陶瓷地砖防滑性能试验方法的对比研究

时志洋赫 赫颜伟国胡晓珍

(1上海建科检验有限公司 上海 201108) (2国家建筑材料质量监督检验中心 上海 200032)

陶瓷地砖防滑性能试验方法的对比研究

时志洋1赫 赫1颜伟国2胡晓珍2

(1上海建科检验有限公司 上海 201108) (2国家建筑材料质量监督检验中心 上海 200032)

陶瓷地砖防滑性能的研究是地面环境安全的重要内容。通过分析2种不同试验方法(GB/T 4100—2006附录M以及BS 7976—2002)的异同点,并对3种陶瓷地砖进行测试,探索不同类型(有釉砖、无釉抛光砖、无釉非抛光砖),不同状态(干态、湿态)下的摩擦系数的变化规律,得出的结果为有效评估陶瓷地砖防滑性能提供依据。

陶瓷地砖 防滑性能 摩擦系数

防滑(Slip resistance)简单的定义是一种材料在特殊环境下克服滑倒问题的性能,以影响因素多、伤害大、发生概率高为主要特点,已经成为工作场所和公共场所安全危害的头号问题。在我国2005年因湿滑摔伤事件在案506.5万起,赔款高达2.8亿元以上,仅次于占第一位的机动车造成的伤害事故。英国卫生与安全委员会统计,仅2005年发生的工作场所地面滑倒和绊倒重大伤害约有10 000件。北美每天大约有2.7万件因路滑摔倒而导致的人身意外伤害,有50%以上的案例均发生在公共场所[1]。

笔者分析了目前国内外陶瓷地砖防滑性能的2种主要测试方法,对试验原理及设备、试验过程和试验结果进行对比,并针对不同类型陶瓷地砖防滑性能的进行测试,分析数据的变化规律,为有效评估陶瓷地砖的防滑性能提供依据。

1 试验方法异同点分析

BS 7976—2002(以下BS标准)和GB/T 4100—2006附录M(GB标准)均可测定陶瓷地砖的防滑性能,二者相比有一些相同点,但也存在较大差异。下面笔者从3个方面(试验原理设备、试验过程和试验结果)论述2种测试方法的异同点。

1.1 试验原理及设备对比

GB/T 4100—2006附录M对陶瓷地砖摩擦系数方法有明确规定。该附录规定了有釉陶瓷地砖和无釉陶瓷地砖表面的静摩擦系数测定方法。测试方法在一块尺寸为75mm×75mm×3mm的4S橡胶块粘在尺寸为200mm×200mm×20mm的胶合板上组成的滑块组件。通过拉力计使滑块组件与被测陶瓷地砖水平表面产生相对运动趋势,测出在干态和湿态的条件下陶瓷地砖的静摩擦系数值[2]。

BS 7976—2002“使用摆锤试验仪测定抗滑性”。测试仪器为摆锤式摩擦试验仪,包括嵌在摆动臂端部的用标准橡胶做成的弹性加载滑块[3]。当摆锤摆动起来,在滑块与样品表面之间产生的摩擦力以及滑过的面积就使摆锤能量衰减,通过标定刻度测定摆动的长度缩减。通过使用76mm×31.8mm的橡胶滑块划过126mm×76mm的区域后,可用指针在刻度盘的读数来表示,本测试采用标准中的C刻度[4～5]。

1.2 试验过程对比

图3 橡胶滑块弹性改变的温度修正

1)根据材料使用环境两种试验方法均规定了两种试验状态。第一种干态法:两种方法均为洗净并烘干试样测试表面。第二种湿态法:二者均要求测试表面完全润湿。但GB标准要求用蒸馏水润湿样品表面即可,BS标准要求先将样品在(20±5)℃的水中浸泡至少2 h,在测试前用去离子水润湿测试样品表面和滑块。

2)BS标准规定每个样品选择6块,在干态和湿态情况下,在样品相反方向分别测试5次,以5次的平均值作为测试值,并规定同一方向5个连续读数(在C刻度上)的差异不能超过3个单位。GB标准规定每个样品选择3块,在干态和湿态情况下,分别测试4次。每次拉动的方向与上次拉动方向相差90°,以平均值来表示测试值。

3)GB标准采用摩擦系数校正值来确保测试的一致性。在测试样品前进行摩擦系数校正值计算,校正值应在0.75±0.05范围内,如果前后的校正值相差超过±0.05,则整个试验应该重做。BS标准提出地面测量的温度修正值(如图3所示),主要是针对橡胶滑块在不同温度下的弹性性能的改变,对防滑性能测试结果的影响。

1.3 试验结果及讨论

1.3.1 试验结果

通过对3种陶瓷地砖(有釉砖、无釉抛光砖、无釉非抛光砖)按照两种试验方法(BS标准和GB标准)进行测试。测试结果见表1。

1)由表1、图4、图5可知,BS标准中干态法釉面砖防滑值最高,无釉非抛光砖次之,无釉抛光砖最低;湿态法中无釉非抛光砖防滑值最高,釉面砖次之,无釉抛光砖最低。同时干态防滑值均高于湿态防滑值。

2)由表1、图6、图7可知,GB标准中干态法中釉面砖摩擦系数最高,无釉非抛光砖次之,无釉抛光砖最低;湿态法中无釉抛光砖摩擦系数最高,无釉非抛光砖和釉面砖大致相同。同时无釉抛光砖的湿摩擦系数略高于干摩擦系数。

表1 陶瓷地砖摩擦系数及防滑值列表

3)由表1可知,由BS标准与GB标准测量的陶瓷地砖干态防滑性能,变化趋势相同,即釉面砖>无釉非抛光砖>无釉抛光砖;由两种方法测量的陶瓷地砖湿态防滑性能无相应规律。

图7 GB标准陶瓷地砖湿态防滑性能

1.3.2 试验结果讨论

通过对上述试验结果的分析,得出以下结论:

1)BS标准中产品干态防滑值明显大于湿态防滑值,与理论情况相符,能够较好地表征陶瓷地砖的防滑性能。

2)GB标准中无釉抛光砖的湿态摩擦系数略大于干态摩擦系数,与理论情况不符。主要原因是,由于滑块组件上的橡胶板与陶瓷地砖表面之间在重块的作用下产生真空吸附力,因而不能准确反映陶瓷地砖静摩擦系数的真实数据。

3)BS标准与GB标准在干法测试情况下,数据具有一致性,但在湿法测试情况下,对于GB标准由于真空吸附力的原因造成无釉抛光砖测试数据有偏差,建议对橡胶滑块进行预处理,以便减少真空吸附力对试验数据的影响。

2 结语

通过对比国内外两种主要的防滑测试方法,得到以下结论:

1)GB/T4100—2006附录M规定了我国陶瓷砖摩擦系数的测定方法,在干态情况下与理论相符,且与BS标准的测试数据保持一致,说明我国防滑标准方法具有一定的先进性;采用摩擦系数校正值保证测试的一致性,确保了数据的稳定。

2)BS标准通过能量损耗的方式来评定陶瓷地砖的防滑性能,干态与湿态均与理论情况相符,能够得到陶瓷砖防滑性能的有效数据;同时采用温度修正,避免了数据产生误差。

3)我国陶瓷地砖的防滑性能测试方法比较完善,应针对材料的不同表面特征,引入相应的测试方法,弥补我国防滑检测方法领域的不足。

1 陈国本.国外目前常用地面防滑性能的测试方法和仪器.石材,2006(10):2～3

2 刘幼红,王博,等.摩擦系数的测定.陶瓷砖,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