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(zhì)量監(jiān)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(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 上海 200032)

陶瓷地磚防滑性能的研究是地面環(huán)境安全的重要內(nèi)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(tài)(干態(tài)、濕態(tài))下的摩擦系數(shù)的變化規(guī)律,得出的結(jié)果為有效評估陶瓷地磚防滑性能提供依據(jù)。

陶瓷地磚 防滑性能 摩擦系數(shù)

防滑(Slip resistance)簡單的定義是一種材料在特殊環(huán)境下克服滑倒問題的性能,以影響因素多、傷害大、發(fā)生概率高為主要特點,已經(jīng)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(wèi)生與安全委員會統(tǒng)計,僅2005年發(fā)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(fā)生在公共場所[1]。

筆者分析了目前國內(nèi)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(jié)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(shù)據(jù)的變化規(guī)律,為有效評估陶瓷地磚的防滑性能提供依據(jù)。

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(jié)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(shù)方法有明確規(guī)定。該附錄規(guī)定了有釉陶瓷地磚和無釉陶瓷地磚表面的靜摩擦系數(shù)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(chǎn)生相對運動趨勢,測出在干態(tài)和濕態(tài)的條件下陶瓷地磚的靜摩擦系數(shù)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(chǎn)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(qū)域后,可用指針在刻度盤的讀數(shù)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(jù)材料使用環(huán)境兩種試驗方法均規(guī)定了兩種試驗狀態(tài)。第一種干態(tài)法:兩種方法均為洗凈并烘干試樣測試表面。第二種濕態(tài)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(guī)定每個樣品選擇6塊,在干態(tài)和濕態(tài)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(guī)定同一方向5個連續(xù)讀數(shù)(在C刻度上)的差異不能超過3個單位。GB標準規(guī)定每個樣品選擇3塊,在干態(tài)和濕態(tài)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(shù)校正值來確保測試的一致性。在測試樣品前進行摩擦系數(shù)校正值計算,校正值應在0.75±0.05范圍內(nèi),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(jié)果的影響。

1.3 試驗結(jié)果及討論

1.3.1 試驗結(jié)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(jié)果見表1。

1)由表1、圖4、圖5可知,BS標準中干態(tài)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(tài)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(tài)防滑值均高于濕態(tài)防滑值。

2)由表1、圖6、圖7可知,GB標準中干態(tài)法中釉面磚摩擦系數(shù)最高,無釉非拋光磚次之,無釉拋光磚最低;濕態(tài)法中無釉拋光磚摩擦系數(shù)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(shù)略高于干摩擦系數(shù)。

表1 陶瓷地磚摩擦系數(shù)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(tài)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(tài)防滑性能無相應規(guī)律。

圖7 GB標準陶瓷地磚濕態(tài)防滑性能

1.3.2 試驗結(jié)果討論

通過對上述試驗結(jié)果的分析,得出以下結(jié)論:

1)BS標準中產(chǎn)品干態(tài)防滑值明顯大于濕態(tài)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(tài)摩擦系數(shù)略大于干態(tài)摩擦系數(shù),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(chǎn)生真空吸附力,因而不能準確反映陶瓷地磚靜摩擦系數(shù)的真實數(shù)據(jù)。

3)BS標準與GB標準在干法測試情況下,數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的影響。

2 結(jié)語

通過對比國內(nèi)外兩種主要的防滑測試方法,得到以下結(jié)論:

1)GB/T4100—2006附錄M規(guī)定了我國陶瓷磚摩擦系數(shù)的測定方法,在干態(tài)情況下與理論相符,且與BS標準的測試數(shù)據(jù)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(shù)校正值保證測試的一致性,確保了數(shù)據(jù)的穩(wěn)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(tài)與濕態(tài)均與理論情況相符,能夠得到陶瓷磚防滑性能的有效數(shù)據(jù);同時采用溫度修正,避免了數(shù)據(jù)產(chǎn)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(shù)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