時(shí)志洋赫 赫顏偉國(guó)胡曉珍

(1上海建科檢驗(yàn)有限公司 上海 201108) (2國(guó)家建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 上海 200032)

陶瓷地磚防滑性能試驗(yàn)方法的對(duì)比研究

時(shí)志洋1赫 赫1顏偉國(guó)2胡曉珍2

(1上海建科檢驗(yàn)有限公司 上海 201108) (2國(guó)家建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)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(guò)分析2種不同試驗(yàn)方法(GB/T 4100—2006附錄M以及BS 7976—2002)的異同點(diǎn),并對(duì)3種陶瓷地磚進(jìn)行測(cè)試,探索不同類(lèi)型(有釉磚、無(wú)釉拋光磚、無(wú)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(píng)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(jiǎn)單的定義是一種材料在特殊環(huán)境下克服滑倒問(wèn)題的性能,以影響因素多、傷害大、發(fā)生概率高為主要特點(diǎn),已經(jīng)成為工作場(chǎng)所和公共場(chǎng)所安全危害的頭號(hào)問(wèn)題。在我國(guó)2005年因濕滑摔傷事件在案506.5萬(wàn)起,賠款高達(dá)2.8億元以上,僅次于占第一位的機(jī)動(dòng)車(chē)造成的傷害事故。英國(guó)衛(wèi)生與安全委員會(huì)統(tǒng)計(jì),僅2005年發(fā)生的工作場(chǎng)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(wàn)件因路滑摔倒而導(dǎo)致的人身意外傷害,有50%以上的案例均發(fā)生在公共場(chǎng)所[1]。

筆者分析了目前國(guó)內(nèi)外陶瓷地磚防滑性能的2種主要測(cè)試方法,對(duì)試驗(yàn)原理及設(shè)備、試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,并針對(duì)不同類(lèi)型陶瓷地磚防滑性能的進(jìn)行測(cè)試,分析數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,為有效評(píng)估陶瓷地磚的防滑性能提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法異同點(diǎn)分析

BS 7976—2002(以下BS標(biāo)準(zhǔn))和GB/T 4100—2006附錄M(GB標(biāo)準(zhǔn))均可測(cè)定陶瓷地磚的防滑性能,二者相比有一些相同點(diǎn),但也存在較大差異。下面筆者從3個(gè)方面(試驗(yàn)原理設(shè)備、試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)結(jié)果)論述2種測(cè)試方法的異同點(diǎn)。

1.1 試驗(yàn)原理及設(shè)備對(duì)比

GB/T 4100—2006附錄M對(duì)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(wú)釉陶瓷地磚表面的靜摩擦系數(shù)測(cè)定方法。測(cè)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(guò)拉力計(jì)使滑塊組件與被測(cè)陶瓷地磚水平表面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),測(cè)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(yàn)儀測(cè)定抗滑性”。測(cè)試儀器為擺錘式摩擦試驗(yàn)儀,包括嵌在擺動(dòng)臂端部的用標(biāo)準(zhǔn)橡膠做成的彈性加載滑塊[3]。當(dāng)擺錘擺動(dòng)起來(lái),在滑塊與樣品表面之間產(chǎn)生的摩擦力以及滑過(guò)的面積就使擺錘能量衰減,通過(guò)標(biāo)定刻度測(cè)定擺動(dòng)的長(zhǎng)度縮減。通過(guò)使用76mm×31.8mm的橡膠滑塊劃過(guò)126mm×76mm的區(qū)域后,可用指針在刻度盤(pán)的讀數(shù)來(lái)表示,本測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)中的C刻度[4～5]。

1.2 試驗(yàn)過(guò)程對(duì)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(yàn)方法均規(guī)定了兩種試驗(yàn)狀態(tài)。第一種干態(tài)法:兩種方法均為洗凈并烘干試樣測(cè)試表面。第二種濕態(tài)法:二者均要求測(cè)試表面完全潤(rùn)濕。但GB標(biāo)準(zhǔn)要求用蒸餾水潤(rùn)濕樣品表面即可,BS標(biāo)準(zhǔn)要求先將樣品在(20±5)℃的水中浸泡至少2 h,在測(cè)試前用去離子水潤(rùn)濕測(cè)試樣品表面和滑塊。

2)BS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每個(gè)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(cè)試5次,以5次的平均值作為測(cè)試值,并規(guī)定同一方向5個(gè)連續(xù)讀數(shù)(在C刻度上)的差異不能超過(guò)3個(gè)單位。GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每個(gè)樣品選擇3塊,在干態(tài)和濕態(tài)情況下,分別測(cè)試4次。每次拉動(dòng)的方向與上次拉動(dòng)方向相差90°,以平均值來(lái)表示測(cè)試值。

3)GB標(biāo)準(zhǔn)采用摩擦系數(shù)校正值來(lái)確保測(cè)試的一致性。在測(cè)試樣品前進(jìn)行摩擦系數(shù)校正值計(jì)算,校正值應(yīng)在0.75±0.05范圍內(nèi),如果前后的校正值相差超過(guò)±0.05,則整個(gè)試驗(yàn)應(yīng)該重做。BS標(biāo)準(zhǔn)提出地面測(cè)量的溫度修正值(如圖3所示),主要是針對(duì)橡膠滑塊在不同溫度下的彈性性能的改變,對(duì)防滑性能測(cè)試結(jié)果的影響。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

1.3.1 試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)3種陶瓷地磚(有釉磚、無(wú)釉拋光磚、無(wú)釉非拋光磚)按照兩種試驗(yàn)方法(BS標(biāo)準(zhǔn)和GB標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

1)由表1、圖4、圖5可知,BS標(biāo)準(zhǔn)中干態(tài)法釉面磚防滑值最高,無(wú)釉非拋光磚次之,無(wú)釉拋光磚最低;濕態(tài)法中無(wú)釉非拋光磚防滑值最高,釉面磚次之,無(wú)釉拋光磚最低。同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)中干態(tài)法中釉面磚摩擦系數(shù)最高,無(wú)釉非拋光磚次之,無(wú)釉拋光磚最低;濕態(tài)法中無(wú)釉拋光磚摩擦系數(shù)最高,無(wú)釉非拋光磚和釉面磚大致相同。同時(shí)無(wú)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(biāo)準(zhǔn)與GB標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的陶瓷地磚干態(tài)防滑性能,變化趨勢(shì)相同,即釉面磚>無(wú)釉非拋光磚>無(wú)釉拋光磚;由兩種方法測(cè)量的陶瓷地磚濕態(tài)防滑性能無(wú)相應(yīng)規(guī)律。

圖7 GB標(biāo)準(zhǔn)陶瓷地磚濕態(tài)防滑性能

1.3.2 試驗(yàn)結(jié)果討論

通過(guò)對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果的分析,得出以下結(jié)論:

1)BS標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中無(wú)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(zhǔn)確反映陶瓷地磚靜摩擦系數(shù)的真實(shí)數(shù)據(jù)。

3)BS標(biāo)準(zhǔn)與GB標(biāo)準(zhǔn)在干法測(cè)試情況下,數(shù)據(jù)具有一致性,但在濕法測(cè)試情況下,對(duì)于GB標(biāo)準(zhǔn)由于真空吸附力的原因造成無(wú)釉拋光磚測(cè)試數(shù)據(jù)有偏差,建議對(duì)橡膠滑塊進(jìn)行預(yù)處理,以便減少真空吸附力對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外兩種主要的防滑測(cè)試方法,得到以下結(jié)論:

1)GB/T4100—2006附錄M規(guī)定了我國(guó)陶瓷磚摩擦系數(shù)的測(cè)定方法,在干態(tài)情況下與理論相符,且與BS標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試數(shù)據(jù)保持一致,說(shuō)明我國(guó)防滑標(biāo)準(zhǔn)方法具有一定的先進(jìn)性;采用摩擦系數(shù)校正值保證測(cè)試的一致性,確保了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。

2)BS標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)能量損耗的方式來(lái)評(píng)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(shí)采用溫度修正,避免了數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。

3)我國(guó)陶瓷地磚的防滑性能測(cè)試方法比較完善,應(yīng)針對(duì)材料的不同表面特征,引入相應(yīng)的測(cè)試方法,彌補(bǔ)我國(guó)防滑檢測(cè)方法領(lǐng)域的不足。

1 陳國(guó)本.國(guó)外目前常用地面防滑性能的測(cè)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(cè)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