论陶瓷地砖耐磨性的相关标准、技术要求与试验方法

曹阳 胡俊

摘 要：耐磨性是陶瓷地砖的一项重要性能指标，本文通过介绍陶瓷地砖的相关标准、技术要求和试验方法，为陶瓷企业检测和分级陶瓷地砖耐磨性等级提供参考。

关键词：陶瓷地砖；耐磨性；有釉砖；无釉砖；标准

1 前言

陶瓷地砖具有装饰效果好、使用寿命长、价格合理、尺寸准确、铺贴便捷等优点，在家装和工程装修中获得了广泛的应用。耐磨性是陶瓷地砖的一项重要性能指标。如果耐磨性不好，陶瓷砖在使用中表面容易出现划痕、磨损，影响装饰效果。陶瓷墙地砖按照施釉情况可分为有釉砖和无釉砖，有釉砖和无釉砖的检测原理、试验方法以及性能要求是不同的。本文通过介绍陶瓷地砖的相关标准、技术要求与试验方法，为陶瓷地砖的生产、检测和分级提供参考。

2 陶瓷地砖对耐磨性的技术要求

根据国家GB/T 4100-2006《陶瓷砖》的标准[1]，陶瓷砖按照成形方法可分为挤压成形陶瓷砖、干压成形陶瓷砖，以及其他方法成形陶瓷砖，目前市场上常用干压陶瓷砖成形方法。GB/T 4100-2006仅包括挤压成形陶瓷砖和干压成形陶瓷砖，其他方法成形陶瓷砖则是通过其他标准来规范，如：JC/T 994-2006《微晶玻璃陶瓷复合板》[2]。常见的陶瓷砖产品的耐磨性技术要求如表1所示[3-6]。

3 无釉砖的耐磨性试验方法

3.1 原理

无釉砖的耐磨性试验方法的标准为GB/T3810.6-2006《陶瓷砖试验方法 第6部分 无釉砖耐磨深度的测定》[7]，其原理是：在规定条件和有磨料的情况下，通过摩擦钢轮在砖的正面旋转产生磨坑，由所测磨坑的长度测定无釉砖的耐磨性。

3.2 仪器设备

（1） 耐磨试验机，如图1所示。主要包括一个摩擦钢轮，一个带有磨料给料装置的贮料斗，一个试样夹具和一个平衡锤。摩擦钢轮是用符合ISO 630-1的E235A （Fe360A号钢）制造的，直径为200mm±0.2mm、边缘厚度为10mm±0.1mm、转速为75r/min。

（2） 测量精度为0.1mm的量具。

（3） 磨料。符合ISO 8684-1中规定的粒度为F80的刚玉磨料，磨料不能重复使用。

3.3 试样制备

采用整砖或合适尺寸的试样做试验，试样数量至少为5块。如果是小试样，试验前，要将小试样用粘结剂粘在一块较大的模板上。试样应干净、干燥。

3.4 试验步骤

将试样夹入夹具，样品与摩擦钢轮成正切，保证磨料均匀地进入研磨区。磨料给入速度为（100±10）g/100r。摩擦钢轮转150转后，从夹具上取出试样，测量磨坑的弦长（L），精确到0.5mm。每块试样应在其正面至少两处成正交的位置进行试验，如果砖面为凹凸浮雕时，对耐磨性的测定就有影响，可将凸出部分磨平，但所得结果与类似砖的测量结果不同。

3.5 试验结果

根据试样磨坑弦长，计算磨坑体积，计算并报告5块试样（每块试样有两条正切的磨坑，共10条磨坑）的平均磨坑体积。为了便于结果表示，GB/T3810.6-2006给出了L和V的对应值表，如表2所示。

3.6 注意事项

（1） 磨料不能重复使用；

（2） 要定时清理使用后的磨料，防止样品支撑架不被堆积的磨料阻塞，保障平衡锤的作用力得到有效传递；

（3） 需要定期进行压力调校；

（4） 当摩擦钢轮损耗达到最初直径的0.5%时，必须更换磨轮。

4 有釉砖的耐磨性试验方法

4.1 原理

有釉砖的耐磨性试验方法标准为GB/T 3810.7-2006《陶瓷砖试验方法第7部分有釉砖表面耐磨性的测定》[8]，其原理是：通过釉面上放置一定颗粒级配的研磨钢球、研磨介质（80号刚玉）和定量的去离子水或蒸馏水，按照试验方法旋转，对已磨损的试样与未磨损的试样进行观察对比，评价陶瓷砖耐磨性的方法。

4.2 仪器设备

（1） 耐磨试验机

耐磨试验机由内装电机驱动水平支承盘的钢壳组成，试样最小尺寸为100mm×100mm。支承盘中心与每个试样中心距离为195mm。相邻两个试样夹具的间距相等，支承盘以300r/min的转速运转，随之产生22.5mm的偏心距（e）。因此，每块试样做直径为45mm的圆周运动，试样由带橡胶密封的金属夹具固定。夹具的内径是83mm、试验面积约为54cm2、橡胶的厚度是9mm、夹具内空间高度为25.5mm。试验机达到预调转数后，自动停机。支承试样的夹具在工作时用盖子盖上，与该试验机试验结果相同的其他设备也可使用。

（2） 目视评价用装置

箱内用色温为6000～6500K的荧光灯垂直置于观察砖的表面上，照度约为300lx，箱体尺寸为61mm×61 mm，箱内刷有自然灰色，观察时应避免光源直接照射，如图2所示。

4.3 试样制备

试样应具有代表性，对于不同颜色或表面有装饰效果的陶瓷砖，取样时应注意能包括所有特色的部分。试样的尺寸一般为100mm×100mm，使用较小尺寸的试样时，要先把它们粘紧固定在一适合的支承材料上，窄小接缝的边界影响可忽略不计。试验要求用11块试样，其中8块试样经试验供目视评价用。每个研磨阶段要求取下一块试样，然后用3块试样与已磨损的样品作对比，观察可见磨损痕迹。样品釉面应清洗，并干燥。

4.4 试验步骤

将试样釉面朝上夹紧在金属夹具下，从夹具上方的加料孔中加入研磨介质，盖上盖子防止研磨介质损失，试样的预调转数为100转、150转、600转、750转、1500转、2100转、6000转和12000转，达到预调转数后，取下试样，在流动水下冲洗，并在110℃±5℃的烘箱内烘干。如果试样被铁锈污染，可用体积分数为10%的盐酸擦洗，然后立即用流动水冲洗、干燥。将试样放入观察箱中，用一块已磨试样，周围放置三块同型号未磨试样，在300lx照度下，距离2m、高1.65m，用眼睛观察对比未磨和经过研磨后的砖釉面的差别。

当磨损在较高一级转数和低一级转数的附近时，需要重复试验检查结果，如果结果不同，取两个级别中较低一级作为结果进行分级。已通过12000转数级的陶瓷砖，根据GB/T 3810.14-2006《陶瓷砖试验方法 第14部分耐污染性的测定》[9]的规定做耐污染试验。试验完毕，钢球用流动水冲洗，再用含甲醇的酒精清洗，然后彻底干燥，以防生锈。

4.5 分级

有釉陶瓷砖耐磨性的分级见表3。

由表3可知，试样共分为5级。陶瓷砖也要通过GB/T 3810.14做磨损釉面的耐污染试验，但对此标准进行如下修正。

（1） 只用一块磨损砖（>12000转），仔细区别，确保污染的分级准确。

（2） 如果没有按A、B和C步骤进行清洗，必须按GB/T 3810.14中规定的D步骤进行清洗。

如果試样在12000转数下未见磨损痕迹，但按GB/T 3810.14中列出的任何一种方法（A、B、C或D），污染都不能擦掉，耐磨性定为4级。

4.6 注意事项

首先，为了防止耐磨试验后的釉面被铁锈污染，可用体积浓度为10%的盐酸擦洗，然后立即用流动水冲洗、干燥；其次，需要注意不同的转数研磨后砖釉面的差别，为降低目测误差的影响，至少需要三种观察意见（即目视观察由3人以上的观察员进行）；再次，目视时，当磨损在较高一级转数和低一级转数的附近时，重复试验检查结果，如果结果不同，取两个级别中较低一级作为结果进行分级；最后，试验完毕，钢球用流动水冲洗，再用含甲醇的酒精清洗，然后彻底干燥，以防生锈。

实践表明，有釉砖的表面耐磨性还与釉面颜色有关。相同材质、工艺的有釉陶瓷砖，浅色砖的釉面磨痕比深色砖的釉面磨痕更难目测识别，表面耐磨性可能更高。

参考文献

[1] GB/T 4100-2006《陶瓷砖》[s].

[2] JC/T 994-2006《微晶玻璃陶瓷复合板》[s].

[3] GBT 23266-2009 《陶瓷板》[s].

[4] GB/T 12988-2009《无机地面材料耐磨性能试验方法》[s].

[5] JC/T 945-2005 《透水砖》[s].

[6] GB/T 23458-2009 《广场用陶瓷砖》[s].

[7] GB/T3810.6-2006《陶瓷砖试验方法 第6部分 无釉砖耐磨深

度的测定》[s].

[8] GB/T 3810.7-2006《陶瓷砖试验方法 第7部分 有釉砖表面耐

磨性的测定》[s].

[9] GB/T 3810.14-2006《陶瓷砖试验方法 第14部分耐污染性的

测定》[s].