防滑陶瓷磚的研究與進(jìn)展

黃旭坤

（南安市質(zhì)量計(jì)量檢測(cè)所，南安 362300）

1 防滑陶瓷磚發(fā)展的重要性

在社會(huì)發(fā)展過程中，優(yōu)質(zhì)平滑地板材料正在迅速占領(lǐng)著建材的消費(fèi)，而瓷磚的制造工藝也在持續(xù)創(chuàng)新，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、美觀、易清洗等優(yōu)勢(shì)的瓷磚已逐步發(fā)展為地板裝修的主流。但是在當(dāng)前陶瓷磚中，過分注重外觀的裝飾，使大部分瓷磚制品的外觀都因?yàn)樘交a(chǎn)生了嚴(yán)重的安全問題。我國的大多數(shù)區(qū)域都是典型的亞熱帶氣候，主要分布在沿海區(qū)域，氣候潮濕且降雨量較多，導(dǎo)致陶瓷磚的抗滑能力會(huì)降低，極易發(fā)生滑倒、摔傷等事故。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，我國每年由于地面濕滑而受傷的案件數(shù)量逐年增加，因此需要加大對(duì)陶瓷磚防滑性能的重視和研究力度，從而來提升陶瓷磚的防滑力度，減少一些滑倒、摔傷等情況。與此同時(shí)，我國也制定出相應(yīng)的防滑陶瓷磚的具體等級(jí)和評(píng)價(jià)方法，為研究陶瓷磚的防滑性能提供了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，為廣大用戶提供更科學(xué)、理性的選購地板用的瓷磚。

2 陶瓷磚地面防滑簡(jiǎn)要概述

2.1 陶瓷磚防滑性的概念

防滑磚主要是常見的陶瓷地板磚，在陶瓷磚的正表面中，通常是改變表面結(jié)構(gòu)，通過增加小褶皺條紋或者是凹凸點(diǎn)以及其他方式來增加陶瓷磚與鞋底之間的摩擦力，從而減少摔倒的頻率。

2.2 影響陶瓷磚防滑性能的因素

陶瓷磚在使用時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)摔倒的情況，嚴(yán)重影響了人們的日常生活。而陶瓷磚塊的表面是否凹凸不平、表面是否粗糙、是否光滑、是否干凈整潔、是否鋪貼均勻（鑲嵌）等都會(huì)對(duì)其防滑性產(chǎn)生一定的作用。而常見的瓷磚類型有：有釉磚、無釉磚等。測(cè)量防滑性能以國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)的方法為準(zhǔn)，以干法和濕法兩種方式為主。一般都需要結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)來判斷是否符合實(shí)際的使用環(huán)境以及其他情況。

2.3 防滑陶瓷磚分類及標(biāo)準(zhǔn)要求的簡(jiǎn)要分析

2.3.1 分類

通過GB/T 35153-2017防滑陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)可知，按防滑陶瓷磚的生產(chǎn)工藝分為擠壓磚（代號(hào)為A）和干壓磚（代號(hào)為B）。按防滑陶瓷磚的吸水率可將陶瓷磚分為低吸水率（代號(hào)為I）a類和b類、中吸水率（代號(hào)II）a類和b類以及高吸水率（Ⅲ）類。防滑陶瓷磚分類及其代號(hào)見表1。

表1 防滑陶瓷磚分類及其代號(hào)

2.3.2 擠壓磚

擠壓磚是2011年公布的建筑學(xué)名詞。將可塑性坯料以擠壓方式成型的陶瓷磚，再將所成型的泥條按磚的預(yù)定尺寸進(jìn)行切割的陶瓷磚。

2.3.3 干壓磚

干壓磚又稱壓制磚，干壓瓷磚是由粘土和其他無機(jī)非金屬原料，經(jīng)成型、燒結(jié)等工藝生產(chǎn)的板狀或塊狀陶瓷制品，用于裝飾與保護(hù)建筑物、構(gòu)筑物的墻面和地面。通常在室溫下通過干壓、擠壓或其他成型方法成型，然后干燥，在一定溫度下燒成。

2.3.4 有釉磚

表面經(jīng)過燒釉處理，根據(jù)使用的原材料不同，可分為兩種：一種是陶制釉面磚，由陶土燒制而成，吸水率較高，強(qiáng)度相對(duì)較低；其中又可細(xì)分為紅土和白黃土兩種土質(zhì)。另一種為瓷制釉面磚，由瓷土燒制而成，吸水率較低，強(qiáng)度相對(duì)較高；主要特征是背面的顏色是灰白色。當(dāng)釉面比坯的熱膨脹系數(shù)大，冷卻時(shí)釉的收縮大于坯體，釉會(huì)受拉伸應(yīng)力，當(dāng)拉伸應(yīng)力大于釉層所能承受的極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。

2.3.5 標(biāo)準(zhǔn)要求

根據(jù)GB/T 35153-2017防滑陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)可知，防滑陶瓷磚的濕態(tài)靜摩擦系數(shù)通過一套測(cè)力系統(tǒng)來測(cè)定。測(cè)力系統(tǒng)如圖1所示，通過拉力計(jì)測(cè)量在磚的表面上拉動(dòng)一個(gè)滑塊時(shí)所需用力的數(shù)值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的公式進(jìn)行計(jì)算得到相應(yīng)的濕態(tài)靜摩擦系數(shù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，防滑陶瓷磚的濕態(tài)靜摩擦系數(shù)值＞0.60。

圖1 測(cè)力系統(tǒng)

根據(jù)GB/T 35153-2017防滑陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)可知，防滑陶瓷磚的濕態(tài)阻滑值通過擺式阻滑值測(cè)定儀來測(cè)定。擺式阻滑值測(cè)定儀主要由機(jī)架、擺錘、指示盤、指針、擺錘鎖以及儀器提手構(gòu)成。結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過提拉舉升柄將擺錘抬起卡在擺錘鎖中，將指針撥至緊靠擺錘，按下釋放開關(guān)，橡膠片在試件表面劃過擺向另一側(cè)，指針指示值即為該次擺動(dòng)的阻滑值測(cè)量值。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，濕態(tài)阻滑值＞35。

圖2 擺式阻滑值測(cè)定儀結(jié)構(gòu)示意圖

1—水準(zhǔn)泡；2—機(jī)架底座；3—調(diào)平螺栓；4—升降把手；5—擺錘鏈接螺母；6—指針；7—轉(zhuǎn)軸；8—轉(zhuǎn)軸松緊調(diào)節(jié)螺母；9—轉(zhuǎn)軸松緊調(diào)節(jié)阻尼環(huán)；10—儀器提手；11—釋放開關(guān)；12—擺錘卡鎖；13—卡環(huán)；14—擺錘桿；15—舉升柄定位調(diào)節(jié)螺栓；16—舉升柄；17—平衡錘；18—擺錘頭；19—滑塊組件；20—指針推環(huán)；21—緊固把手；22—機(jī)架立柱。

3 防滑陶瓷磚的制備技術(shù)分析

3.1 利用吸盤原理提升防滑性能的技術(shù)

在提升陶瓷磚的防滑性能時(shí)，可以將一種促使陶瓷磚形成凹凸?fàn)畹姆阑瑒┩磕ㄔ谔沾纱u中，進(jìn)一步促使其表面的花紋能與接觸表面在壓力作用下形成一種機(jī)械咬力，而凹凸?fàn)畹臉?gòu)造會(huì)在加壓作用下與接觸表面產(chǎn)生負(fù)壓，從而形成吸力。通過兩者的配合，可以有效地改善瓷磚表面的抗滑性能。

3.2 增強(qiáng)陶瓷產(chǎn)品表面自清潔和干燥功能的技術(shù)

隨著新技術(shù)的發(fā)展，陶瓷磚生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)出新型的浴室防滑排水陶瓷磚，在磚的表面上設(shè)置排水孔及排水槽，排水孔與排水槽相通，能夠加速積水的排放，從而增強(qiáng)防滑效果，有利于防止意外事故的發(fā)生。圖3是新型防滑排水陶瓷磚的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 新型防滑排水陶瓷磚結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 增加陶瓷磚表面粗糙度的技術(shù)研究

提高陶瓷磚的表面粗糙程度，包括三個(gè)方面。首先，用模子或之后的加工處理工藝來制作溝槽。最常用的辦法就是在陶瓷磚的加工工藝中，在陶瓷磚塊的表面上加工出一些特殊的溝痕和凹凸槽，從而提高瓷磚的抗滑性，同時(shí)也會(huì)降低瓷磚的抗污染能力。第二個(gè)途徑是將干?；蛘呖梢孕纬砂纪垢械挠悦鎭硖砑拥接粤现?，或者制作一個(gè)凸起物來制作出帶有粗糙的表面。一般采用添加少量的金剛砂和干燥的釉料，以提高其防滑性。同時(shí)，也可以把陶瓷磚的表層進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，使其具有良好的耐磨性。第三個(gè)途徑是利用防滑液提高其抗滑能力。比如，可以在瓷磚上涂上強(qiáng)酸或者是強(qiáng)堿的腐蝕性液體，讓瓷磚的表面產(chǎn)生一些凹痕，從而提高瓷磚的抗滑性。另外，還可以在瓷磚的表層上印制防滑的陶瓷油墨，使其產(chǎn)生突起物，并在燒結(jié)過程中形成防滑性的陶瓷磚網(wǎng)。

3.4 陶瓷磚防滑性能測(cè)試

根據(jù)GB/T 35153-2017及GB/T 4100-2015標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)普通陶瓷磚及各類型防滑陶瓷磚進(jìn)行防滑性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2及表3。通過查詢GB/T 37798-2019陶瓷磚防滑性等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以發(fā)現(xiàn)，防滑能力的等級(jí)分為低中高，具體等級(jí)區(qū)分詳見表4。

表2 濕態(tài)靜摩擦系數(shù)測(cè)試結(jié)果

表3 濕態(tài)阻滑值測(cè)試結(jié)果

表4 擺錘法（濕態(tài)）防滑等級(jí)

通過檢測(cè)結(jié)果及擺錘法（濕態(tài)）防滑等級(jí)圖可知，防滑磚在濕態(tài)靜摩擦系數(shù)及濕態(tài)阻滑值方面相較于普通磚得到了大幅度提高，由防滑能力中提高到防滑能力高，有效提高了防滑性能。

4 防滑陶瓷磚的發(fā)展趨勢(shì)

社會(huì)的發(fā)展是由低到高的，就像陶瓷的發(fā)展一樣，從一開始的純粹的裝飾材料，發(fā)展到現(xiàn)在的藝術(shù)和實(shí)際的作用。在眾多的陶瓷產(chǎn)品中，最具代表性的就是防滑陶瓷磚，是現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)健康環(huán)保、安全時(shí)尚的向往。防滑磚不但具有防滑的特點(diǎn)，同時(shí)又具有無異味、無毒、無輻射的環(huán)保特性，廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、地鐵、學(xué)校、醫(yī)院、廠房、企事業(yè)單位等墻面、地面的裝飾。隨著國家政策導(dǎo)向、釉料企業(yè)驅(qū)動(dòng)、普通瓷磚高度同質(zhì)化、國外同類瓷磚發(fā)展的不斷完善等因素的影響，需要更多地關(guān)注和開發(fā)瓷磚的防滑性。在這當(dāng)中，有必要以“差異化”、“生態(tài)化”、“安全”的名義來推進(jìn)“地磚”的抗滑性。另外，在“人性化”的產(chǎn)品研發(fā)與制造上，例如在遇到水分時(shí)，對(duì)地板的防滑有很高的需求。例如，可以將具有創(chuàng)新性的吸收系數(shù)的止滑釉材料添加到陶瓷制品中，再加上“物理吸盤”技術(shù)，可以讓磚塊在遇到水分和特殊環(huán)境時(shí)，不僅能防止打滑，而且還能保持原本的美觀。

5 結(jié)論

總而言之，當(dāng)前市場(chǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了諸多的防滑陶瓷磚，但是防滑性能參差不齊，嚴(yán)重影響了人們的日常生活。而在本文中，重點(diǎn)介紹了一些防滑陶瓷磚的類型以及提升陶瓷磚防滑性能的具體技術(shù)。同時(shí)，在政策和市場(chǎng)大力支持下，進(jìn)一步促進(jìn)防滑陶瓷磚的功能性發(fā)展，提升防滑性能，最終來促進(jìn)我國陶瓷行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展與升級(jí)轉(zhuǎn)型。