Безопасность керамической плитки

Испытания проводятся на одиннадцати образцах размерами 100 мм × 100 мм, полученных путем разрезания плитки, таким образом, чтобы образцы включали различные цветовые оттенки и узоры, если они имеются на рабочей поверхности.

Число оборотов по каждому этапу истирания составляет: 100; 150; 600; 750; 1500; 2100; 6000 и 12000.

После проведения испытаний на износостойкость образцы прополаскивают, высушивают и помещают под источник света, интенсивность освещения, поверхности образцов которого равняется 300 люкс. Считается, что образец не выдержал определенной фазы испытания на износостойкость, если подвергшийся истиранию участок четко различим. Плитка, которая выдерживает 12000 оборотов истирания, и поверхность которой после испытания и очистки соответствует стандарту EN ISO 10545 — Часть 14, причисляется к категории 5.

Был выбран метод анализа с применением воды (так называемый «метод PEI»), описываемый в ранее действующем стандарте UNI EN 154, который заменяет метод сухого анализа (так называемый метод МСС). В методику испытаний были внесены некоторые изменения для оптимизации системы наблюдения. Наблюдаемые образцы помещаются в бокс, сторона которого равна 61 см, выкрашенный внутри нейтральной серой краской для того, чтобы избежать нежелательного отражающего эффекта. Источник освещения с температурой цвета от 6000 до 6500 К (температура зависит от длины волны и, следовательно, от цвета светового излучения) должен быть экранирован, и интенсивность на наблюдаемом образце должна составлять 300 люкс. Самые важные изменения, внесенные в стандарт, касаются классификации продукта; была введена «категория ноль»: плитка, которая предназначается для облицовки пола, должна выдерживать (то есть не показывать следов истирания) 100 оборотов при испытании на износостойкость, в противном случае плитка классифицируется как предназначенная для облицовки стен; уменьшено число этапов по каждой категории истирания. Это сделано для того, чтобы упростить методику исытаний, не приуменьшая их значимость; была добавлена «категория 5» устойчивости для того, чтобы должным образом отличать новые типы продуктов, которые обычно определяются как «высокопрочные». При определении этой новой категории устойчивости было решено, что одной только устойчивости к истиранию недостаточно, особенно с учетом тех жестких рабочих условий, в которые может быть помещена плитка. На практике необходимо, чтобы высокая механическая прочность поверхности сочеталась с высокой стойкостью к загрязнению.

По этой причине учитывалась как разработка новых продуктов (производство «технических» материалов с высокой степенью поверхностной стойкости), так и потребительский спрос на плитку, которая не только не теряет своих эстетических свойств, но и обладает хорошими функциональными характеристиками, а именно легкостью очистки (удаления пятен) и, следовательно, гигиеничностью. 
           Определение линейного терморасширения.

Данный метод испытаний применяется ко всем типам керамической плитки.

Для выполнения данного испытания необходимо обрезать перпендикулярно два образца на центральном участке плитки. Длина образцов должна соответствовать измерительному оборудованию. Участок поперечного сечения должен быть более 10 мм2, а каждая сторона сечения должна иметь длину менее 6 мм. При проведении испытаний на глазурованной плитке глазурь следует удалить.

Образцы сушат, после чего при помощи штангенциркуля при температуре среды измеряют их длину.

Каждый образец помещают в устройство, повышающее температуру на 5°С в минуту. В самом начале и в течение периода нагревания измеряют длину образца.

Коэффициент линейного терморасширения (a) выражается по первой десятичной цифре ×106 на градусы Цельсия формулой:

 

α =1/L0 * ∆L/∆t                                                                                            (4)

 

где:

L0 = длина образца при  температуре среды; 
          ∆L = увеличение длины испытательного образца; 
          ∆t = повышение температуры. 

          Определение стойкости к термоударам.

Данная методика применима со всеми типами керамической плитки при нормальных условиях применения.

Испытание должно проводиться, по крайней мере, на пяти образцах, на которых в момент начала испытаний отсутствуют дефекты.

Процедура состоит в том, чтобы подвергнуть испытуемую плитку 10 температурным воздействиям. При этом перепады находятся в промежутке между температурой холодной воды и температурой немного выше температуры кипящей воды, то есть между 15°С и 145°С. В случае, если водопоглащение плитки не превышает 10%, то самый низкий предел температуры достигается путем полного погружения плитки в открытую ванну с температурой воды 15°С. Если же водопоглащение плитки превышает 10%, то ванна с водой накрывается алюминиевой пластиной, на которую укладывают слой алюминиевых шариков, а глазурованная поверхность плитки должна находиться в соприкосновении с этим слоем.

В обоих случаях после пяти минут выдерживания при низкой температуре образцы помещаются в печь с температурой 145°С приблизительно на 20 минут, а потом снова немедленно остужаются до низкой температуры.

          Определение расширения под паром.

Данный метод испытания применяется ко всем типам керамической плитки.

Для проведения испытания необходимо иметь 7 целых плиток. От центра каждой плитки отрезается проба максимальной длиной 10 см и минимальной шириной 3,5 см. В случае проведения испытаний на экструдированной плитке, проба  берется по направлению экструзии.

Пробы обжигаются в печи при температуре 550°С, а затем охлаждаются  до температуры среды.

Длина каждой пробы определяется микрометром и сравнивается с заготовками из сплава инвар соответствующих размеров. Данное измерение повторяется два раза с интервалом в три часа.

Пробы помещают в кипящую воду на 24 часа. При этом необходимо убедиться, что слой воды покрывает пробы на пять сантиметров, и что сами пробы не касаются друг друга.

После того, как пробы вынимают из воды, они остывают в течение одного часа, после чего с интервалом в три часа два раза измеряется их длина.

Расширение под паром, выраженное в мм/м, определяется формулой:

 

1/L * 100                                                                                                 (5)

 

где:

l = разность между средними  показателями измерений, проведенных  после обработки в кипящей  воде и средним показателем  измерений, выполненных до обработки  в кипящей воде (мм); 
          L =начальная длина (мм). 

          Устойчивость к образованию кракелюров на глазурованной плитке.

Данный метод испытания применяется ко всем типам керамической глазурованной плитки за исключением тех, на которых кракелюры являются изначальной характеристикой продукта.

Для испытания как минимум необходимо 5 целых плиток. Только в случае, если плитки имеют чрезвычайно большие размеры, допускается их разрезание. На начальном этапе испытаний на плитке не должно быть кракелюров.

После того, как образцы помещают в автоклав, давление постепенно повышают до 500 кПа (t = 159°С) и выдерживают плитку при этих величинах в течение двух часов.

После максимально возможного быстрого понижения давления до давления окружающей среды и после охлаждения образцов на их глазурованную поверхность наносится водный раствор метиленовой сини, которую затем удаляют.  
Смысл данной обработки состоит в том, чтобы выделить возможные кракелюры, которые в противном случае остаются невидимыми.

Поверхность глазурованных испытуемых образцов осматривается с целью определения наличия или отсутствия кракелюров. При этом внимание обращается на то, чтобы не спутать кракелюры с царапинами и трещинами. 
          Определение морозостойкости.

Данный метод испытания применяется ко всем типам керамической плитки, предназначенной для использования в условиях низких температур с присутствием влаги.

Испытание проводится на поверхности, минимальная площадь которой составляет 0,25 м2, с использованием не менее 10 целых плиток без дефектов.

После высушивания плитки для достижения ею постоянного веса плитку помещают в вакуумный контейнер с давлением (60±4) кПа ниже атмосферного давления, после чего в контейнер пускают воду, поддерживая вакуум в течение 15 минут. Затем восстанавливают атмосферное давление.

Таким образом определяется начальное водопоглащение (до начала заморозки и разморозки), показатель которой выражается формулой:

 

Е1 = [(m2 – m1)/m1]100                                                                          (6)

 

где:

m1 = вес сухой плитки; 
          m2 = вес плитки после водопоглащения.

 

Вся плитка помещается в климатическую камеру, температурный контроль в которой осуществляется (когда это представляется возможным) путем введения термопары в отверстие, проделанное в типовой плитке анализируемого образца.

Цикл заморозки и разморозки состоит из следующих этапов:

• охлаждение плитки до температуры –5°С со скоростью 20°С в час;

• выдерживание плитки при температуре –5°С в течение 15 минут;

• заливка воды, имеющей температуру (20±5)°С, для того, чтобы довести плитку до температуры +5°С;

• выдерживание плитки при температуре +5°С в течение 15 минут.

Описанный цикл должен быть повторен минимально 100 раз, после чего образцы взвешиваются (m3), высушиваются до постоянного веса (m4) и осматриваются невооруженным взглядом.

При помощи формулы:

 

Е2 = [(m3 – m4)/m4]100                                                               (7)   

 

рассчитывается окончательная величина водопоглащения, и фиксируются все повреждения на рабочей поверхности и по краям плитки.

Изменения, внесенные в стандарт EN 202, позволяют ускорить проведение испытания, чтобы провести большее число циклов в разумный промежуток времени. Известно, что повреждения в результате переохлаждения являются в большей степени следствием прохождения большого количества температурных циклов, (то есть количества прохождений через температуру 0°С, границу изменения состояния «вода/лед»), чем воздействия самой низкой температуры. Очень важным параметром является также и скорость охлаждения (особенно при приближении к 0°С), к которой привязана скорость образования льда и возникновение напряжений, способных вызвать разрушение плитки. Технические условия предписывают «повторить цикл минимум 100 раз», указывая также на то, что в случае особых климатических условий по договоренности с заказчиком число циклов при проведении испытания на морозостойкость может быть увеличена. 
         Определение химической стойкости.

Данный метод испытания применяется ко всем типам керамической плитки для определения химической стойкости при температуре окружающей среды.

По крайней мере, 5 экземпляров взятой для проведения испытаний плитки должны подвергнуться воздействию каждого из приведенных типов водного раствора.

Сама же плитка перед началом испытаний должна быть подготовлена следующим образом:

• обрезана по размеру (50 × 50 мм), если испытания проводятся на неглазурованной плитке;

• плитка может быть целой или разрезанной на части при проведении испытаний на глазурованной плитке.

Неглазурованная плитка: после того, как полученные образцы неглазурованной плитки погрузили в испытательные растворы на 12 дней, их вынимают и на 5 дней оставляют под проточной водой; затем их помещают в кипящую воду на 30 минут, просушивают и визуально осматривают для определения изменений, произошедших на рабочей поверхности, на обрезанных и необрезанных краях.

Глазурованная плитка: глазурованная поверхность плитки выдерживается под действием испытательных растворов в течение периода, после чего поверхность очищают, высушивают, оценивают эффект воздействия растворов на поверхность. В случае невозможности проведения испытания, тип плитки определяется, как «Не подлежит стандартной классификации», и классификация проводиться на основании визуального анализа. 
         Определение стойкости к загрязнению.

Данный метод применяется ко всем типам рабочих поверхностей керамической плитки для определения их стойкости к загрязнению.

По крайней мере, 5 испытательных образцов плитки после предварительной очистки и сушки подвергаются воздействию (в течение 24 часов) каждого из ниже перечисленных загрязняющих реагентов.

Удаление загрязняющих реагентов производится на последующих этапах при помощи различных очищающих веществ.

Классификация результатов проводится на основе визуального анализа: категория 1 соответствует большей простоте удалении пятен, категория 5 свидетельствует о том, что невозможно удалить какой-либо загрязняющий реагент, или же о том, что в результате загрязнения рабочей поверхности было нанесено неисправимое повреждение. 
         Определение выделения свинца и кадмия из глазурованной плитки.

Данный метод применяется ко всем типам рабочей поверхности керамической глазурованной плитки. Этот метод не был включен в Европейские Стандарты UNI EN, но применяется в американском стандарте ASTM С-895. При помощи данного метода определяется количество свинца и кадмия, которые в результате действия кислого растворителя (уксусной кислоты) выделяются из глазури. Речь идет о тех видах плитки, которые применяются при облицовке помещений кухонь или зон пищеблоков.