陶瓷砖性能检测与分析

2020-02-18郑钦烽

建材与装饰 2020年26期

关键词：陶瓷砖吸水率放射性

郑钦烽

（广东省肇庆市质量计量监督检测所，广东肇庆 526000）

0 引言

陶瓷砖是现代建筑工程领域不可或缺的建材之一。随着生产技术的提高，陶瓷砖的性能也得到进一步提升，如果陶瓷砖质量无法保障，既会影响工程质量，也会留下安全隐患。所以，加强陶瓷砖检测就成为质监系统的重要工作之一。

1 陶瓷砖综述

1.1 陶瓷砖定义

陶瓷砖制作原料是黏土和相关无机非金属材料，制造工艺有成型和烧结等，产品为板状或块状的陶瓷制品，在装饰领域、建筑物保护层、构筑物的墙地面等方面应用广泛。成型方法为室温条件下干压或挤压成型，干燥后在固定温度下烧制成型。

1.2 陶瓷砖分类

（1）按成型方法分类，陶瓷砖分为挤压成型陶瓷砖和干压成型陶瓷砖。其中，干压成型陶瓷砖按吸水率分为瓷质砖（E≤0.5%）、炻瓷砖（0.5%＜E≤3%）、细炻砖（3%≤E≤6%）、炻质砖（6%≤E≤10%）和陶质砖（E＞10%）。

（2）按有无釉面分类，陶瓷砖可分为釉面砖和无釉砖。地砖按釉面状况分有釉地砖和无釉地砖两种。有釉地砖主要用于卫生间、厨房的地面装饰，与内墙砖配套使用。

（3）按照材质进行分类，按照其吸收率分为瓷质砖，其吸水率为≤0.5%、陶瓷砖，其吸水率0.5%～10%之间。

（4）按照应用特性进行分类，主要分为陶瓷锦砖、釉面内墙砖、陶瓷墙地砖。

1.3 陶瓷砖主要性能及指标

1.3.1 吸水率

在一定条件下，瓷砖能吸入的水分与砖重的比率就是吸水率。吸水率是一个衡量瓷砖性能最重要的指标，它反映了瓷砖内部的玻化程度，吸水率越低其玻化程度越好，产品越不容易吸污，产品越经久耐用。

以玻化砖为例，国标：平均值≤0.5%。

与吸水率相关的几个生产环节：压机成型、烧成时间。

1.3.2 光泽度

试样在镜面方向的相对反射率乘100。光泽度主要用来形容砖的反光、倒影效果，光泽度越高装饰效果越好，玻化砖光泽度在60度以上。

国标：≥55度。

1.3.3 莫氏硬度

表示产品抵抗外来机械作用的能力。莫氏硬度共有十个等级，分别为滑石1级、石膏2级、方解石3级、莹石4级、磷灰石5级、长石6级、石英7级、黄玉8级、刚玉9级、钻石10级。玻化砖莫氏硬度为7级，相当于石英的硬度。

1.3.4 放射性

某些特殊元素在电子跃迁过程中质子的分裂时，会产生一些对人体有害的射线，我们把元素具有的这种性质叫放射性。放射性在国家检测中有A、B、C三个等级。

1.3.5 耐磨性

耐磨性是用在一定的作用力、一定的磨料、一定的转数下磨出的陶瓷砖粉的体积来描述的，磨下来的陶瓷砖粉越多，耐磨性能就越好。耐磨性是反映瓷砖使用寿命的重要指标，耐磨度数值越小使用寿命越长。

1.3.6 防污性

防污性能的测定是用在标准的易产生痕迹的污染物涂在砖的表面上，过一定时间后用不同种类的清洗剂来清洗，从而确定陶瓷砖面的防污效果。陶瓷的防污性能，主要是由于瓷砖表面存在针孔或者陶瓷玻化程度不彻底造成的。

2 陶瓷砖检测的重要意义

2.1 保障工程工期

建设工程施工以前都要编制施工进度，保障工程按部就班推进。如因工程推进中陶瓷砖质量不达标而造成工程延误工期或工程质量不合格，就要重新编制施工计划再施工，造成重大损失。所以，陶瓷砖检测对于建设工程领域意义重大。

2.2 保障用户安全

陶瓷砖是建筑装饰的基本建材，质量是否达标与用户后期应用安全息息相关。曾有案例显示，个别地区出现陶瓷砖放射性超标情况，对用户身心健康造成不良影响。又如，大面积应用于建筑墙面装饰的陶瓷砖不合格，会对用户居住安全造成隐患。因此，把好陶瓷砖检测关，能保障用户使用安全。

2.3 保障生产厂家效益

建材市场竞争激烈，保障产品质量、打响企业品牌是陶瓷砖生产企业发展的必由之路。生产商只有不断提高技术水平，增强陶瓷砖性能，才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。因此，通过陶瓷砖检测检验，可以促使生产商研制出高质量陶瓷砖，更好地提升生产效益。

3 陶瓷砖性能检测的主要内容

3.1 检测陶瓷砖平整度

陶瓷砖是装饰建材，其平整度是否达标对装饰和应用效果有直接影响，因此，平整度首当其冲是检测的重要指标。现在，主要用平台塞尺法和千分表法来检测陶瓷砖平整度。平台塞尺法主要用合金钢制平尺来检测。检测步骤是，用合金钢尺高进要进行平整度检测的陶瓷砖部位，观察陶瓷砖表面与钢尺之间的空隙数值是否合乎规定范围。如空隙不超出规定范围，则检测合格；如超出规定范围，则检测不合格。千分表法的检测思路是，观察检测陶瓷砖测试件，构建数学模型后，把测试数据套入数学模型，进而计算出平整度数据。

3.2 检测陶瓷砖吸水率

因为陶瓷砖生产厂家的技术水准和生产设备不一而足，所以陶瓷砖质量也千差万别。陶瓷砖的吸水率是检测陶瓷砖质量的重要指标。陶瓷砖内部结构密实，空隙较少，强度较高，则吸水率低。陶瓷砖内部松散空隙较大，强度较低，则吸水率大。测试数据证明，陶瓷砖吸水率不合格的主要原因有：①原料变化；②球磨细度的变化；③成形压力的变化；④烧成温度的波动；⑤测试方法的偏差等。我国通用的检测陶瓷砖吸水率的方法有真空法和煮沸法。

3.2.1 真空法检测吸水率

对陶瓷砖进行烘干，直至质量不再变化，用真空容器放置竖直状态的陶瓷砖。陶瓷砖之间要留有一定距离，避免接触。将去离子水注入真空容器，水面高于陶瓷砖5cm。对容器用10kPa的大气压强抽真空，30min后停止抽真空，在水中浸泡陶瓷砖，15min后取出。将一块浸湿过的麂皮用手拧干，将麂皮放在试验平台上依次轻轻擦干每块砖的表面，对于凹凸或有浮雕的表面应用麂皮轻快地擦去表面水分，然后立即称重并记录，与干砖的称量结果进行比对。

3.2.2 煮沸法检测吸水率

将陶瓷砖用切割机切割为10cm的测试样，放置于烘箱中进行干燥，直至恒重，冷却后称重量。在加热容器中竖直放置测试样，避免互相接触。测试样上下方均流出5cm的水。加热水直至沸腾，保持该状态2h，之后停止加热，直至冷却到室温，保持4h。用拧干水分的鹿皮擦拭测试样的表面水分，称重并记录，与干砖的称量结果进行比对。

3.3 检测陶瓷砖放射性

3.3.1 放射性检测的缘由

陶瓷砖的放射性是陶瓷砖检测的重要指标，这是由《建筑材料放射性核素限量》标准规定的。多年的检测经验表明，其放射性主要来自于矿物原料和辅助材料。具体来说，其中有锆英粉、矿石砂泥、硅酸锆、陶瓷色釉料等。陶瓷砖主要是检测材料中的天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射比活度。

在陶瓷砖市场领域中，许多用户存在陶瓷砖具有放射性的误区，有人认为家具装饰放射性不合格，是陶瓷砖铺贴之后造成的；有人认为，陶瓷砖颜色越白放射性越低；有人认为，打着“环保”“绿色”标识的陶瓷砖就一定合格，这些认识都有一定偏差。质监系统只有严格检验陶瓷砖放射性指标，才能在一定程度上尽量避免装饰建材放射性对人体的伤害。建材放射性要选取先进仪器和科学的方法，并与国家标准认真比对；对于放射性不合格产品，要明示生产商对工艺进行改良，对原材料进行调整。检测合格的产品才能进入市场。

3.3.2 放射性检测的方法

放射性检测主要通过对放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射比活度的测试，进而计算陶瓷砖内照射指数及外照射指数，然后鉴别陶瓷砖放射所属类别。该流程选用γ谱仪来检测，首先随机选取测试样2份，重量均不低于2kg，一份用于检测，一份用于封存留样。对测试样破碎研磨，直至粒径≤0.16mm，放入样品盒进行称重密封。检测中，样品天然放射性衰变链趋于平衡后，在测量条件与标样测量条件一致情况下，选用低本底多道γ能谱仪对其进行放射性元素比活度测量，然后计算。

3.4 检测陶瓷砖胶粘剂

陶瓷砖胶粘剂不达标而造成破碎会对人造成一定程度的伤害，所以质监系统也对陶瓷砖胶粘剂进行检测。常见胶粘剂主要有反应型、溶剂型、水分散型、高柔性、乳液型、环氧类、水泥基类胶粘剂以及水分散聚合物水泥砂浆。由于个别不法厂商对胶粘剂掺杂使假，造成不良影响。通常对胶粘剂的检测有JGl58—2004拉伸粘结强度检测方式、DB33/T1054—2008和JGJ253—2011拉伸粘结强度的方式。