontaktwinkel Winkel , in Grad, gebildet von der Oberflche des Probekrpers und der Tangente zu dem Wassertropfen am Kontaktpunkt, wie in Bild 1 gezeigt Legende d Durchmesser der Kontaktflche, in mm h Hhe, in mm statischer Kontaktwinkel

22、, in Grad Bild 1 Statischer Kontaktwinkel zum Zeitpunkt t 4 Kurzbeschreibung Bestimmung des statischen Kontaktwinkels zwischen einem Wassertropfen und der Prfoberflche des Probekrpers. DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 6 5 Symbole und Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folg

23、enden Symbole und Abkrzungen: d Durchmesser der Kontaktflche, in mm; h Hhe, in mm; statischer Kontaktwinkel, in Grad. 6 Prfeinrichtung 6.1 Die Prfeinrichtung fr die Messung des statischen Kontaktwinkels besteht aus: i) einer Lichtquelle (1), die nicht die Temperatur des Tropfen-/Probekrpersystems be

24、einflusst; ii) einem ebenen Probenhalter; iii) einem System zur Tropfenabgabe, blicherweise bestehend aus einer graduierten Mikropipette (3) mit einem flachen Nadelkopf, der ber der Probekrperoberflche und lotrecht zu dieser angebracht und geeignet ist, reproduzierbare Tropfen abzugeben; iv) einem o

25、ptischen System (4), das das Bild des abgegebenen Wassertropfens auf einen Bildschirm (5) projiziert, auf dem die Hhe des Wassertropfens und der Durchmesser der Kontaktflche mit einem Mastab (6) markiert werden knnen. Dieser Teil des Messgertes kann aus einer Kamera (4) bestehen, die zum bertragen d

26、es Bildes auf einen Bildschirm (5) geeignet ist, auf dem die Parameter manuell oder automatisch gemessen werden knnen. Das Messprinzip der meisten erhltlichen handelsblichen Gerte ist in Bild 2 dargestellt. Legende 1 Lichtquelle 2 Probenhalter 3 graduierte Mikropipette 4 optisches System 5 Bildschir

27、m 6 Mastab Bild 2 Dieses Bild zeigt eine Schematische Darstellung eines Messsystems DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 7 6.2 Schleifpapier mit einer Korngre von 82 m (entsprechend der Krnungsnummer P180 nach der FEPA1)-Klassifikation). 6.3 Eine weiche Borste. 6.4 Ein mit Trocknungsmitteln wie an

28、zeigendem Silikagel oder anderen Trocknungsmitteln gefllter Exsikkator. 6.5 Eine belftete Wrmekammer, die eine Temperatur von (60 2) C aufrechterhalten kann. 6.6 Eine Analysenwaage mit einer Fehlergrenze von 0,1 mg bei Proben kleiner als 200 g und einer Fehler-grenze von 1 mg bei Proben grer als 200

29、 g. 6.7 Eine Zeitmessuhr mit einer Fehlergrenze von 1 s. 6.8 Entionisiertes oder destilliertes Wasser (mit einer maximalen Leitfhigkeit von 6 S). 7 Vorbereitung der Probekrper 7.1 Anzahl und Mae der Probekrper Die Form und die Mae der Probekrper mssen mit den Anforderungen der gewhlten Prfeinrichtun

30、g ber-einstimmen (blicherweise 10 mm bis 20 mm der Dicke). Die Prfflche muss eben sein. Probekrper, die keine parallelen Oberflchen haben, knnen nur mit darauf einstellbaren Gerten geprft werden. Die Anzahl und Mae der Probekrper sind abhngig von der Heterogenitt des Materials. Jede Reihe muss aus m

31、indestens 3 Probekrpern bestehen. Alle Mae mssen eine Grenzabweichung von 0,5 mm auf-weisen. 7.2 Vorkonditionierung der Probekrper Die fr die Bestimmung des statischen Kontaktwinkels gewhlte Oberflche muss eben sein und feucht oder trocken mit Sandpapier poliert (6.2). Nach dem Polieren mssen die Pr

32、obekrper mit Wasser gewaschen werden, sanft mit einen weichen Brste gebrstet werden und 30 min in deionisiertes Wasser eingetaucht werden. Bei wasserempfindlichen Materialien, wie z. B. gipshaltigen Materialien, drfen nur Trockenpolieren und Druckluft verwendet werden. Nach dem Gltten und Waschen so

33、llte die Oberflche nicht mit den Hnden berhrt werden. Das vorherige Verfahren trifft nicht notwendigerweise auf behandelte Probekrper oder auf von unge-schtzten Oberflchen entnommene Probekrper zu. Die Probekrper mssen bis zur Massenkonstanz in einer belfteten Wrmekammer bei einer Temperatur von (60

34、 2) C getrocknet und bis zum Prfbeginn in einem Exsikkator aufbewahrt werden. Bei temperatur-empfindlichen Werkstoffen ist die Vorkonditionierung bis zum Erreichen der Massenkonstanz in einem mit Trocknungsmittel gefllten Exsikkator oder einer belfteten Wrmekammer bei einer Temperatur von (40 2) C d

35、urchzufhren. Massenkonstanz ist erreicht, wenn die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wgungen in einem Zeitabstand von 24 h nicht grer als 0,1 % der Masse des Probekrpers ist. 1) FEPA Fdration Europenne des Fabricant des Produits Abrasifs (Europischer Verband der Schleifmittel-hersteller).

36、 DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 8 8 Durchfhrung Die Mikropipette ist mit entionisiertem/destilliertem Wasser zu fllen, wobei darauf zu achten ist, dass die Nadel auen und innen sauber ist, um Luftblasen oder eine Verformung des Tropfens zu verhindern. Der Probekrper ist so an einem Probenhal

37、ter befestigt, dass die Prfflche waagerecht ist. Ein Tropfen mit einem Volumen im Bereich zwischen 5 l und 10 l ist zu bilden. Der Tropfen ist durch langsames Absenken der Spritze abzusetzen, indem dafr gesorgt wird, dass er sich ablst. Die Messung von d, h und (siehe Bild 1) muss 10 s nach dem Abse

38、tzen des Tropfens erfolgen. Bei makroskopisch asymme-trischen Tropfen mssen die Messungen wiederholt werden. Verliert der Tropfen innerhalb der ersten 10 s mindestens 50 % seines Volumens, ist keine Messung mglich; dies ist im Prfbericht anzugeben. Bei jedem reprsentativen Probekrper, bei dem Werkst

39、off und Behandlung gleich sind, muss die Anzahl der Messungen mindestens 15 betragen, einschlielich Fllen schneller Absorption. Die Tropfen mssen mit einem Abstand von mindestens 3 mm zueinander abgesetzt werden, um berlagerung zu vermeiden. 9 Auswertung 9.1 Berechnung des statischen Kontaktwinkels

40、Unter der Annahme eines kugelfrmigen Tropfens wird der Kontaktwinkel nach der folgenden Gleichung berechnet: dharctg22= Dabei ist d ist der Durchmesser der Kontaktoberflche, in mm; h ist die Hhe, in mm; ist der statische Kontaktwinkel, in Grad. Falls ein anderer Algorithmus oder ein anderes Verfahre

41、n angewendet wird, muss dies im Prfbericht angegeben werden. 10 Prfbericht Der Prfbericht muss die folgenden Angaben enthalten: a) Verweis auf diese Europische Norm; b) Name und Adresse des Prflabors, in dem die Prfung durchgefhrt wurde; c) Prfdatum (JJJJ-MM-TT); d) Art, Bezeichnung, Herkunft, Besch

42、reibung des porsen anorganischen Materials einschlielich der chemischen, petrographischen, mineralogischen und physikalischen Eigenschaften (sofern verfgbar), in bereinstimmung mit bestehenden Normen; e) Anzahl, Form, Ausmae und Ausrichtung einer vorhandenen Anisotropie, sofern zutreffend; DIN EN 15

43、802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 9 f) Beschreibung der Vorkonditionierung; g) Beschreibung der Prfflche der Probekrper, Datum der Vorbereitung der Probekrper, Art und Datum der angewendeten Behandlung, falls zutreffend; h) Art des Gertes; i) Art der Mikropipette (Material und Volumen des Mikrotropfens)

44、; j) Durchfhrung der Messung, sofern von der in Abschnitt 8 beschriebenen abweichend; k) Anzahl der Messungen fr jede Probe; l) Kontaktwinkel der einzelnen Messungen; m) Mittelwert der von einem Probekrper erhaltenen Messungen und das Mittel der Serie von Probekrpern; n) Standardabweichung; o) Anzah

45、l der Ereignisse, wie z. B. Absorption des Tropfens, fr die keine genaue Messung des Tropfens mglich war; p) alle Abweichungen von dieser Europischen Norm und deren Begrndung; q) alle zustzlichen Bemerkungen. DIN EN 15802:2010-04 EN 15802:2009 (D) 10 Anhang A (informativ) Physikalische Bedeutung des

46、 statischen Kontaktwinkels Der Kontaktwinkel der Flssigkeit auf einer Oberflche ist sehr gebruchlich, um die Eigenschaften der Benetzung und Haftfhigkeit des Festkrpers durch die Berechnung seiner Oberflchenspannung zwischen Festkrper und der Gasphase vorherzusagen. Die Definition beruht entsprechen

47、d der Youngschen Gleichung auf dem Gleichgewichtszustand eines Tropfens auf einer idealen (d. h. ebenen, waagerechten, glatten, homogenen, isotropen und starren) Ober-flche: SV= SL+ LVcos Dabei ist SVdie Grenzflchenspannung zwischen Festkrper und Gas; SLdie Grenzflchenspannung zwischen Festkrper und

48、 Flssigkeit; LVdie Grenzflchenspannung der Flssigkeit. Bei der Betrachtung des Querschnitts eines Tropfens auf einem Festkrper ist der eingeschlossene Winkel zwischen der Richtung von SLund der Richtung von LV, der die uere Oberflche des Tropfens berhrt, mit einem Scheitelpunkt in dem dreiphasigen Flssigkeit-Festkrper-Gas-Schnittpunkt. Bei der Betrachtung des Querschnitts eines Tropfens auf einem Festkrper ist der eingeschlossene Winkel zwischen dem Vektor SLund dem Vektor LV, tangential zur ueren Oberflche des Tropfens mit Scheitelpunkt im Schnittpunkt des Dreiphasensy