陶瓷砖防滑性能检测与应用探讨*

王永强　陈志川　王少华　龚　明　王瑞峰　古战文

(1东莞市唯美装饰材料有限公司　广东 东莞　523000)(2 高安市陶瓷工程中心暨国家陶瓷产品质量监督检验中心(江西)宜春建筑卫生陶瓷产品分中心　江西 高安　330800)



陶瓷砖防滑性能检测与应用探讨*

王永强1陈志川1王少华1龚明2王瑞峰1古战文1

(1东莞市唯美装饰材料有限公司广东 东莞523000)(2 高安市陶瓷工程中心暨国家陶瓷产品质量监督检验中心(江西)宜春建筑卫生陶瓷产品分中心江西 高安330800)

防滑性是陶瓷地砖的一个重要使用功能。笔者比较了不同制备工艺下陶瓷砖的防滑效果，探讨了不同测试设备在研发与生产应用中的优缺点，评估了各自最佳的应用和测试场合，并分享了企业在防滑瓷砖设计、研发和生产中的心得体会，希望对陶瓷砖防滑国家标准完善及产品开发提供有益的参考。

陶瓷砖防滑静摩擦系数(SCOF)动摩擦系数(DCOF)

前言

2015年我国首次对最新发布的《陶瓷砖》国家标准GB/T 4100 - 2015附录M中摩擦系数规定了数值，因而纳入了防滑性能技术标准指标，便于质量监管部门在监督抽查中将该指标纳入法定检验项目，而且进一步要求生产企业在产品包装标识标注中包含防滑性能或防滑等级信息，也将有效促进建筑施工方和消费者在地砖产品的选择和使用时更加重视这一重要安全性能指标。

我国在建筑陶瓷地砖防滑研究方面起步较晚，技术文献和相关专利方面报道制备工艺技术题材较多：如公开号CN102491789A[1]、CN201011090[2]、CN101445393[3]、CN102731164A[4]发明专利均涉及一种防滑印刷釉及其制造方法和应用，CN202658086U[5]、CN1974471[6]发明专利涉及了制备工艺和涉及方面的内容。浙江大学、华南理工大学、佛山出入境检验检疫局、咸阳陶瓷设计研究院等在建筑地面抗滑性能检测技术方面综合研究比较全面，是国内这方面文献报道较深入的机构[7～10]。

然而随着企业对于陶瓷防滑性地砖生产和研究的越来越重视和深入地开展，对于如何科学选用最适合企业实际的各种防滑工艺、防滑标准和防滑仪器存在越来越多的争议和看法。笔者主要探讨了基于陶瓷企业实际生产和新产品开发应用上的一些心得体会，以供大家参考。

1　国内外常用检测防滑性技术标准分析

测量一种产品防滑性能可采用各种各样的方式进行，然而目前国际上至今没有一种被承认的通用的测量方法和标准。表1总结归纳了国内外较为典型的检测技术标准和检测仪器[7]。

表1　国内外常用检测技术标准和检测仪器

防滑性能与不同建筑地面环境下物体表面不同接触状态密切相关，对于陶瓷地砖材料应用的大部分场所来说，主要研究对象为不同鞋底材料或者赤足状态下在干燥状态、潮湿状态、水—洗涤剂浸渍状态、植物油浸渍状态、机油浸渍状态共5种不同接触状态下的静摩擦系数变化关系[11]。

目前，防滑陶瓷砖主要是通过喷洒或涂抹防滑剂、腐蚀剂、选用特殊干粒材料、凹凸模具、高温防滑印花釉等方式将砖体表面制成具有宏观或微观的凹凸起伏不平的结构，利用这种结构和鞋底在压力下产生的机械咬合作用以及真空吸附作用达到防滑效果[12]。

2　实验过程

根据陶瓷企业实际情况，选用上述a,b,c这3种防滑检测原理对应的SCOF、VIT、DCOF 3种检测设备，分析归纳总结了不同品类、各种防滑工艺、不同测试方法、不同测试环境相应防滑数据变化，研究探讨了最适合陶瓷企业生产和新产品研发应用的防滑工艺和检测设备，从而达到进一步指导研发、生产实践、终端销售推广的目的。

2.1实验仪器及设备

实验使用的防滑测试仪有:①可变倾角摩擦测定仪(English XL.VIT);②GB/T4100-2015(附录 M)静摩擦系数测定仪;③SC-CZH倾斜平台测试仪;④动摩擦系数测定仪BOT3000;⑤数显式电子游标卡尺，并根据各设备说明书或标准要求进行测试。

2.2测试表征

防滑性能的测试是一个非常特殊而复杂的过程，测试过程必须确定：测试的材质(如4S橡胶)、测试条件(如干燥或潮湿)。笔者在这里主要探讨了SCOF、DCOF、VIT和倾斜平台DIN这4种方法。

对于不同样品表面微观分析，采用扫描式电子显微镜700倍检测的方法；而对于不同凹凸程度模具表面样品宏观形貌的研究，采用目视结合数显式电子游标卡尺测量模具最凹凸落差和平均凹坑深度的方法来描述。

3　结果与讨论

笔者汇总了近十几年来唯美集团开发的典型品类中的代表性工艺产品，对比检测不同品类、不同工艺手段、不同检测方法防滑数据，分析了基础交叉判断数据，探讨了运用何种检测仪器和方法更符合陶瓷企业生产和研发实际，何种方法更能充分反映其真实的防滑性能。

3.1不同品类与工艺产品防滑性数据分析

通过汇总不同品类与工艺产品，对比检测防滑性结果数据结果(见表2)。

表2　不同品类与工艺产品防滑性数据

*注：1)防滑检测环境分别有干燥状态、潮湿状态、水—洗涤剂、机油涂布状态等4种，VIT SCOF DCOF进行取样抽测时至少10组，取平均值。

2)限于工厂实际条件，DIN数据均为专业送检单组检测数据：下划线数据来源于佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心，对应标准为DIN 51130-2010；无下划线数据来源于高安陶瓷工程中心，对应标准为GB/J 26542-2011。

综合以上数据可以看出，不同材质不同后期处理工艺建筑陶瓷地砖，相应防滑性能明显不同：

1)具有凹凸模面或者经过干粒、防滑釉工艺处理的釉饰瓷质砖、小规格仿古砖、金属釉的防滑性能无论采用哪种测试方法和检测介质普遍数据都比较高，由此说明具有这些工艺特点的品类是市场上陶瓷地砖产品防滑性效果较佳的首选产品。

2)普通淋釉、点抛、半抛、亚抛处理的釉饰瓷质砖，以及抛光类产品，如微晶石、抛光砖、全抛釉大理石产品，即使存在抛坯和抛釉的不同材质区别，其湿防滑系数数据随表面处理后平滑度稍有不同，整体降低幅度都是比较明显的，但采用BOT3000和VIT仪器与实践生活经验更加吻合。

3)按实际生活经验吻合性、数据可重复再现性、便携性排序为：BOT3000、VIT、DIN、SCOF。

3.2不同工艺与不同防滑检测方法效果分析

本实验的主要目的是为探讨评估各种工艺方案在工厂产品生产应用的操作性，为此选取大生产烧成温度在1 170 ℃下两个不同DCOF湿摩擦动态防滑系数的釉饰地砖品种对应釉料配方(DCOF湿摩擦动态防滑系数大约分别为0.42和0.60)为主要研究对象。

3.3不同凹凸表面模具防滑效果

分别采用喷釉和淋釉，在表面不做任何装饰处理下采用国标SCOF/VIT/美标DCOF测试不同凹凸深度的相应制品(见图1、表3)，防滑性和最终效果影响结果见表4。

(a)300 mm×300 mm普通仿古砖(b)星型六角进口转(c)凹凸仿青石

图1　不同凹凸程度模具产品示例

续表4

根据表4中的数据，同时结合分析不同仪器结构特性(见表5)。

表5　不同防滑检测仪器结构特性

1)采用BOT3000测量凹凸模具的产品数值检测为机器自动化取样取平均值，这是由防滑仪器软硬件结构设计决定的：仪器最核心关键的检测头须与4个滑轮在同一个平面内，一旦出现悬空或者上坡将导致数据大幅波动增加。

2)VIT仪器的测试原理和设计较好地模拟了行走时鞋底与地面接触一瞬间滑倒的场景。该仪器小巧易携带，经济且精确，特别适合实验室辅助检测，但其缺点是仪器故障率高，对调试校准操作难度要求比较高，从而影响可重复性。

4　结论

采用GB/T 4100-2015(附录M)国标静摩擦系数测试方法，抛光类产品湿防滑系数数据普遍下降幅度不大，同时对于不同凹凸表面的产品，模具凹凸面凹凸程度越大，实测数据往往可能偏低，这与生活中实际体验有不一致的现象，一方面可能跟检测过程数据校正的严谨性有关；另一方面也与模具最高点总体接触表面面积大小和微观结构密切相关。因此在做实际安全评估的时候，其可靠性仍然值得商榷。

一般来说倾斜平台法无论对瓷砖表面微观还是宏观结构通用性均较强，得到绝大多数欧美企业和机构广泛的肯定，然而对于陶瓷企业日常生产和研发来说，采用倾斜平台法具有成本高，检测流程周期长的现实缺点，倾斜平台法作为辅助校准抽测对照更为现实。

通常采用哪一种陶瓷防滑工艺，选用哪一种防滑性检测仪器和参考标准是没有固定的模式和绝对统一标准的，对于陶瓷生产和新产品开发过程来说，尤其是在室外或者工厂实验室条件下笔者倾向于推荐使用美国VIT和DCOF仪器为主，SCOF和DIN仪器作为标准参考为辅。

1蔡国桢,杜文男.防滑印刷釉及其制造方法和应用[P].中国，CN102491789A，2011-11-14

2毛海燕.一种防滑陶瓷抛光砖[P].中国，CN201011090,2006-12-26

3荣继华.一种陶瓷釉面砖表面防滑剂及其制备方法[P].中国，CN101445393,2008-12-07

4赵白弟.一种用于地砖的防滑釉[P].中国，CN102731164A,2012-06-27

5符日明.一种耐磨防滑地砖[P].中国，CN202658086U,2012-01-10

6罗杰华,骆建民,霍建强,等.表面具有部分抛光和凹凸堆积纹理的陶瓷砖制造工艺[P].中国，CN1974471，2006-12-05

7尹毅颖.建筑地面抗滑性能检测技术的研究[D]：[硕士学位论文].杭州：浙江大学,2010

8赵江伟.陶瓷地砖防滑性能的检测与评价[D]：[硕士学位论文].广州：华南理工大学,2014

9毛瑞,等.陶瓷地砖防滑性能测试研究[J].中国陶瓷,2009,45(4):49～51

10时志洋.陶瓷地砖防滑性能试验方法的对比研究[J].全国性科技核心期刊——陶瓷,2010(7):43～45，54

11Kai Way Li,Wen-Ruey Chang,Tom B Leamonbet al.Floor slipperiness measurement: friction coefficient, roughness of floors,and subjective perception under spillage conditions[J].Safety Science,2004,42(6):547～565

12余水林,等.防滑瓷质砖的制备工艺综述[J].佛山陶瓷,2011,21(11):20～22

Test of Slip Resistance of Ceramic Tiles and Its Application

Wang Yongqiang1,Chen Zhichuan1,Wang Shaohua1,Gong Ming2,Wang Ruifeng1,Gu Zhanwen1

(1 Dongguan Wonderful Decoration Materials Co. Ltd,Guangdong，Dongguan，523000)(2 Ceramic Engineering Center of Gaoan and National ceramics product quality supervison and inspection (Yichun of Jiangxi) Building and Sanitary Ceramic Testing Center, Jiangxi,Gaoan,330800)

Slip resistance is an important function of ceramic floor tiles. In this work, we compared different influence of anti-slip effect under varied preparation conditions, as well as discussed advantages and disadvantages related to different kinds of anti-slip measurement instruments. Moreover, respective optimal application and test case was assessed. Finally, we shared anti-slip floor tiles design, development and production application research experience, which provided a benifit reference for the improvement of anti-slip stantard of ceramic tiles and the development of related products.

Ceramic tiles; Slip resistance; SCOF; DCOF

王永强(1973-)，大专，研发总监；主要从事建筑陶瓷的研究

TQ174

B

1002-2872(2016)08-0031-06