防滑陶瓷砖的研究与进展

2022-11-01黄旭坤

佛山陶瓷 2022年10期

黄旭坤

（南安市质量计量检测所，南安 362300）

1 防滑陶瓷砖发展的重要性

在社会发展过程中，优质平滑地板材料正在迅速占领着建材的消费，而瓷砖的制造工艺也在持续创新，具有经济实用、美观、易清洗等优势的瓷砖已逐步发展为地板装修的主流。但是在当前陶瓷砖中，过分注重外观的装饰，使大部分瓷砖制品的外观都因为太平滑而产生了严重的安全问题。我国的大多数区域都是典型的亚热带气候，主要分布在沿海区域，气候潮湿且降雨量较多，导致陶瓷砖的抗滑能力会降低，极易发生滑倒、摔伤等事故。根据相关数据，我国每年由于地面湿滑而受伤的案件数量逐年增加，因此需要加大对陶瓷砖防滑性能的重视和研究力度，从而来提升陶瓷砖的防滑力度，减少一些滑倒、摔伤等情况。与此同时，我国也制定出相应的防滑陶瓷砖的具体等级和评价方法，为研究陶瓷砖的防滑性能提供了相关的标准，为广大用户提供更科学、理性的选购地板用的瓷砖。

2 陶瓷砖地面防滑简要概述

2.1 陶瓷砖防滑性的概念

防滑砖主要是常见的陶瓷地板砖，在陶瓷砖的正表面中，通常是改变表面结构，通过增加小褶皱条纹或者是凹凸点以及其他方式来增加陶瓷砖与鞋底之间的摩擦力，从而减少摔倒的频率。

2.2 影响陶瓷砖防滑性能的因素

陶瓷砖在使用时，经常会出现摔倒的情况，严重影响了人们的日常生活。而陶瓷砖块的表面是否凹凸不平、表面是否粗糙、是否光滑、是否干净整洁、是否铺贴均匀（镶嵌）等都会对其防滑性产生一定的作用。而常见的瓷砖类型有：有釉砖、无釉砖等。测量防滑性能以国家推荐性标准的方法为准，以干法和湿法两种方式为主。一般都需要结合检测数据来判断是否符合实际的使用环境以及其他情况。

2.3 防滑陶瓷砖分类及标准要求的简要分析

2.3.1 分类

通过GB/T 35153-2017防滑陶瓷砖标准可知，按防滑陶瓷砖的生产工艺分为挤压砖（代号为A）和干压砖（代号为B）。按防滑陶瓷砖的吸水率可将陶瓷砖分为低吸水率（代号为I）a类和b类、中吸水率（代号II）a类和b类以及高吸水率（Ⅲ）类。防滑陶瓷砖分类及其代号见表1。

表1 防滑陶瓷砖分类及其代号

2.3.2 挤压砖

挤压砖是2011年公布的建筑学名词。将可塑性坯料以挤压方式成型的陶瓷砖，再将所成型的泥条按砖的预定尺寸进行切割的陶瓷砖。

2.3.3 干压砖

干压砖又称压制砖，干压瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。通常在室温下通过干压、挤压或其他成型方法成型，然后干燥，在一定温度下烧成。

2.3.4 有釉砖

表面经过烧釉处理，根据使用的原材料不同，可分为两种：一种是陶制釉面砖，由陶土烧制而成，吸水率较高，强度相对较低；其中又可细分为红土和白黄土两种土质。另一种为瓷制釉面砖，由瓷土烧制而成，吸水率较低，强度相对较高；主要特征是背面的颜色是灰白色。当釉面比坯的热膨胀系数大，冷却时釉的收缩大于坯体，釉会受拉伸应力，当拉伸应力大于釉层所能承受的极限强度时，就会产生龟裂现象。

2.3.5 标准要求

根据GB/T 35153-2017防滑陶瓷砖标准可知，防滑陶瓷砖的湿态静摩擦系数通过一套测力系统来测定。测力系统如图1所示，通过拉力计测量在砖的表面上拉动一个滑块时所需用力的数值，根据标准中的公式进行计算得到相应的湿态静摩擦系数。根据标准要求，防滑陶瓷砖的湿态静摩擦系数值＞0.60。

图1 测力系统

根据GB/T 35153-2017防滑陶瓷砖标准可知，防滑陶瓷砖的湿态阻滑值通过摆式阻滑值测定仪来测定。摆式阻滑值测定仪主要由机架、摆锤、指示盘、指针、摆锤锁以及仪器提手构成。结构如图2所示，通过提拉举升柄将摆锤抬起卡在摆锤锁中，将指针拨至紧靠摆锤，按下释放开关，橡胶片在试件表面划过摆向另一侧，指针指示值即为该次摆动的阻滑值测量值。根据标准要求，湿态阻滑值＞35。

图2 摆式阻滑值测定仪结构示意图

1—水准泡；2—机架底座；3—调平螺栓；4—升降把手；5—摆锤链接螺母；6—指针；7—转轴；8—转轴松紧调节螺母；9—转轴松紧调节阻尼环；10—仪器提手；11—释放开关；12—摆锤卡锁；13—卡环；14—摆锤杆；15—举升柄定位调节螺栓；16—举升柄；17—平衡锤；18—摆锤头；19—滑块组件；20—指针推环；21—紧固把手；22—机架立柱。

3 防滑陶瓷砖的制备技术分析

3.1 利用吸盘原理提升防滑性能的技术

在提升陶瓷砖的防滑性能时，可以将一种促使陶瓷砖形成凹凸状的防滑剂涂抹在陶瓷砖中，进一步促使其表面的花纹能与接触表面在压力作用下形成一种机械咬力，而凹凸状的构造会在加压作用下与接触表面产生负压，从而形成吸力。通过两者的配合，可以有效地改善瓷砖表面的抗滑性能。

3.2 增强陶瓷产品表面自清洁和干燥功能的技术

随着新技术的发展，陶瓷砖生产企业研发出新型的浴室防滑排水陶瓷砖，在砖的表面上设置排水孔及排水槽，排水孔与排水槽相通，能够加速积水的排放，从而增强防滑效果，有利于防止意外事故的发生。图3是新型防滑排水陶瓷砖的结构示意图。

图3 新型防滑排水陶瓷砖结构示意图

3.3 增加陶瓷砖表面粗糙度的技术研究

提高陶瓷砖的表面粗糙程度，包括三个方面。首先，用模子或之后的加工处理工艺来制作沟槽。最常用的办法就是在陶瓷砖的加工工艺中，在陶瓷砖块的表面上加工出一些特殊的沟痕和凹凸槽，从而提高瓷砖的抗滑性，同时也会降低瓷砖的抗污染能力。第二个途径是将干粒或者可以形成凹凸感的釉面来添加到釉料中，或者制作一个凸起物来制作出带有粗糙的表面。一般采用添加少量的金刚砂和干燥的釉料，以提高其防滑性。同时，也可以把陶瓷砖的表层进行结构化，使其具有良好的耐磨性。第三个途径是利用防滑液提高其抗滑能力。比如，可以在瓷砖上涂上强酸或者是强碱的腐蚀性液体，让瓷砖的表面产生一些凹痕，从而提高瓷砖的抗滑性。另外，还可以在瓷砖的表层上印制防滑的陶瓷油墨，使其产生突起物，并在烧结过程中形成防滑性的陶瓷砖网。

3.4 陶瓷砖防滑性能测试

根据GB/T 35153-2017及GB/T 4100-2015标准要求对普通陶瓷砖及各类型防滑陶瓷砖进行防滑性能检测，检测结果见表2及表3。通过查询GB/T 37798-2019陶瓷砖防滑性等级评价标准，可以发现，防滑能力的等级分为低中高，具体等级区分详见表4。

表2 湿态静摩擦系数测试结果

表3 湿态阻滑值测试结果

表4 摆锤法（湿态）防滑等级

通过检测结果及摆锤法（湿态）防滑等级图可知，防滑砖在湿态静摩擦系数及湿态阻滑值方面相较于普通砖得到了大幅度提高，由防滑能力中提高到防滑能力高，有效提高了防滑性能。

4 防滑陶瓷砖的发展趋势

社会的发展是由低到高的，就像陶瓷的发展一样，从一开始的纯粹的装饰材料，发展到现在的艺术和实际的作用。在众多的陶瓷产品中，最具代表性的就是防滑陶瓷砖，是现代消费者对健康环保、安全时尚的向往。防滑砖不但具有防滑的特点，同时又具有无异味、无毒、无辐射的环保特性，广泛应用于商场、地铁、学校、医院、厂房、企事业单位等墙面、地面的装饰。随着国家政策导向、釉料企业驱动、普通瓷砖高度同质化、国外同类瓷砖发展的不断完善等因素的影响，需要更多地关注和开发瓷砖的防滑性。在这当中，有必要以“差异化”、“生态化”、“安全”的名义来推进“地砖”的抗滑性。另外，在“人性化”的产品研发与制造上，例如在遇到水分时，对地板的防滑有很高的需求。例如，可以将具有创新性的吸收系数的止滑釉材料添加到陶瓷制品中，再加上“物理吸盘”技术，可以让砖块在遇到水分和特殊环境时，不仅能防止打滑，而且还能保持原本的美观。