基于不同摩擦材質的陶瓷地磚防滑性能研究*

高 陽 曹曉非 謝 東 徐覺慧 陳 斌 周保榮

(徐州市產品質量監(jiān)督檢驗中心 江蘇 徐州 221000)

因地面過滑導致摔傷是普遍的意外傷害類型之一。陶瓷地磚的使用環(huán)境、材質、使用方法、人的活動方式以及鞋底材質等都是產生滑倒的原因[1]。避免滑倒摔傷的方式有很多，如根據不同的使用環(huán)境選擇不同材質的陶瓷地磚，研發(fā)新的陶瓷地磚生產工藝，提高陶瓷地磚的防滑性能，使用地磚防滑劑，對陶瓷地磚進行防滑處理等。國內對陶瓷地磚的防滑性能研究多集中于制備工藝技術的探索。建立合理有效的陶瓷地磚防滑性能評價方法是發(fā)展陶瓷地磚防滑性能研究的重要前提之一。

防滑性能不足，重點表現為陶瓷地磚表面摩擦系數小、滑動距離過大。目前國內地面材料防滑性能檢測方法主要有靜摩擦系數法及擺式儀法。靜摩擦系數是評價陶瓷地磚防滑性能的一項重要指標。國家標準GB/T 4100-2006《陶瓷磚》[2]中提供了靜摩擦系數測試方法，但沒有提出明確限值，僅要求陶瓷地磚生產商報告陶瓷地磚的靜摩擦系數?；谔沾傻卮u防滑性能的重要性，該標準2015年進行了修訂，2015年12月1日被新國家標準GB/T 4100-2015《陶瓷磚》[3]替代。國家標準GB/T 4100-2015《陶瓷磚》明確要求陶瓷地磚靜摩擦系數不能小于0.5。英國道路和運輸研究所(TRRL)采用擺錘試驗儀加載彈性滑塊在地面測試區(qū)域劃過時擺式儀刻度值(BPN)的變化來表征地面抗滑性能，此方法逐漸在世界各國推廣并制定檢測標準。國家標準GB 28635-2012《混凝土路面磚》[4]中即采用擺錘試驗儀進行防滑性能試驗，并規(guī)定混凝土路面磚的抗滑值(BPN值)不小于60。前期的試驗研究多是進行兩種或多種試驗方法的比較，試驗材質均為橡膠，無法全面模擬生活中常見鞋底材質。筆者采用橡膠、PVC塑料、EVA塑料3種生活中常用材質，在潮濕及干燥兩種試驗環(huán)境下進行陶瓷磚防滑性能試驗研究，分析討論基于不同摩擦材質室內陶瓷地磚的防滑性能體現。

1 試驗

1.1 試驗材料

選擇80批次市面常見類型陶瓷地磚作為試驗材料。摩擦介質選取橡膠、PVC塑料、EVA塑料(PVC塑料、EVA塑料分別從家用拖鞋及賓館一次性拖鞋上裁取)。

1.2 試驗樣品準備

用中性清潔液洗凈地磚表面，放入烘箱烘干后進行干燥狀態(tài)下的測試；用去蒸餾水充分潤濕完成干燥狀態(tài)測試樣品的表面，然后進行潮濕狀態(tài)測試，每次測試均應保證磚面始終濕潤。

圖1 數顯式推拉力計Fig.1 Digital force gauge

1.3 試驗設備

1.3.1 靜摩擦系數法

數顯式推拉力計(型號：HP-100；樂清市艾德堡儀器有限公司生產；最大負荷：100 N，分度值0.1 N)，該儀器由測力計、滑塊組件、配重塊組成，其中測力計及配重塊經過計量(如圖1所示)。

1.3.2 擺錘試驗儀法

擺錘式摩擦系數測定儀(型號：BM-Ⅲ型；江蘇沭陽高速公路儀器有限公司生產；分度值2BPN)，該儀器經過計量(如圖2所示)。

圖2 BM-Ⅲ型擺錘式摩擦系數測定儀Fig.2 BM-Ⅲ pendulum type friction coefficient tester

1.4 試驗過程

洗凈并烘干每塊磚的測試面，將待測磚放在工作臺面上并緊靠限制其活動的固定架，刷去所有的碎屑。

1.4.1 靜摩擦系數法

分別采用橡膠、PVC塑料、EVA塑料3種摩擦材質依據國家標準GB/T 4100-2015《陶瓷磚》附錄M試驗方法，在干燥及潮濕狀態(tài)下進行試驗。

1.4.2 擺錘試驗儀法

分別采用橡膠、PVC塑料、EVA塑料3種摩擦材質依據國家標準GB 28635-2012《混凝土路面磚》試驗方法，在干燥及潮濕狀態(tài)下進行試驗。

2 結果與討論

2.1 靜摩擦系數法

利用橡膠、PVC塑料、EVA塑料3種摩擦介質，采用國家標準GB/T 4100-2015附錄M試驗方法分別在干燥及潮濕狀態(tài)下測試樣品靜摩擦系數，測試結果如圖3、圖4所示。

由圖3可知，干燥狀態(tài)下以橡膠和PVC塑料為摩擦介質測得的試驗結果僅有4組不滿足國家標準GB/T 4100-2015的要求(靜摩擦系數≥0.5，而以EVA塑料為摩擦介質測得的試驗結果僅有3組數據滿足國家標準GB/T 4100-2015要求(靜摩擦系數≥0.5)。

圖3 干燥狀態(tài)下3種材質靜摩擦系數測試值Fig.3 Static friction coefficient of three kinds of materials tested in dry state

圖4 潮濕狀態(tài)下3種材質靜摩擦系數測試值Fig.4 Static friction coefficient of three kinds of materials tested under wet condition

由圖4可知，3種摩擦介質測得結果基本都在0.5以下，無法滿足國家標準GB/T 4100-2015的要求。

結合圖3、圖4可知，無論是在干燥試驗條件還是在潮濕試驗條件，以橡膠和PVC塑料為摩擦介質測得的試驗結果都比較接近，且明顯高于以EVA塑料為摩擦介質測得的試驗結果。3種摩擦介質在干燥狀態(tài)下測得的試驗結果明顯優(yōu)于在潮濕狀態(tài)測得的試驗結果。

2.2 擺錘試驗儀法

利用橡膠、PVC塑料、EVA塑料3種摩擦介質，采用國家標準GB 28635-2012《混凝土路面磚》試驗方法分別在干燥及潮濕狀態(tài)下測試樣品抗滑值(BPN值)，測試結果如圖5、圖6所示。

由圖5可知，干燥狀態(tài)下以橡膠為摩擦介質測得的試驗結果有81.25%滿足GB 28635-2012要求(BPN值不小于60)，以PVC塑料為摩擦介質測得的試驗結果略低于用橡膠為摩擦介質測得的結果，分布在60上下，而以EVA塑料為摩擦介質測得的試驗結果分布在20～40，明顯低于以橡膠及PVC塑料為摩擦介質測試的結果。

由圖6可知，在潮濕狀態(tài)下3種試驗材質測試結果分布在10～30，其測試結果相差不大。

圖5 干燥狀態(tài)下3種材質抗滑值測試值Fig.5 The skid resistance values of three kinds of materials tested in dry state

圖6 潮濕狀態(tài)下3種材質抗滑值測試值Fig.6 The skid resistance values of three kinds of materials tested under wet conditions

3 結論

1)國家標準GB/T 4100-2015《陶瓷磚》規(guī)定的靜摩擦系數在一定程度上可以反映出陶瓷磚的防滑性能，但無法充分體現生活中常用的一些鞋底材料的性能。

2)靜摩擦系數法和擺錘試驗儀法兩種試驗方法在測試結果上出現一定差異，目前陶瓷磚防滑性能評價方法存在一定的局限性，仍需繼續(xù)研究并加以改進，使檢測結果能更全面反映陶瓷磚的防滑性能。

3)在日常防滑中，消費者在慎重選擇地磚的同時還應注重鞋底材質的選擇。

1 HSE,2007.A ssesing the slip resistance of flooring A technical informaion sheet. Slips and Trips 1 (revised),Health and Safety Executive,2007

2 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化委員會.GB/T 4100-2006.陶瓷磚.北京：中國標準出版社，2006-09-01

3 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化委員會.GB/T 4100-2015.陶瓷磚.北京：中國標準出版社，2015-12-01

4 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化委員會.GB 28635-2012.混凝土路面磚.北京：中國標準出版社，2012-12-01