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一、耐磨標準介紹
耐磨性作為建筑材料產品的一項重要指標,受到建筑主體材料和建筑裝飾裝修材料生產企業及消費者的關注。目前我國建筑材料產品耐磨性試驗方法主要有:水泥膠砂試驗方法、無釉磚耐磨深度的測定方法、有釉磚表面耐磨性的測定方法、天然飾面石材耐磨性試驗方法、人造石耐磨性試驗方法等。國外石材耐磨性試驗方法標準主要有:美國ASTM C 241、ASTM
C 1353標準和歐盟BS EN 14617-4標準。
耐磨性通常是指在規定條件的作用下,經過規定轉數的磨損后,樣品表面的損耗程度,也稱耐磨度。不同產品及其采用的標準中,試樣的規格、加載重力、研磨方式和規定的轉數是不同的,從而耐磨度的計算方法也各不相同。
二、石材耐磨性標準試驗方法
本文是按照《天然大理石建筑板材》( GB19766—2005)附錄A和《樹脂型人造石板材》(DB44/T 768—2010)附錄A試驗方法開展的試驗,試驗步驟如下:
(一)將具有一面為拋光面的樣品切割為長、寬尺寸為50±0.5mm,厚度為15~20mm,并將試樣被磨損面的棱磨圓至半徑為0.8mm弧度。
(二)將天然石材置于溫度為105 cC±2℃的恒溫干燥箱中干燥24h,將人造石置于真空度為0.07MPa,溫度500C +5℃的真空干燥箱內干燥24h。
(三)將其放置干燥器中,冷卻至室溫,稱其質量,精確至0.02g。在磨盤上研磨225轉,磨料為0.25mm的白剛玉,磨完之后去除試樣刷掉粉末,再將其稱量,精確至0.02g,見圖1。
(圖1 耐磨試驗機)
(四)將其浸泡在水中1h,分別稱量在空氣中和水中的質量,精確至0.02g。
(五)按以下公式進行計算:
式中:Ha=耐磨度,1/cm3;
G=樣品的體積密度,g/ cm3;
Ws=試樣的平均質量(原質量加上磨后質量除以2),g;
?。?sub>a=研磨后質量損失,g。
三、不同下料速度對石材耐磨性參數的影響
由于本實驗設備沒有記錄下料速度的流量計,無法控制每次下料速度完全一致。所以,在試驗過程中,設定好下料閥門,在不改變下料閥門情況下,本文采用實驗前、中、后記錄下料速度,取三者平均值,記錄下料速度。根據石材耐磨性標準試驗方法,分別對人造崗石、人造石英石、天然花崗石、天然大理石進行試驗,結果分別見表1、表2、表3、表4。
表1人造崗石下料速度與耐磨度值的關系
人造崗石 |
||||||
石材種類 |
第一種 |
第二種 |
||||
下料速度(g/min) |
11 |
20 |
25 |
9.5 |
14 |
28 |
耐磨度值(l/cm3) |
22.8 |
23.6 |
23.2 |
23.1 |
25.4 |
24.9 |
22.0 |
20.3 |
20.6 |
27.0 |
24.7 |
24.2 |
|
20.0 |
22.3 |
20.6 |
22.5 |
24.6 |
22.2 |
|
22.4 |
23.5 |
22.0 |
22.6 |
22.5 |
23.3 |
|
平均值(l/cm3) |
22 |
22 |
22 |
24 |
24 |
24 |
表2 人造石英石下料速度與耐磨度值的關系
人造石英石 |
||||||
石材種類 |
第一種 |
第二種 |
||||
下料速度(g/min) |
11 |
20 |
29 |
10 |
19 |
29 |
耐磨度值(l/cm3) |
73.2 |
70.4 |
69.4 |
63.1 |
61.2 |
64.0 |
76.8 |
75.3 |
70.8 |
58.4 |
63.4 |
59.4 |
|
69.3 |
72.8 |
73.2 |
57.8 |
60.2 |
58.9 |
|
70.0 |
68.7 |
73.1 |
61.5 |
58.2 |
62.2 |
|
平均值(l/cm3) |
72 |
72 |
72 |
60 |
61 |
61 |
表3 天然花崗石下料速度與耐磨度值的關系
花崗巖 |
||||||
石材種類 |
第一種 |
第二種 |
||||
下料速度(g/min) |
10 |
20 |
32 |
10 |
21 |
31 |
耐磨度值(l/cm3) |
83.0 |
84.3 |
84.0 |
73.3 |
64.2 |
63.9 |
68.9 |
82.1 |
68.8 |
61.6 |
70.2 |
64.6 |
|
74.1 |
71.7 |
79.4 |
59.2 |
70.2 |
70.1 |
|
72.4 |
79.2 |
70.4 |
63.1 |
58.2 |
61.8 |
|
平均值(l/cm3) |
75 |
79 |
76 |
64 |
66 |
65 |
表4 天然大理石下料速度與耐磨度值的關系
大理石 |
||||||
石材種類 |
第一種 |
第二種 |
||||
下料速度(g/min) |
10 |
15 |
23 |
8 |
10 |
29 |
耐磨度值(l/cm3) |
23.7 |
25.4 |
26.2 |
32.2 |
31.4 |
30.7 |
25.5 |
25.4 |
25.4 |
28.9 |
31.4 |
31.7 |
|
20.9 |
20.3 |
23.7 |
27.2 |
30.1 |
29.5 |
|
26.4 |
24.6 |
26.3 |
27.7 |
28.3 |
32.4 |
|
平均值(l/cm3) |
24 |
24 |
25 |
29 |
30 |
31 |
四、數據分析
通過試驗可知,人造崗石和人造石英石由于材質較均勻,耐磨度結果重現性較好,下料速度從llg/min到28g/min得到的耐磨值是一致的。天然花崗石和大理石由于組成巖石的礦物不同、礦物分布不均,每一個石材表面都是有差異的,重現性沒有人造石好,但在允許誤差范圍內,得到的耐磨值也是一致的。通過實驗數據可以得出了這樣的結論:即下料速度在8g/min到32g/min變化范圍內,其耐磨度值是一致的。
小于8g/min的下料速度時,磨料剛開始與石材表面不能充分接觸,實際上是磨輪與石材之間的摩擦,此時得出的耐磨值會相差較大。當大于30g/min的下料速度時,磨料無法得到充分使用,會浪費磨料,所以,結合數值的準確性和磨料成本的綜合考慮,我們進行耐磨試驗時,可以選擇20±5g/min的下料速度。
五、結論
通過本實驗發現,下料速度在10~30g/min的范圍內對耐磨度影響不是很大,但是在制訂標準時應該注明下料速度的范圍:二是可以降低磨料的成本;二是可以避免下料速度小于10g/min,導致磨料與石材表面不能充分接觸,同時這樣也會減小不同檢測機構對樣品檢測的誤差,使得結果具有更強的準確性與可比性。