我國(guó)合成材料面層產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)物理性能的對(duì)比與分析

孫仕超 王強(qiáng)強(qiáng) 吳佳俐 李萍 張勇宏

（1中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)第一檢驗(yàn)認(rèn)證院，北京 100024；2北京市政路橋銳誠(chéng)科技有限公司，北京 100071）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)對(duì)教育事業(yè)的投資不斷加大，合成材料面層場(chǎng)地（包括田徑場(chǎng)地、球類場(chǎng)地及室內(nèi)體育館的場(chǎng)地地面）會(huì)有更大的發(fā)展空間。打造經(jīng)久耐用、質(zhì)量?jī)?yōu)良的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地關(guān)鍵在于嚴(yán)格執(zhí)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。眾多標(biāo)委會(huì)相繼發(fā)布了運(yùn)動(dòng)材料面層的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。本文羅列了一系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)介紹這些標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系與區(qū)別，可以幫助生產(chǎn)廠家在研發(fā)產(chǎn)品及鋪設(shè)過(guò)程中選擇合適的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)作為檢測(cè)依據(jù)，也可以幫助相關(guān)方在委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)時(shí)選擇更合適的標(biāo)準(zhǔn)。

1 運(yùn)動(dòng)材料面層產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、規(guī)格、質(zhì)量和檢驗(yàn)方法做出的技術(shù)規(guī)定，是在特定時(shí)期和規(guī)定范圍內(nèi)有一定約束力的產(chǎn)品技術(shù)準(zhǔn)則，是質(zhì)量檢驗(yàn)、場(chǎng)地驗(yàn)收、使用維護(hù)和洽談貿(mào)易的技術(shù)依據(jù)。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的選擇與使用關(guān)系到企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量以及成本控制的有效方法。

運(yùn)動(dòng)材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定工作始于上世紀(jì)末。由于亞運(yùn)會(huì)的影響，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)材料市場(chǎng)初具規(guī)模，但依賴進(jìn)口，雖然有了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14833-1993《塑膠跑道》，人們的體育觀念仍停留在“渣土”跑道，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地相對(duì)單一。2008年奧運(yùn)會(huì)促進(jìn)了我國(guó)大眾體育和競(jìng)技體育的發(fā)展，也使得運(yùn)動(dòng)材料市場(chǎng)得到快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，而運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地也由最初的田徑場(chǎng)地發(fā)展為多種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。隨著我國(guó)對(duì)教育事業(yè)不斷加大投入，塑膠跑道已成為各個(gè)學(xué)校的標(biāo)配。與“渣土”跑道相比，塑膠跑道顏色鮮亮、彈性好，保護(hù)學(xué)生不易受到傷害。但2015年10月出現(xiàn)了全國(guó)各地的學(xué)生“中毒”事件，“毒跑道”的面紗也因此被揭開(kāi)。為了規(guī)范行業(yè)秩序，為我國(guó)中小學(xué)提供安全的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所，2018年教育部推出了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 36246-2018《中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地》[1]。該標(biāo)準(zhǔn)增加了有毒有害物質(zhì)的種類，對(duì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求更嚴(yán)格，還增加了釋放量的要求。由于2015年事件影響巨大，合成材料面層場(chǎng)地在中小學(xué)及室內(nèi)體育場(chǎng)大量鋪設(shè)，合成材料面層被高頻使用。根據(jù)目前情況看，GB/T 14833-2011《合成材料跑道面層》已略顯過(guò)時(shí)，內(nèi)容相對(duì)較少，難以全面規(guī)范、控制運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地面層產(chǎn)品的質(zhì)量。此次GB/T 14833迎來(lái)了更新，新標(biāo)準(zhǔn)適用于滲水型和非滲水型現(xiàn)場(chǎng)澆筑鋪裝和預(yù)制鋪裝的競(jìng)賽、訓(xùn)練、教學(xué)和大眾健身室外合成面層田徑場(chǎng)地，強(qiáng)化了技術(shù)指標(biāo)。實(shí)際上，GB 36246-2018自發(fā)布之日起就和GB/T 14833有著密切的聯(lián)系，有各自的應(yīng)用范圍，對(duì)行業(yè)起到了引導(dǎo)作用。本文就運(yùn)動(dòng)材料面層行業(yè)兩大主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比與分析。

2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比與分析

2.1 分類

從表1可以看出，GB 36246-2018 相較于新修訂的GB/T 14833-2020來(lái)說(shuō)項(xiàng)目比較統(tǒng)一，對(duì)場(chǎng)地的分類主要按使用功能進(jìn)行分類。隨著運(yùn)動(dòng)材料市場(chǎng)需求、運(yùn)動(dòng)形式和場(chǎng)地的不斷發(fā)展，對(duì)運(yùn)動(dòng)材料的產(chǎn)品創(chuàng)新有了更高的要求。GB/T 14833-2020 基于產(chǎn)品的種類進(jìn)行了重新分類，把球類場(chǎng)地分得更細(xì)，有排球、羽毛球和籃球場(chǎng)地，增加了多功能運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。

表1 運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地面層場(chǎng)地對(duì)比

2.2 試驗(yàn)項(xiàng)目

2.2.1 耐人工老化

質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑膠跑道的使用年限可達(dá)5-10 年，劣質(zhì)的塑膠跑道投入使用后一到兩年內(nèi)會(huì)出現(xiàn)脫毛、干裂等老化現(xiàn)象，其他性能也會(huì)隨之出現(xiàn)問(wèn)題。GB 36246-2018中采用氙燈輻射試驗(yàn)測(cè)定塑膠跑道的耐老化性能，而塑膠跑道的實(shí)際老化主要是人為踩踏老化[2]和日曬條件下老化變脆，這導(dǎo)致該測(cè)試方法對(duì)塑膠跑道的適用性較差，無(wú)法體現(xiàn)真實(shí)的塑膠跑道耐老化性能[2]。由于田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地一般在室外，塑膠跑道在日照和氣溫冷熱交替變化下的老化難以避免，因此老化性能的好壞會(huì)影響面層材料的使用壽命[3]。為了保證跑道的質(zhì)量，GB/T 14833-2020基于市場(chǎng)需求對(duì)老化項(xiàng)目進(jìn)行了進(jìn)一步規(guī)范，在保留GB 36246-2018中拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率兩個(gè)項(xiàng)目的同時(shí)，添加了老化后的沖擊吸收和垂直變形，建立了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法，對(duì)塑膠跑道的性能做出了更有效的評(píng)價(jià)。

表2 耐人工老化氣候老化性能區(qū)別

2.2.2 厚度

對(duì)于面層材料來(lái)說(shuō)，厚度是影響面層材料的沖擊吸收和垂直變形的因素之一。在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)面層材料的厚度都有規(guī)范要求。GB 36246-2018中對(duì)面層厚度更多是在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方面，規(guī)定了不同場(chǎng)地有著不同的厚度要求。新修訂的GB 14833-2020考慮了檢測(cè)面層材料厚度并不只是在現(xiàn)場(chǎng)，更有一部分是在實(shí)驗(yàn)室，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種面層的測(cè)試方法分別是預(yù)制型面層和澆筑型面層，并規(guī)定了不同面層采用不同厚度測(cè)量?jī)x器和測(cè)試方法，彌補(bǔ)了之前的不足。

2.2.3 耐磨性

運(yùn)動(dòng)材料面層的耐磨性是其重要性能之一，決定面層材料的使用壽命。當(dāng)材料磨損到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致受力不均，從而影響運(yùn)動(dòng)舒適感[4]。

以PVC合成面層材料為例，這是采用聚氯乙烯材料專門為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地開(kāi)發(fā)的一種新型運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地材料，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅使復(fù)合型PVC合成面層材料具有抗滑、防菌、耐磨、耐腐蝕等性能，還具有低溫柔軟性[5]。隨著市場(chǎng)上新特性材料的應(yīng)用及市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)變，新修訂的GB/T 14833-2020添加了面層材料的耐磨性這一項(xiàng)目，采用泰伯磨耗法將試樣裁成相應(yīng)形狀，放置于兩個(gè)磨輪下，施加一定壓力，使試樣和磨輪下表面接觸，然后啟動(dòng)機(jī)器，讓試樣旋轉(zhuǎn)磨耗輪轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到磨耗的目的。采用泰伯磨耗法表征試樣的耐磨性能具有一定的客觀性，考慮到面層材料在耐磨過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碎屑以及溫度變化，該整套儀器設(shè)有鼓風(fēng)裝置和吸塵管，減少摩擦部位的溫度變化以及碎屑對(duì)試樣耐磨產(chǎn)生的影響，最終以500-1500r的質(zhì)量差來(lái)表征材料的耐磨性。

2.2.4 滑動(dòng)摩擦系數(shù)

球類運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地面層摩擦系數(shù)(μ)是運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)時(shí)與地板接觸表面間摩擦力和正壓力的比值。如果滑動(dòng)摩擦力過(guò)大，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中突然停止時(shí)會(huì)加大地板對(duì)運(yùn)動(dòng)員腿部肌肉和韌帶的負(fù)荷，使運(yùn)動(dòng)員過(guò)快疲勞甚至受傷；反之，如果摩擦力過(guò)小，運(yùn)動(dòng)員在突然停止時(shí)會(huì)出現(xiàn)溜滑現(xiàn)象，影響運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮，因此體育運(yùn)動(dòng)地板表面的滑動(dòng)特性應(yīng)適度。

GB/T 20239-2015《體育館用木質(zhì)地板》[6]中的滑動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)試方法采用兩種不同的儀器，分別是斯圖加特型滑移測(cè)試臺(tái)和柏林型便攜式阻力測(cè)試儀。前者的測(cè)試原理是利用能夠在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上施加恒定力矩作用的傳力裝置對(duì)測(cè)試臺(tái)的基底進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以此計(jì)算滑動(dòng)磨擦系數(shù)；后者是對(duì)擺錘臂一端的橡膠墊在自由垂直懸落后與地板面層產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦系數(shù)進(jìn)行推算并得出結(jié)論。標(biāo)準(zhǔn)中把運(yùn)動(dòng)地板劃分為競(jìng)技類和健身類使用場(chǎng)景，對(duì)不同使用場(chǎng)景有不同的指標(biāo)要求。隨著近年來(lái)運(yùn)動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展以及場(chǎng)地需求的增加，新修訂的GB/T 14833-2020對(duì)球類運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地增加了滑動(dòng)摩擦項(xiàng)目，涵蓋了籃球、排球、羽毛球場(chǎng)的地面設(shè)施，因此專業(yè)的球類運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)同樣需遵循該標(biāo)準(zhǔn)給出的相關(guān)測(cè)試方法和指標(biāo)[7-8]，其方法和GB 36246-2018相同，采用柏林型便攜式阻力測(cè)試儀，只是在最后通過(guò)公式對(duì)測(cè)試的滑動(dòng)值進(jìn)行計(jì)算。

3 結(jié)語(yǔ)

GB 36246-2018 和GB/T 14833-2020 這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是并行并存的關(guān)系。GB 36246-2018 是強(qiáng)制型標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 14833-2020是推薦型標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)各自的歸口不同，GB 36246-2018由教育部提出并歸口，GB/T 14833-2020由全國(guó)橡膠制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 35）歸口。兩者各有其應(yīng)用范圍，前者主要針對(duì)中小學(xué)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地面層，后者應(yīng)用更廣泛。如果應(yīng)用場(chǎng)地為教育場(chǎng)地，采用GB 36246-2018 比較合適，如果是專業(yè)場(chǎng)地競(jìng)技類，則GB/T 14833-2020 更為專業(yè)。GB 36246-2018 相較于GB/T 14833-2011內(nèi)容豐富，可見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)更新刻不容緩。

此次標(biāo)準(zhǔn)更新更好地規(guī)范了運(yùn)動(dòng)材料面層行業(yè)的發(fā)展，為以后打造經(jīng)久耐用的產(chǎn)品打造了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。