干壓陶瓷磚常規檢測探討*

張亞濤 劉 磊 秦 嶺 江騰壽 張金鑫

(安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院 安徽 蚌埠 233000)

前言

陶瓷磚按照成形方法可以分為:干壓陶瓷磚和擠壓陶瓷磚。室內裝修用的陶瓷磚大部分是干壓陶瓷磚，干壓陶瓷磚根據吸水率的不同可以分為BIa類(吸水率≤0.5%)、BIb類(0.5%＜吸水率≤3%)、BIIa類(3%＜吸水率≤6%)、BIIb類(6%＜吸水率≤10%)和BIII類(吸水率＞10%)五類[1]。BIa類主要用于地面裝修，BIb類、BIIa類和BIIb類主要用于外墻面裝修，BIII類主要用于內墻面裝修。

隨著社會的發展和人民生活水平的日益提高，以及國內房地產業的蓬勃發展，室內裝修對陶瓷磚的需求急劇增大，市場上出現了眾多陶瓷磚品牌，使用前對陶瓷磚進行質量檢測是確保其質量的重要手段之一，針對判斷陶瓷磚質量好壞的檢測參數較多，每次不可能全部檢測的現實情況，這里主要介紹比較常用的5個檢測項目:吸水率、斷裂模數、破壞強度、抗熱震性和抗凍性。旨在通過對上述五個檢測項目的介紹，以期達到對陶瓷磚常規質量檢測有更進一步的認識，并能在日常檢測工作中做到有的放矢。

1 吸水率測定

吸水率是指陶瓷磚內空隙吸入水分的量所占陶瓷磚質量的比率，是判定陶瓷磚質量的重要指標之一，間接反映陶瓷磚內部空隙的大小和結構的疏密程度，吸水率越大，表明其內部空隙越大、結構越疏松，陶瓷磚的強度越低，反之表明內部空隙越小、結構越致密，陶瓷磚強度越高[2～3]。

1.1 不同測定方法的比較

吸水率有兩種測定方法:即煮沸法和真空法[4]。針對不同類別干壓陶瓷磚采用不同測定方法，其測定結果比較如表1所示。

表1 不同類別干壓陶瓷磚采用不同吸水率測定方法的測定結果[2](%)

從表1中可以看出，真空法與煮沸法測定吸水率的結果比較接近，并且其測定的結果一般不小于煮沸法，原因是真空法試驗時，水能注滿開口氣孔；煮沸法試驗時，水僅能進入部分容易進入的開口氣孔，并且這種現象在越致密的陶瓷磚(吸水率越小的陶瓷磚)中表現的越明顯[5]。

1.2 蒸餾水和自來水對吸水率的影響

煮沸法和真空法測定吸水率時，使用蒸餾水和自來水測得結果存在差異，一般用自來水作浸漬液時，測得的吸水率結果偏小。原因為:自來水中含有的部分礦物成分在試驗過程中堵塞了一些開口的氣孔，使得水分無法進入或全部充滿。并且真空法中存在真空度越高(8～11 k Pa)測得的吸水率越大的現象[3]，原因是:真空度越高，試驗內部封閉的氣孔被打開的越多，導致試樣中進入的水越多，致使測得試樣的吸水率就越高。

1.3 注意事項

1)一般需要10塊磚(每塊磚的質量小于50 g，則需足夠數量的磚使每個試樣質量達到50～100 g)；磚的表面積≥0.04 m2時，只需用5塊磚；若磚的邊長≥400 mm，至少需要3塊磚。

2)煮沸法適用于陶瓷磚分類和產品說明，真空法適用于分類以外吸水率的測定。

3)真空法試驗時一定要先抽真空后加水(若先加水再抽真空，易造成瓷磚中一些閉合的氣孔外包裹了一層水，再抽真空時，這部分封閉的氣孔很難被打開，并最終導致測得的吸水率偏小)。

1.4 吸水率的相關分析

一般檢測中，經常遇到吸水率不合格的現象，究其原因，主要是原料質量(成分和細度)以及生產工藝(壓磚機的壓力和燒成溫度)的影響[3]。吸水率的高低在一定程度上反映了瓷磚質量的好壞，同種類和規格的瓷磚，聲音越清脆悅耳、質量越大，吸水率就越小，間接說明質量就越好，也可以通過在瓷磚背面滴一滴水，觀察水滴消失的速度，速度越快表明瓷磚吸水率越大[6]。

2 破壞強度和斷裂模數的測定

通常以適當的速率向磚的表面正中心部位施加壓力，以測定磚破壞強度和斷裂模數。

2.1 檢測過程

檢測過程[7]:用硬刷刷去試樣背面松散的粘結顆粒。放入溫度高于105℃的干燥箱中(至少24 h)，然后在試樣達到室溫后3 h內進行試驗。將試樣置于支撐棒上，使釉面或正面朝上，試樣伸出每根支撐棒的適當長度。對于凸紋浮雕的磚，在與浮雕面接觸的中心棒上再墊一層適當厚度的橡膠層。中心棒應與兩支撐棒等距，以IN/(mm2·s)±0.2 N/(mm2·s)的速率均勻的增加荷載。

結果處理[7]:只有在寬度與中心棒直徑相等的中間部位斷裂的試樣，其結果才能用來計算平均破壞強度和平均斷裂模數，計算平均值(至少需要5個有效的結果)；如果有效結果少于5個，應取加倍數量的磚再做第二組試驗，此時至少需要10個有效結果來計算平均值。

2.2 較大規格(≥600 mm)干壓陶瓷地磚探討

對于尺寸不小于600 mm的干壓陶瓷地磚試樣(正方形陶瓷磚無縱橫向之分)，一般要進行切割后再進行試驗，規格為800 mm×800 mm×10.5 mm和600 mm×600 mm×9.3 mm的地磚分別按照如圖1、圖2和圖3所示尺寸進行切割，所得試樣分別稱為A類試樣、B類試樣和C類試樣，測得結果如表2和表3所示。

圖1 A類試樣切割法

圖2 B類試樣切割法

圖3 C類試樣切割法

表2 800 mm×800 mm×10.5 mm干壓陶瓷磚

表3 600 mm×600 mm×9.3 mm干壓陶瓷磚

由以上結果可知，A類試樣較B類試樣(標準制樣法制得試樣)所得磚破壞強度和斷裂模數的平均值差別不大，分別相差0.2%和1.9%；C類試樣較B類試樣(標準制樣法制得試樣)所得磚破壞強度和斷裂模數的平均值差別也不大，分別相差0.7%和2.0%。因此，在取樣量不夠7塊時，可參照A類試樣和C類試樣制樣法進行制樣試驗，當產生爭議時，還要以標準制樣法(B類試樣切割法)進行制樣試驗。

2.3 注意事項

1)邊長大于600 mm的瓷磚才稱為超大磚；

2)試樣烘干的要求:溫度高于105℃(至少24 h)；

3)支撐棒直徑的要求:棒的直徑分別為5 mm±1 mm、10 mm±1 mm、20 mm±1 mm；

4)取樣量的要求:18 mm＜邊長≤48 mm的為10塊；48 mm＜邊長≤1 000 mm的為7塊；邊長≥1 000 mm的為5塊。

3 抗凍性的測定

陶瓷磚抗凍性是指其浸水飽和后，在5℃和-5℃之間循環，磚的各表面須經受至少100次凍融循環[8]。

3.1 樣品處理

1)冷凍機裝不下的陶瓷磚可切割成剛好裝下的尺寸，有缺陷的陶瓷磚要做好標記。

2)110℃±5℃干燥箱中烘干至恒重(每隔24 h的兩次連續稱量之差小于0.1%)。

3)先抽真空至40 k Pa±2.6 k Pa，然后引入20℃±5℃的自來水至高出試樣50 mm，保持15 min。

3.2 凍融過程

3.2.1 凍融循環試驗

以不超過20℃/h的速率使磚降溫到-5℃，磚在該溫度下保持15 min。磚浸沒于水中或噴水直到溫度達到5℃。磚在該溫度下保持15 min。重復上述循環至少100次。

3.2.2 檢查試樣，記錄凍融后破壞狀況

100次循環后，用肉眼檢查磚的釉面、正面和邊緣。在試驗早期，如果有理由確信磚已遭到損壞，可在試驗中間階段檢查并及時作記錄。記錄所有觀察到磚的釉面、正面和邊緣損壞的情況，以及產生破壞磚的個數。

3.3 注意事項

1)使用不少于10塊的整磚，并且其最小面積為0.25 m2。

2)盡管陶瓷磚抗凍性試驗中有進行初始吸水率E1和最終吸水率E2測定的過程，但是在產品標準GB/T 4100-2015對抗凍性的技術要求中，沒有提到這兩個參數，故無特殊要求時，陶瓷磚的抗凍性檢測試驗可以不測上述兩個參數值。

3)標準GB/T 4100-2015僅對吸水率不大于3%的陶瓷磚的抗凍性有技術要求——經試驗應無裂紋或剝落，而對吸水率大于3%的陶瓷磚的抗凍性無具體技術要求，并且對于明示準備用在受凍環境中的產品應進行抗凍試驗，一般對明示不用于受凍環境的產品不要求該項試驗。

4 抗熱震性測定

陶瓷磚的抗熱震性是通過試樣在15℃和145℃之間的10次循環來進行測定的[9]，一般根據吸水率的不同而采用浸沒或非浸沒試驗方法。

4.1 注意事項

至少5塊整磚，對于超大的磚(即邊長大于400 mm的磚)，有必要進行切割，切割盡可能大的尺寸，其中心應與原中心一致。

4.2 浸沒試驗和非浸沒試驗的選擇

1)漫沒試驗。吸水率不大于10%(質量分數)的陶瓷磚，垂直浸沒在15℃±5℃的冷水中，并使它們互不接觸。

2)非漫沒試驗。吸水率大于10%(質量分數)的有釉磚，使其釉面朝下與15℃±5℃的低溫水槽(水槽上放置一塊鋁板，并與水面接觸，然后將粒徑為0.3～0.6 mm的鋁粒覆蓋在鋁板上，鋁粒層厚度約為5 mm)上的鋁粒接觸。

4.3 時間的要求

在低溫(15℃±5℃)下保持15 min后，立即將試樣移至145℃±5℃的烘箱內重新加熱達到此溫度后保持20 min，后立即將試樣移回低溫(15℃±5℃)的環境中。

4.4 抗熱震性技術要求

標準GB/T 4100-2015中對瓷磚的抗熱震性無具體的技術要求，試驗只給出結果，不做評判，客戶可根據自己的實際要求，來判斷該瓷磚能否可使用。

5 總結

1)陶瓷磚吸水率檢測時，除了要注意試驗方法(煮沸法和真空法)的選擇外，還必須確保使用蒸餾水進行試驗；

2)進行尺寸不小于600 mm的干壓陶瓷磚破壞強度和斷裂模數測定時，如若試樣量不夠，可以在長度方向的兩側(長方形陶瓷磚)或中心線兩側(正方形陶瓷磚)進行取樣試驗，產生爭議的情況除外；

3)抗凍性試驗只對吸水率不大于3%的陶瓷磚有具體的技術要求，如無特殊要求，抗凍性試驗可以不做初始吸水率E1和最終吸水率E2的測定；

4)抗熱震性試驗前必須先確定試樣的吸水率，然后再根據吸水率確定選用浸沒試驗還是非浸沒試驗，并且抗熱震試驗只給出結果不評判。