論陶瓷地磚耐磨性的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求與試驗(yàn)方法

曹陽 胡俊

摘 要：耐磨性是陶瓷地磚的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，本文通過介紹陶瓷地磚的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，為陶瓷企業(yè)檢測和分級(jí)陶瓷地磚耐磨性等級(jí)提供參考。

關(guān)鍵詞：陶瓷地磚；耐磨性；有釉磚；無釉磚；標(biāo)準(zhǔn)

1 前言

陶瓷地磚具有裝飾效果好、使用壽命長、價(jià)格合理、尺寸準(zhǔn)確、鋪貼便捷等優(yōu)點(diǎn)，在家裝和工程裝修中獲得了廣泛的應(yīng)用。耐磨性是陶瓷地磚的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。如果耐磨性不好，陶瓷磚在使用中表面容易出現(xiàn)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(yàn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求與試驗(yàn)方法，為陶瓷地磚的生產(chǎn)、檢測和分級(jí)提供參考。

2 陶瓷地磚對(duì)耐磨性的技術(shù)要求

根據(jù)國家GB/T 4100-2006《陶瓷磚》的標(biāo)準(zhǔn)[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(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范，如：JC/T 994-2006《微晶玻璃陶瓷復(fù)合板》[2]。常見的陶瓷磚產(chǎn)品的耐磨性技術(shù)要求如表1所示[3-6]。

3 無釉磚的耐磨性試驗(yàn)方法

3.1 原理

無釉磚的耐磨性試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T3810.6-2006《陶瓷磚試驗(yàn)方法 第6部分 無釉磚耐磨深度的測定》[7]，其原理是：在規(guī)定條件和有磨料的情況下，通過摩擦鋼輪在磚的正面旋轉(zhuǎn)產(chǎn)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(shè)備

（1） 耐磨試驗(yàn)機(jī)，如圖1所示。主要包括一個(gè)摩擦鋼輪，一個(gè)帶有磨料給料裝置的貯料斗，一個(gè)試樣夾具和一個(gè)平衡錘。摩擦鋼輪是用符合ISO 630-1的E235A （Fe360A號(hào)鋼）制造的，直徑為200mm±0.2mm、邊緣厚度為10mm±0.1mm、轉(zhuǎn)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(guī)定的粒度為F80的剛玉磨料，磨料不能重復(fù)使用。

3.3 試樣制備

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

3.4 試驗(yàn)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(jìn)入研磨區(qū)。磨料給入速度為（100±10）g/100r。摩擦鋼輪轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn)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(yīng)在其正面至少兩處成正交的位置進(jìn)行試驗(yàn)，如果磚面為凹凸浮雕時(shí)，對(duì)耐磨性的測定就有影響，可將凸出部分磨平，但所得結(jié)果與類似磚的測量結(jié)果不同。

3.5 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試樣磨坑弦長，計(jì)算磨坑體積，計(jì)算并報(bào)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(jié)果表示，GB/T3810.6-2006給出了L和V的對(duì)應(yīng)值表，如表2所示。

3.6 注意事項(xiàng)

（1） 磨料不能重復(fù)使用；

（2） 要定時(shí)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(jìn)行壓力調(diào)校；

（4） 當(dāng)摩擦鋼輪損耗達(dá)到最初直徑的0.5%時(shí)，必須更換磨輪。

4 有釉磚的耐磨性試驗(yàn)方法

4.1 原理

有釉磚的耐磨性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3810.7-2006《陶瓷磚試驗(yàn)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(jí)配的研磨鋼球、研磨介質(zhì)（80號(hào)剛玉）和定量的去離子水或蒸餾水，按照試驗(yàn)方法旋轉(zhuǎn)，對(duì)已磨損的試樣與未磨損的試樣進(jìn)行觀察對(duì)比，評(píng)價(jià)陶瓷磚耐磨性的方法。

4.2 儀器設(shè)備

（1） 耐磨試驗(yàn)機(jī)

耐磨試驗(yàn)機(jī)由內(nèi)裝電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(gè)試樣中心距離為195mm。相鄰兩個(gè)試樣夾具的間距相等，支承盤以300r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，隨之產(chǎn)生22.5mm的偏心距（e）。因此，每塊試樣做直徑為45mm的圓周運(yùn)動(dòng)，試樣由帶橡膠密封的金屬夾具固定。夾具的內(nèi)徑是83mm、試驗(yàn)面積約為54cm2、橡膠的厚度是9mm、夾具內(nèi)空間高度為25.5mm。試驗(yàn)機(jī)達(dá)到預(yù)調(diào)轉(zhuǎn)數(shù)后，自動(dòng)停機(jī)。支承試樣的夾具在工作時(shí)用蓋子蓋上，與該試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果相同的其他設(shè)備也可使用。

（2） 目視評(píng)價(jià)用裝置

箱內(nèi)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(nèi)刷有自然灰色，觀察時(shí)應(yīng)避免光源直接照射，如圖2所示。

4.3 試樣制備

試樣應(yīng)具有代表性，對(duì)于不同顏色或表面有裝飾效果的陶瓷磚，取樣時(shí)應(yīng)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(shí)，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(jì)。試驗(yàn)要求用11塊試樣，其中8塊試樣經(jīng)試驗(yàn)供目視評(píng)價(jià)用。每個(gè)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(duì)比，觀察可見磨損痕跡。樣品釉面應(yīng)清洗，并干燥。

4.4 試驗(yàn)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(zhì)，蓋上蓋子防止研磨介質(zhì)損失，試樣的預(yù)調(diào)轉(zhuǎn)數(shù)為100轉(zhuǎn)、150轉(zhuǎn)、600轉(zhuǎn)、750轉(zhuǎn)、1500轉(zhuǎn)、2100轉(zhuǎn)、6000轉(zhuǎn)和12000轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)調(diào)轉(zhuǎn)數(shù)后，取下試樣，在流動(dòng)水下沖洗，并在110℃±5℃的烘箱內(nèi)烘干。如果試樣被鐵銹污染，可用體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸擦洗，然后立即用流動(dòng)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(hào)未磨試樣，在300lx照度下，距離2m、高1.65m，用眼睛觀察對(duì)比未磨和經(jīng)過研磨后的磚釉面的差別。

當(dāng)磨損在較高一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)和低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)的附近時(shí)，需要重復(fù)試驗(yàn)檢查結(jié)果，如果結(jié)果不同，取兩個(gè)級(jí)別中較低一級(jí)作為結(jié)果進(jìn)行分級(jí)。已通過12000轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)的陶瓷磚，根據(jù)GB/T 3810.14-2006《陶瓷磚試驗(yàn)方法 第14部分耐污染性的測定》[9]的規(guī)定做耐污染試驗(yàn)。試驗(yàn)完畢，鋼球用流動(dòng)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(jí)

有釉陶瓷磚耐磨性的分級(jí)見表3。

由表3可知，試樣共分為5級(jí)。陶瓷磚也要通過GB/T 3810.14做磨損釉面的耐污染試驗(yàn)，但對(duì)此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行如下修正。

（1） 只用一塊磨損磚（>12000轉(zhuǎn)），仔細(xì)區(qū)別，確保污染的分級(jí)準(zhǔn)確。

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

如果試樣在12000轉(zhuǎn)數(shù)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(jí)。

4.6 注意事項(xiàng)

首先，為了防止耐磨試驗(yàn)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(dòng)水沖洗、干燥；其次，需要注意不同的轉(zhuǎn)數(shù)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(jìn)行）；再次，目視時(shí)，當(dāng)磨損在較高一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)和低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)的附近時(shí)，重復(fù)試驗(yàn)檢查結(jié)果，如果結(jié)果不同，取兩個(gè)級(jí)別中較低一級(jí)作為結(jié)果進(jìn)行分級(jí)；最后，試驗(yàn)完畢，鋼球用流動(dòng)水沖洗，再用含甲醇的酒精清洗，然后徹底干燥，以防生銹。

實(shí)踐表明，有釉磚的表面耐磨性還與釉面顏色有關(guān)。相同材質(zhì)、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(shí)別，表面耐磨性可能更高。

參考文獻(xiàn)

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[6] GB/T 23458-2009 《廣場用陶瓷磚》[s].

[7] GB/T3810.6-2006《陶瓷磚試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)方法 第14部分耐污染性的

測定》[s].