張亞濤 劉 磊 秦 嶺 江騰壽 張金鑫

(安徽省(水利部淮河水利委員會(huì))水利科學(xué)研究院 安徽 蚌埠 233000)

前言

陶瓷磚按照成形方法可以分為:干壓陶瓷磚和擠壓陶瓷磚。室內(nèi)裝修用的陶瓷磚大部分是干壓陶瓷磚，干壓陶瓷磚根據(jù)吸水率的不同可以分為BIa類(吸水率≤0.5%)、BIb類(0.5%＜吸水率≤3%)、BIIa類(3%＜吸水率≤6%)、BIIb類(6%＜吸水率≤10%)和BIII類(吸水率＞10%)五類[1]。BIa類主要用于地面裝修，BIb類、BIIa類和BIIb類主要用于外墻面裝修，BIII類主要用于內(nèi)墻面裝修。

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，以及國內(nèi)房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，室內(nèi)裝修對(duì)陶瓷磚的需求急劇增大，市場(chǎng)上出現(xiàn)了眾多陶瓷磚品牌，使用前對(duì)陶瓷磚進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)是確保其質(zhì)量的重要手段之一，針對(duì)判斷陶瓷磚質(zhì)量好壞的檢測(cè)參數(shù)較多，每次不可能全部檢測(cè)的現(xiàn)實(shí)情況，這里主要介紹比較常用的5個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目:吸水率、斷裂模數(shù)、破壞強(qiáng)度、抗熱震性和抗凍性。旨在通過對(duì)上述五個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的介紹，以期達(dá)到對(duì)陶瓷磚常規(guī)質(zhì)量檢測(cè)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并能在日常檢測(cè)工作中做到有的放矢。

1 吸水率測(cè)定

吸水率是指陶瓷磚內(nèi)空隙吸入水分的量所占陶瓷磚質(zhì)量的比率，是判定陶瓷磚質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，間接反映陶瓷磚內(nèi)部空隙的大小和結(jié)構(gòu)的疏密程度，吸水率越大，表明其內(nèi)部空隙越大、結(jié)構(gòu)越疏松，陶瓷磚的強(qiáng)度越低，反之表明內(nèi)部空隙越小、結(jié)構(gòu)越致密，陶瓷磚強(qiáng)度越高[2～3]。

1.1 不同測(cè)定方法的比較

吸水率有兩種測(cè)定方法:即煮沸法和真空法[4]。針對(duì)不同類別干壓陶瓷磚采用不同測(cè)定方法，其測(cè)定結(jié)果比較如表1所示。

表1 不同類別干壓陶瓷磚采用不同吸水率測(cè)定方法的測(cè)定結(jié)果[2](%)

從表1中可以看出，真空法與煮沸法測(cè)定吸水率的結(jié)果比較接近，并且其測(cè)定的結(jié)果一般不小于煮沸法，原因是真空法試驗(yàn)時(shí)，水能注滿開口氣孔；煮沸法試驗(yàn)時(shí)，水僅能進(jìn)入部分容易進(jìn)入的開口氣孔，并且這種現(xiàn)象在越致密的陶瓷磚(吸水率越小的陶瓷磚)中表現(xiàn)的越明顯[5]。

1.2 蒸餾水和自來水對(duì)吸水率的影響

煮沸法和真空法測(cè)定吸水率時(shí)，使用蒸餾水和自來水測(cè)得結(jié)果存在差異，一般用自來水作浸漬液時(shí)，測(cè)得的吸水率結(jié)果偏小。原因?yàn)?自來水中含有的部分礦物成分在試驗(yàn)過程中堵塞了一些開口的氣孔，使得水分無法進(jìn)入或全部充滿。并且真空法中存在真空度越高(8～11 k Pa)測(cè)得的吸水率越大的現(xiàn)象[3]，原因是:真空度越高，試驗(yàn)內(nèi)部封閉的氣孔被打開的越多，導(dǎo)致試樣中進(jìn)入的水越多，致使測(cè)得試樣的吸水率就越高。

1.3 注意事項(xiàng)

1)一般需要10塊磚(每塊磚的質(zhì)量小于50 g，則需足夠數(shù)量的磚使每個(gè)試樣質(zhì)量達(dá)到50～100 g)；磚的表面積≥0.04 m2時(shí)，只需用5塊磚；若磚的邊長≥400 mm，至少需要3塊磚。

2)煮沸法適用于陶瓷磚分類和產(chǎn)品說明，真空法適用于分類以外吸水率的測(cè)定。

3)真空法試驗(yàn)時(shí)一定要先抽真空后加水(若先加水再抽真空，易造成瓷磚中一些閉合的氣孔外包裹了一層水，再抽真空時(shí)，這部分封閉的氣孔很難被打開，并最終導(dǎo)致測(cè)得的吸水率偏小)。

1.4 吸水率的相關(guān)分析

一般檢測(cè)中，經(jīng)常遇到吸水率不合格的現(xiàn)象，究其原因，主要是原料質(zhì)量(成分和細(xì)度)以及生產(chǎn)工藝(壓磚機(jī)的壓力和燒成溫度)的影響[3]。吸水率的高低在一定程度上反映了瓷磚質(zhì)量的好壞，同種類和規(guī)格的瓷磚，聲音越清脆悅耳、質(zhì)量越大，吸水率就越小，間接說明質(zhì)量就越好，也可以通過在瓷磚背面滴一滴水，觀察水滴消失的速度，速度越快表明瓷磚吸水率越大[6]。

2 破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)的測(cè)定

通常以適當(dāng)?shù)乃俾氏虼u的表面正中心部位施加壓力，以測(cè)定磚破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)。

2.1 檢測(cè)過程

檢測(cè)過程[7]:用硬刷刷去試樣背面松散的粘結(jié)顆粒。放入溫度高于105℃的干燥箱中(至少24 h)，然后在試樣達(dá)到室溫后3 h內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。將試樣置于支撐棒上，使釉面或正面朝上，試樣伸出每根支撐棒的適當(dāng)長度。對(duì)于凸紋浮雕的磚，在與浮雕面接觸的中心棒上再墊一層適當(dāng)厚度的橡膠層。中心棒應(yīng)與兩支撐棒等距，以IN/(mm2·s)±0.2 N/(mm2·s)的速率均勻的增加荷載。

結(jié)果處理[7]:只有在寬度與中心棒直徑相等的中間部位斷裂的試樣，其結(jié)果才能用來計(jì)算平均破壞強(qiáng)度和平均斷裂模數(shù)，計(jì)算平均值(至少需要5個(gè)有效的結(jié)果)；如果有效結(jié)果少于5個(gè)，應(yīng)取加倍數(shù)量的磚再做第二組試驗(yàn)，此時(shí)至少需要10個(gè)有效結(jié)果來計(jì)算平均值。

2.2 較大規(guī)格(≥600 mm)干壓陶瓷地磚探討

對(duì)于尺寸不小于600 mm的干壓陶瓷地磚試樣(正方形陶瓷磚無縱橫向之分)，一般要進(jìn)行切割后再進(jìn)行試驗(yàn)，規(guī)格為800 mm×800 mm×10.5 mm和600 mm×600 mm×9.3 mm的地磚分別按照如圖1、圖2和圖3所示尺寸進(jìn)行切割，所得試樣分別稱為A類試樣、B類試樣和C類試樣，測(cè)得結(jié)果如表2和表3所示。

圖1 A類試樣切割法

圖2 B類試樣切割法

圖3 C類試樣切割法

表2 800 mm×800 mm×10.5 mm干壓陶瓷磚

表3 600 mm×600 mm×9.3 mm干壓陶瓷磚

由以上結(jié)果可知，A類試樣較B類試樣(標(biāo)準(zhǔn)制樣法制得試樣)所得磚破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)的平均值差別不大，分別相差0.2%和1.9%；C類試樣較B類試樣(標(biāo)準(zhǔn)制樣法制得試樣)所得磚破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)的平均值差別也不大，分別相差0.7%和2.0%。因此，在取樣量不夠7塊時(shí)，可參照A類試樣和C類試樣制樣法進(jìn)行制樣試驗(yàn)，當(dāng)產(chǎn)生爭議時(shí)，還要以標(biāo)準(zhǔn)制樣法(B類試樣切割法)進(jìn)行制樣試驗(yàn)。

2.3 注意事項(xiàng)

1)邊長大于600 mm的瓷磚才稱為超大磚；

2)試樣烘干的要求:溫度高于105℃(至少24 h)；

3)支撐棒直徑的要求:棒的直徑分別為5 mm±1 mm、10 mm±1 mm、20 mm±1 mm；

4)取樣量的要求:18 mm＜邊長≤48 mm的為10塊；48 mm＜邊長≤1 000 mm的為7塊；邊長≥1 000 mm的為5塊。

3 抗凍性的測(cè)定

陶瓷磚抗凍性是指其浸水飽和后，在5℃和-5℃之間循環(huán)，磚的各表面須經(jīng)受至少100次凍融循環(huán)[8]。

3.1 樣品處理

1)冷凍機(jī)裝不下的陶瓷磚可切割成剛好裝下的尺寸，有缺陷的陶瓷磚要做好標(biāo)記。

2)110℃±5℃干燥箱中烘干至恒重(每隔24 h的兩次連續(xù)稱量之差小于0.1%)。

3)先抽真空至40 k Pa±2.6 k Pa，然后引入20℃±5℃的自來水至高出試樣50 mm，保持15 min。

3.2 凍融過程

3.2.1 凍融循環(huán)試驗(yàn)

以不超過20℃/h的速率使磚降溫到-5℃，磚在該溫度下保持15 min。磚浸沒于水中或噴水直到溫度達(dá)到5℃。磚在該溫度下保持15 min。重復(fù)上述循環(huán)至少100次。

3.2.2 檢查試樣，記錄凍融后破壞狀況

100次循環(huán)后，用肉眼檢查磚的釉面、正面和邊緣。在試驗(yàn)早期，如果有理由確信磚已遭到損壞，可在試驗(yàn)中間階段檢查并及時(shí)作記錄。記錄所有觀察到磚的釉面、正面和邊緣損壞的情況，以及產(chǎn)生破壞磚的個(gè)數(shù)。

3.3 注意事項(xiàng)

1)使用不少于10塊的整磚，并且其最小面積為0.25 m2。

2)盡管陶瓷磚抗凍性試驗(yàn)中有進(jìn)行初始吸水率E1和最終吸水率E2測(cè)定的過程，但是在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4100-2015對(duì)抗凍性的技術(shù)要求中，沒有提到這兩個(gè)參數(shù)，故無特殊要求時(shí)，陶瓷磚的抗凍性檢測(cè)試驗(yàn)可以不測(cè)上述兩個(gè)參數(shù)值。

3)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4100-2015僅對(duì)吸水率不大于3%的陶瓷磚的抗凍性有技術(shù)要求——經(jīng)試驗(yàn)應(yīng)無裂紋或剝落，而對(duì)吸水率大于3%的陶瓷磚的抗凍性無具體技術(shù)要求，并且對(duì)于明示準(zhǔn)備用在受凍環(huán)境中的產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行抗凍試驗(yàn)，一般對(duì)明示不用于受凍環(huán)境的產(chǎn)品不要求該項(xiàng)試驗(yàn)。

4 抗熱震性測(cè)定

陶瓷磚的抗熱震性是通過試樣在15℃和145℃之間的10次循環(huán)來進(jìn)行測(cè)定的[9]，一般根據(jù)吸水率的不同而采用浸沒或非浸沒試驗(yàn)方法。

4.1 注意事項(xiàng)

至少5塊整磚，對(duì)于超大的磚(即邊長大于400 mm的磚)，有必要進(jìn)行切割，切割盡可能大的尺寸，其中心應(yīng)與原中心一致。

4.2 浸沒試驗(yàn)和非浸沒試驗(yàn)的選擇

1)漫沒試驗(yàn)。吸水率不大于10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的陶瓷磚，垂直浸沒在15℃±5℃的冷水中，并使它們互不接觸。

2)非漫沒試驗(yàn)。吸水率大于10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的有釉磚，使其釉面朝下與15℃±5℃的低溫水槽(水槽上放置一塊鋁板，并與水面接觸，然后將粒徑為0.3～0.6 mm的鋁粒覆蓋在鋁板上，鋁粒層厚度約為5 mm)上的鋁粒接觸。

4.3 時(shí)間的要求

在低溫(15℃±5℃)下保持15 min后，立即將試樣移至145℃±5℃的烘箱內(nèi)重新加熱達(dá)到此溫度后保持20 min，后立即將試樣移回低溫(15℃±5℃)的環(huán)境中。

4.4 抗熱震性技術(shù)要求

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4100-2015中對(duì)瓷磚的抗熱震性無具體的技術(shù)要求，試驗(yàn)只給出結(jié)果，不做評(píng)判，客戶可根據(jù)自己的實(shí)際要求，來判斷該瓷磚能否可使用。

5 總結(jié)

1)陶瓷磚吸水率檢測(cè)時(shí)，除了要注意試驗(yàn)方法(煮沸法和真空法)的選擇外，還必須確保使用蒸餾水進(jìn)行試驗(yàn)；

2)進(jìn)行尺寸不小于600 mm的干壓陶瓷磚破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)測(cè)定時(shí)，如若試樣量不夠，可以在長度方向的兩側(cè)(長方形陶瓷磚)或中心線兩側(cè)(正方形陶瓷磚)進(jìn)行取樣試驗(yàn)，產(chǎn)生爭議的情況除外；

3)抗凍性試驗(yàn)只對(duì)吸水率不大于3%的陶瓷磚有具體的技術(shù)要求，如無特殊要求，抗凍性試驗(yàn)可以不做初始吸水率E1和最終吸水率E2的測(cè)定；

4)抗熱震性試驗(yàn)前必須先確定試樣的吸水率，然后再根據(jù)吸水率確定選用浸沒試驗(yàn)還是非浸沒試驗(yàn)，并且抗熱震試驗(yàn)只給出結(jié)果不評(píng)判。