論陶瓷地磚耐磨性的相關標準、技術要求與試驗方法

曹陽 胡俊

摘 要：耐磨性是陶瓷地磚的一項重要性能指標，本文通過介紹陶瓷地磚的相關標準、技術要求和試驗方法，為陶瓷企業檢測和分級陶瓷地磚耐磨性等級提供參考。

關鍵詞：陶瓷地磚；耐磨性；有釉磚；無釉磚；標準

1 前言

陶瓷地磚具有裝飾效果好、使用壽命長、價格合理、尺寸準確、鋪貼便捷等優點，在家裝和工程裝修中獲得了廣泛的應用。耐磨性是陶瓷地磚的一項重要性能指標。如果耐磨性不好，陶瓷磚在使用中表面容易出現劃痕、磨損，影響裝飾效果。陶瓷墻地磚按照施釉情況可分為有釉磚和無釉磚，有釉磚和無釉磚的檢測原理、試驗方法以及性能要求是不同的。本文通過介紹陶瓷地磚的相關標準、技術要求與試驗方法，為陶瓷地磚的生產、檢測和分級提供參考。

2 陶瓷地磚對耐磨性的技術要求

根據國家GB/T 4100-2006《陶瓷磚》的標準[1]，陶瓷磚按照成形方法可分為擠壓成形陶瓷磚、干壓成形陶瓷磚，以及其他方法成形陶瓷磚，目前市場上常用干壓陶瓷磚成形方法。GB/T 4100-2006僅包括擠壓成形陶瓷磚和干壓成形陶瓷磚，其他方法成形陶瓷磚則是通過其他標準來規范，如：JC/T 994-2006《微晶玻璃陶瓷復合板》[2]。常見的陶瓷磚產品的耐磨性技術要求如表1所示[3-6]。

3 無釉磚的耐磨性試驗方法

3.1 原理

無釉磚的耐磨性試驗方法的標準為GB/T3810.6-2006《陶瓷磚試驗方法 第6部分 無釉磚耐磨深度的測定》[7]，其原理是：在規定條件和有磨料的情況下，通過摩擦鋼輪在磚的正面旋轉產生磨坑，由所測磨坑的長度測定無釉磚的耐磨性。

3.2 儀器設備

（1） 耐磨試驗機，如圖1所示。主要包括一個摩擦鋼輪，一個帶有磨料給料裝置的貯料斗，一個試樣夾具和一個平衡錘。摩擦鋼輪是用符合ISO 630-1的E235A （Fe360A號鋼）制造的，直徑為200mm±0.2mm、邊緣厚度為10mm±0.1mm、轉速為75r/min。

（2） 測量精度為0.1mm的量具。

（3） 磨料。符合ISO 8684-1中規定的粒度為F80的剛玉磨料，磨料不能重復使用。

3.3 試樣制備

采用整磚或合適尺寸的試樣做試驗，試樣數量至少為5塊。如果是小試樣，試驗前，要將小試樣用粘結劑粘在一塊較大的模板上。試樣應干凈、干燥。

3.4 試驗步驟

將試樣夾入夾具，樣品與摩擦鋼輪成正切，保證磨料均勻地進入研磨區。磨料給入速度為（100±10）g/100r。摩擦鋼輪轉150轉后，從夾具上取出試樣，測量磨坑的弦長（L），精確到0.5mm。每塊試樣應在其正面至少兩處成正交的位置進行試驗，如果磚面為凹凸浮雕時，對耐磨性的測定就有影響，可將凸出部分磨平，但所得結果與類似磚的測量結果不同。

3.5 試驗結果

根據試樣磨坑弦長，計算磨坑體積，計算并報告5塊試樣（每塊試樣有兩條正切的磨坑，共10條磨坑）的平均磨坑體積。為了便于結果表示，GB/T3810.6-2006給出了L和V的對應值表，如表2所示。

3.6 注意事項

（1） 磨料不能重復使用；

（2） 要定時清理使用后的磨料，防止樣品支撐架不被堆積的磨料阻塞，保障平衡錘的作用力得到有效傳遞；

（3） 需要定期進行壓力調校；

（4） 當摩擦鋼輪損耗達到最初直徑的0.5%時，必須更換磨輪。

4 有釉磚的耐磨性試驗方法

4.1 原理

有釉磚的耐磨性試驗方法標準為GB/T 3810.7-2006《陶瓷磚試驗方法第7部分有釉磚表面耐磨性的測定》[8]，其原理是：通過釉面上放置一定顆粒級配的研磨鋼球、研磨介質（80號剛玉）和定量的去離子水或蒸餾水，按照試驗方法旋轉，對已磨損的試樣與未磨損的試樣進行觀察對比，評價陶瓷磚耐磨性的方法。

4.2 儀器設備

（1） 耐磨試驗機

耐磨試驗機由內裝電機驅動水平支承盤的鋼殼組成，試樣最小尺寸為100mm×100mm。支承盤中心與每個試樣中心距離為195mm。相鄰兩個試樣夾具的間距相等，支承盤以300r/min的轉速運轉，隨之產生22.5mm的偏心距（e）。因此，每塊試樣做直徑為45mm的圓周運動，試樣由帶橡膠密封的金屬夾具固定。夾具的內徑是83mm、試驗面積約為54cm2、橡膠的厚度是9mm、夾具內空間高度為25.5mm。試驗機達到預調轉數后，自動停機。支承試樣的夾具在工作時用蓋子蓋上，與該試驗機試驗結果相同的其他設備也可使用。

（2） 目視評價用裝置

箱內用色溫為6000～6500K的熒光燈垂直置于觀察磚的表面上，照度約為300lx，箱體尺寸為61mm×61 mm，箱內刷有自然灰色，觀察時應避免光源直接照射，如圖2所示。

4.3 試樣制備

試樣應具有代表性，對于不同顏色或表面有裝飾效果的陶瓷磚，取樣時應注意能包括所有特色的部分。試樣的尺寸一般為100mm×100mm，使用較小尺寸的試樣時，要先把它們粘緊固定在一適合的支承材料上，窄小接縫的邊界影響可忽略不計。試驗要求用11塊試樣，其中8塊試樣經試驗供目視評價用。每個研磨階段要求取下一塊試樣，然后用3塊試樣與已磨損的樣品作對比，觀察可見磨損痕跡。樣品釉面應清洗，并干燥。

4.4 試驗步驟

將試樣釉面朝上夾緊在金屬夾具下，從夾具上方的加料孔中加入研磨介質，蓋上蓋子防止研磨介質損失，試樣的預調轉數為100轉、150轉、600轉、750轉、1500轉、2100轉、6000轉和12000轉，達到預調轉數后，取下試樣，在流動水下沖洗，并在110℃±5℃的烘箱內烘干。如果試樣被鐵銹污染，可用體積分數為10%的鹽酸擦洗，然后立即用流動水沖洗、干燥。將試樣放入觀察箱中，用一塊已磨試樣，周圍放置三塊同型號未磨試樣，在300lx照度下，距離2m、高1.65m，用眼睛觀察對比未磨和經過研磨后的磚釉面的差別。

當磨損在較高一級轉數和低一級轉數的附近時，需要重復試驗檢查結果，如果結果不同，取兩個級別中較低一級作為結果進行分級。已通過12000轉數級的陶瓷磚，根據GB/T 3810.14-2006《陶瓷磚試驗方法 第14部分耐污染性的測定》[9]的規定做耐污染試驗。試驗完畢，鋼球用流動水沖洗，再用含甲醇的酒精清洗，然后徹底干燥，以防生銹。

4.5 分級

有釉陶瓷磚耐磨性的分級見表3。

由表3可知，試樣共分為5級。陶瓷磚也要通過GB/T 3810.14做磨損釉面的耐污染試驗，但對此標準進行如下修正。

（1） 只用一塊磨損磚（>12000轉），仔細區別，確保污染的分級準確。

（2） 如果沒有按A、B和C步驟進行清洗，必須按GB/T 3810.14中規定的D步驟進行清洗。

如果試樣在12000轉數下未見磨損痕跡，但按GB/T 3810.14中列出的任何一種方法（A、B、C或D），污染都不能擦掉，耐磨性定為4級。

4.6 注意事項

首先，為了防止耐磨試驗后的釉面被鐵銹污染，可用體積濃度為10%的鹽酸擦洗，然后立即用流動水沖洗、干燥；其次，需要注意不同的轉數研磨后磚釉面的差別，為降低目測誤差的影響，至少需要三種觀察意見（即目視觀察由3人以上的觀察員進行）；再次，目視時，當磨損在較高一級轉數和低一級轉數的附近時，重復試驗檢查結果，如果結果不同，取兩個級別中較低一級作為結果進行分級；最后，試驗完畢，鋼球用流動水沖洗，再用含甲醇的酒精清洗，然后徹底干燥，以防生銹。

實踐表明，有釉磚的表面耐磨性還與釉面顏色有關。相同材質、工藝的有釉陶瓷磚，淺色磚的釉面磨痕比深色磚的釉面磨痕更難目測識別，表面耐磨性可能更高。

參考文獻

[1] GB/T 4100-2006《陶瓷磚》[s].

[2] JC/T 994-2006《微晶玻璃陶瓷復合板》[s].

[3] GBT 23266-2009 《陶瓷板》[s].

[4] GB/T 12988-2009《無機地面材料耐磨性能試驗方法》[s].

[5] JC/T 945-2005 《透水磚》[s].

[6] GB/T 23458-2009 《廣場用陶瓷磚》[s].

[7] GB/T3810.6-2006《陶瓷磚試驗方法 第6部分 無釉磚耐磨深

度的測定》[s].

[8] GB/T 3810.7-2006《陶瓷磚試驗方法 第7部分 有釉磚表面耐

磨性的測定》[s].

[9] GB/T 3810.14-2006《陶瓷磚試驗方法 第14部分耐污染性的

測定》[s].