陶瓷地磚防滑性能試驗方法的對比研究

時志洋赫 赫顏偉國胡曉珍

(1上海建科檢驗有限公司 上海 201108) (2國家建筑材料質量監督檢驗中心 上海 200032)

陶瓷地磚防滑性能試驗方法的對比研究

時志洋1赫 赫1顏偉國2胡曉珍2

(1上海建科檢驗有限公司 上海 201108) (2國家建筑材料質量監督檢驗中心 上海 200032)

陶瓷地磚防滑性能的研究是地面環境安全的重要內容。通過分析2種不同試驗方法(GB/T 4100—2006附錄M以及BS 7976—2002)的異同點,并對3種陶瓷地磚進行測試,探索不同類型(有釉磚、無釉拋光磚、無釉非拋光磚),不同狀態(干態、濕態)下的摩擦系數的變化規律,得出的結果為有效評估陶瓷地磚防滑性能提供依據。

陶瓷地磚 防滑性能 摩擦系數

防滑(Slip resistance)簡單的定義是一種材料在特殊環境下克服滑倒問題的性能,以影響因素多、傷害大、發生概率高為主要特點,已經成為工作場所和公共場所安全危害的頭號問題。在我國2005年因濕滑摔傷事件在案506.5萬起,賠款高達2.8億元以上,僅次于占第一位的機動車造成的傷害事故。英國衛生與安全委員會統計,僅2005年發生的工作場所地面滑倒和絆倒重大傷害約有10 000件。北美每天大約有2.7萬件因路滑摔倒而導致的人身意外傷害,有50%以上的案例均發生在公共場所[1]。

筆者分析了目前國內外陶瓷地磚防滑性能的2種主要測試方法,對試驗原理及設備、試驗過程和試驗結果進行對比,并針對不同類型陶瓷地磚防滑性能的進行測試,分析數據的變化規律,為有效評估陶瓷地磚的防滑性能提供依據。

1 試驗方法異同點分析

BS 7976—2002(以下BS標準)和GB/T 4100—2006附錄M(GB標準)均可測定陶瓷地磚的防滑性能,二者相比有一些相同點,但也存在較大差異。下面筆者從3個方面(試驗原理設備、試驗過程和試驗結果)論述2種測試方法的異同點。

1.1 試驗原理及設備對比

GB/T 4100—2006附錄M對陶瓷地磚摩擦系數方法有明確規定。該附錄規定了有釉陶瓷地磚和無釉陶瓷地磚表面的靜摩擦系數測定方法。測試方法在一塊尺寸為75mm×75mm×3mm的4S橡膠塊粘在尺寸為200mm×200mm×20mm的膠合板上組成的滑塊組件。通過拉力計使滑塊組件與被測陶瓷地磚水平表面產生相對運動趨勢,測出在干態和濕態的條件下陶瓷地磚的靜摩擦系數值[2]。

BS 7976—2002“使用擺錘試驗儀測定抗滑性”。測試儀器為擺錘式摩擦試驗儀,包括嵌在擺動臂端部的用標準橡膠做成的彈性加載滑塊[3]。當擺錘擺動起來,在滑塊與樣品表面之間產生的摩擦力以及滑過的面積就使擺錘能量衰減,通過標定刻度測定擺動的長度縮減。通過使用76mm×31.8mm的橡膠滑塊劃過126mm×76mm的區域后,可用指針在刻度盤的讀數來表示,本測試采用標準中的C刻度[4～5]。

1.2 試驗過程對比

圖3 橡膠滑塊彈性改變的溫度修正

1)根據材料使用環境兩種試驗方法均規定了兩種試驗狀態。第一種干態法:兩種方法均為洗凈并烘干試樣測試表面。第二種濕態法:二者均要求測試表面完全潤濕。但GB標準要求用蒸餾水潤濕樣品表面即可,BS標準要求先將樣品在(20±5)℃的水中浸泡至少2 h,在測試前用去離子水潤濕測試樣品表面和滑塊。

2)BS標準規定每個樣品選擇6塊,在干態和濕態情況下,在樣品相反方向分別測試5次,以5次的平均值作為測試值,并規定同一方向5個連續讀數(在C刻度上)的差異不能超過3個單位。GB標準規定每個樣品選擇3塊,在干態和濕態情況下,分別測試4次。每次拉動的方向與上次拉動方向相差90°,以平均值來表示測試值。

3)GB標準采用摩擦系數校正值來確保測試的一致性。在測試樣品前進行摩擦系數校正值計算,校正值應在0.75±0.05范圍內,如果前后的校正值相差超過±0.05,則整個試驗應該重做。BS標準提出地面測量的溫度修正值(如圖3所示),主要是針對橡膠滑塊在不同溫度下的彈性性能的改變,對防滑性能測試結果的影響。

1.3 試驗結果及討論

1.3.1 試驗結果

通過對3種陶瓷地磚(有釉磚、無釉拋光磚、無釉非拋光磚)按照兩種試驗方法(BS標準和GB標準)進行測試。測試結果見表1。

1)由表1、圖4、圖5可知,BS標準中干態法釉面磚防滑值最高,無釉非拋光磚次之,無釉拋光磚最低;濕態法中無釉非拋光磚防滑值最高,釉面磚次之,無釉拋光磚最低。同時干態防滑值均高于濕態防滑值。

2)由表1、圖6、圖7可知,GB標準中干態法中釉面磚摩擦系數最高,無釉非拋光磚次之,無釉拋光磚最低;濕態法中無釉拋光磚摩擦系數最高,無釉非拋光磚和釉面磚大致相同。同時無釉拋光磚的濕摩擦系數略高于干摩擦系數。

表1 陶瓷地磚摩擦系數及防滑值列表

3)由表1可知,由BS標準與GB標準測量的陶瓷地磚干態防滑性能,變化趨勢相同,即釉面磚>無釉非拋光磚>無釉拋光磚;由兩種方法測量的陶瓷地磚濕態防滑性能無相應規律。

圖7 GB標準陶瓷地磚濕態防滑性能

1.3.2 試驗結果討論

通過對上述試驗結果的分析,得出以下結論:

1)BS標準中產品干態防滑值明顯大于濕態防滑值,與理論情況相符,能夠較好地表征陶瓷地磚的防滑性能。

2)GB標準中無釉拋光磚的濕態摩擦系數略大于干態摩擦系數,與理論情況不符。主要原因是,由于滑塊組件上的橡膠板與陶瓷地磚表面之間在重塊的作用下產生真空吸附力,因而不能準確反映陶瓷地磚靜摩擦系數的真實數據。

3)BS標準與GB標準在干法測試情況下,數據具有一致性,但在濕法測試情況下,對于GB標準由于真空吸附力的原因造成無釉拋光磚測試數據有偏差,建議對橡膠滑塊進行預處理,以便減少真空吸附力對試驗數據的影響。

2 結語

通過對比國內外兩種主要的防滑測試方法,得到以下結論:

1)GB/T4100—2006附錄M規定了我國陶瓷磚摩擦系數的測定方法,在干態情況下與理論相符,且與BS標準的測試數據保持一致,說明我國防滑標準方法具有一定的先進性;采用摩擦系數校正值保證測試的一致性,確保了數據的穩定。

2)BS標準通過能量損耗的方式來評定陶瓷地磚的防滑性能,干態與濕態均與理論情況相符,能夠得到陶瓷磚防滑性能的有效數據;同時采用溫度修正,避免了數據產生誤差。

3)我國陶瓷地磚的防滑性能測試方法比較完善,應針對材料的不同表面特征,引入相應的測試方法,彌補我國防滑檢測方法領域的不足。

1 陳國本.國外目前常用地面防滑性能的測試方法和儀器.石材,2006(10):2～3

2 劉幼紅,王博,等.摩擦系數的測定.陶瓷磚,2006(2):41～43

3 Pendulum testers.British Standards Institution,2002,20(8):5～8

4 Assessing the slip resistanceof flooring.Health and Safety Executive,2007,3(9):2

5 John Carpenter,Deborah Lazarus,clare Perkins.Safer surfaces to walk on reducing the risk of slipping.Health and Safety Executive, 2006:33～35

Comparison Analysis of the Test Methods About Anti-slipping on Ceram ic Tiles

Shi Zhiyang1,He He1,Yan Weiguo2,Hu Xiaozhen2(1 Shanghai Jianke Technical Assessmentof Construction Co.,Ltd,Shanghai,201108) (2 China National Inspection&Testing Center for Building&Engineering Materials,Shanghai,200032)

Slip resistanceof ceramic tiles isan importantpartof Ground Environmental Security.By analyzing the two different testmethods (GB/T 4100—2006 Appendix M and BS 7976—2002)similaritiesand differences,and exploring the variation of the coefficientof friction with different types(with glazed tiles,unglazed polished tiles and unglazed non-polished tiles),different conditions(dry andwet),the result can provide evidence for the performance evaluation.

Ceramic tiles;Slip resistance;Coefficient of friction