廣場(chǎng)用陶瓷磚耐化學(xué)腐蝕性檢測(cè)技術(shù)研究

一、檢測(cè)原理

廣場(chǎng)用陶瓷磚在使用過程中，會(huì)暴露于各類化學(xué)物質(zhì)（如除冰鹽、清潔劑、酸雨、工業(yè)排放物等）環(huán)境下，其耐化學(xué)腐蝕性能主要取決于陶瓷坯體與釉面的微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)穩(wěn)定性。

1. 化學(xué)侵蝕機(jī)理：陶瓷材料的主要成分為硅酸鹽、鋁酸鹽等。腐蝕性介質(zhì)（酸、堿、鹽）通過物理滲透和化學(xué)反應(yīng)兩種途徑侵蝕材料。酸性物質(zhì)（如鹽酸、檸檬酸）主要與陶瓷中的金屬氧化物（如CaO、MgO、K?O、Na?O等）發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；堿性物質(zhì)（如氫氧化鈉）則可能侵蝕石英晶相及玻璃相，引起釉面失光或坯體膨脹；鹽類溶液（如氯化鈉、氯化鉀）主要通過結(jié)晶壓力、吸濕性循環(huán)等物理作用導(dǎo)致應(yīng)力開裂和表面剝落。

2. 檢測(cè)科學(xué)依據(jù)：檢測(cè)過程模擬實(shí)際使用環(huán)境，通過將陶瓷磚試樣暴露于特定濃度和溫度的化學(xué)試劑中一定時(shí)間，觀察并測(cè)量其表面形貌、質(zhì)量、光澤度等物理化學(xué)性質(zhì)的變化，以此量化其抵抗化學(xué)腐蝕的能力。其核心依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與材料科學(xué)中的腐蝕理論。

二、檢測(cè)項(xiàng)目

耐化學(xué)腐蝕性檢測(cè)項(xiàng)目可根據(jù)腐蝕介質(zhì)和作用形式進(jìn)行系統(tǒng)分類：

1. 耐酸堿性檢測(cè)：

   • 耐低濃度酸和堿溶液：模擬日常清潔劑、酸雨等環(huán)境。常用試劑為體積分?jǐn)?shù)3%的鹽酸溶液和30g/L的氫氧化鉀溶液。

   • 耐高濃度酸溶液：適用于可能接觸強(qiáng)酸的工業(yè)或特殊環(huán)境。常用試劑為體積分?jǐn)?shù)18%的鹽酸溶液。

   • 耐家庭化學(xué)試劑和游泳池鹽類：模擬家庭及公共場(chǎng)所常見的化學(xué)物質(zhì)，包括氯化鈉溶液等。

2. 耐鹽類結(jié)晶性檢測(cè)：主要評(píng)估陶瓷磚在鹽溶液浸漬-干燥循環(huán)過程中，因鹽分在孔隙內(nèi)部結(jié)晶膨脹而導(dǎo)致破壞的抵抗能力。這對(duì)于冬季使用除冰鹽的北方地區(qū)廣場(chǎng)尤為重要。

3. 表面耐污染性檢測(cè)：雖然不完全是腐蝕，但與之相關(guān)。評(píng)估有色液體（如碘酒、綠茶、橄欖油等）對(duì)陶瓷磚表面的滲透和清潔難易程度，間接反映其表面致密性。

三、檢測(cè)范圍

廣場(chǎng)用陶瓷磚的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，其耐化學(xué)腐蝕性要求因場(chǎng)景而異：

1. 市政廣場(chǎng)與步行街：主要接觸酸雨、灰塵、口香糖、飲料等，側(cè)重于耐低濃度酸堿和易清潔性。

2. 交通樞紐（站前廣場(chǎng)）：可能接觸燃油、潤(rùn)滑油、除冰鹽等，要求良好的耐油污和耐鹽結(jié)晶性。

3. 商業(yè)與工業(yè)區(qū)周邊：可能存在工業(yè)排放的酸性或堿性氣體、顆粒物，需考慮更強(qiáng)的耐化學(xué)藥品性。

4. 食品加工、餐飲區(qū)域外圍：可能接觸有機(jī)物、清潔消毒劑（如次氯酸鈉），需評(píng)估耐有機(jī)酸、氧化劑的能力。

5. 泳池周邊區(qū)域：長(zhǎng)期接觸含氯消毒劑的水和鹽分，對(duì)耐氯離子腐蝕和耐鹽結(jié)晶性有較高要求。

四、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)陶瓷磚耐化學(xué)腐蝕性的分級(jí)和測(cè)試方法存在一定差異。

1. 標(biāo)準(zhǔn)：

   • ISO 10545-13《陶瓷磚 第13部分：耐化學(xué)腐蝕性的測(cè)定》：該標(biāo)準(zhǔn)是上廣泛認(rèn)可的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。它根據(jù)試驗(yàn)后釉面磚的肉眼觀察變化（光澤度變化和顏色變化）進(jìn)行分級(jí)，分為UA、UB、UC、UVA、UVB、UVC等多個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同濃度的酸、堿試劑。

2. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

   • GB/T 4100-2015《陶瓷磚》（等同采用ISO 13006）及其引用標(biāo)準(zhǔn) GB/T 3810.13《陶瓷磚試驗(yàn)方法 第13部分：耐化學(xué)腐蝕性的測(cè)定》（等同采用ISO 10545-13）。其分級(jí)體系與ISO標(biāo)準(zhǔn)完全一致。

3. 歐美標(biāo)準(zhǔn)：

   • EN ISO 10545-13：與ISO標(biāo)準(zhǔn)相同。

   • ASTM C650 《鋪地磚耐化學(xué)腐蝕性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》：該方法與ISO方法原理相似，但具體試劑濃度、暴露時(shí)間和結(jié)果判定（通過/不通過）與ISO分級(jí)制有所不同，更側(cè)重于工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)苛條件。

對(duì)比分析：

• 一致性：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與ISO/EN標(biāo)準(zhǔn)已實(shí)現(xiàn)接軌，分級(jí)體系科學(xué)詳盡。

• 差異性：ASTM標(biāo)準(zhǔn)更側(cè)重于判定產(chǎn)品是否滿足特定惡劣環(huán)境的要求，而非精細(xì)分級(jí)。在選擇檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域決定。

五、檢測(cè)方法

以GB/T 3810.13（ISO 10545-13）為例，主要檢測(cè)方法及操作要點(diǎn)如下：

1. 試樣準(zhǔn)備：選取至少5塊整磚或無(wú)損傷的磚樣，清潔干燥。對(duì)于釉面磚，需預(yù)先測(cè)量其中心點(diǎn)的初始光澤度。

2. 試劑暴露：

   • 將試樣的測(cè)試面朝下，浸沒于盛有特定試劑的容器中，確保液面高出試樣至少15mm，并保證試樣之間、試樣與容器壁之間不接觸。

   • 嚴(yán)格控制試劑濃度、溫度和反應(yīng)時(shí)間。例如，耐家庭化學(xué)試劑和游泳池鹽類的測(cè)試需在(20±5)℃下浸泡24小時(shí)±15分鐘。

3. 清洗與干燥：反應(yīng)結(jié)束后，用流動(dòng)水輕柔沖洗試樣，去除殘留試劑，然后在(110±5)℃的烘箱中烘干至恒重。

4. 結(jié)果觀測(cè)與測(cè)量：

   • 外觀評(píng)價(jià)：在300lx照度下，距試樣25~30cm處，與未經(jīng)處理的參照樣進(jìn)行對(duì)比，觀察表面光澤和顏色的變化。

   • 光澤度測(cè)量：對(duì)釉面磚，使用光澤度計(jì)測(cè)量處理后的光澤度，計(jì)算其與初始光澤度的變化值。

   • 質(zhì)量變化：對(duì)無(wú)釉磚，精確稱量處理前后的質(zhì)量，計(jì)算質(zhì)量損失率。

操作要點(diǎn)：

• 確保試劑新鮮配制，濃度準(zhǔn)確。

• 浸泡過程需保持環(huán)境穩(wěn)定，避免交叉污染。

• 清洗過程需標(biāo)準(zhǔn)化，避免二次損傷。

• 所有對(duì)比觀察應(yīng)在相同的光源和背景下進(jìn)行。

六、檢測(cè)儀器

1. 恒溫浸泡設(shè)備：包括水浴鍋或恒溫恒濕箱，用于精確控制試劑溫度和測(cè)試環(huán)境，溫控精度需達(dá)到±2℃以內(nèi)。

2. 光澤度計(jì)：用于測(cè)量釉面磚表面的鏡面光澤度。通常采用60°入射角，測(cè)量前需用標(biāo)準(zhǔn)板校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3. 分析天平：用于無(wú)釉磚的質(zhì)量損失測(cè)定，要求精度至少為0.01g。

4. 干燥箱：用于試樣清洗后的干燥，要求溫度均勻性良好，控溫精確。

5. 標(biāo)準(zhǔn)光源箱：提供D65等標(biāo)準(zhǔn)光源，用于在一致的光照條件下進(jìn)行顏色和外觀變化的視覺評(píng)價(jià)，消除環(huán)境光干擾。

七、結(jié)果分析

1. 分級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)GB/T 3810.13/ISO 10545-13）：

   • 釉面磚：根據(jù)肉眼觀察到的外觀變化（光澤和顏色）以及光澤度計(jì)測(cè)定的光澤度變化值，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)中的分級(jí)表進(jìn)行判定。例如，經(jīng)低濃度酸/堿測(cè)試后，表面無(wú)可見變化者為高等級(jí)（UA/UBA）。

   • 無(wú)釉磚：通常以單位表面積的質(zhì)量損失（mg/cm²）來(lái)評(píng)判。質(zhì)量損失越小，耐腐蝕性越好。標(biāo)準(zhǔn)中會(huì)規(guī)定不同等級(jí)的允許質(zhì)量損失限值。

2. 分析方法：

   • 定性分析：通過高倍放大鏡或體視顯微鏡觀察表面腐蝕形貌，如點(diǎn)蝕、裂紋、釉面剝落、失光、變色等。

   • 定量分析：精確計(jì)算光澤度變化率、質(zhì)量損失率，并與標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)比。

   • 綜合判定：結(jié)合定性觀察和定量數(shù)據(jù)，對(duì)照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或采購(gòu)合同中的技術(shù)要求，給出“合格/不合格”或具體等級(jí)（如A級(jí)、B級(jí)等）的終結(jié)論。對(duì)于高要求的應(yīng)用領(lǐng)域，即使?jié)M足低標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)優(yōu)選更高等級(jí)的產(chǎn)品。

3. 異常結(jié)果處理：若檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)邊緣值或異常，應(yīng)檢查試驗(yàn)過程是否符合規(guī)范，必要時(shí)使用新試樣進(jìn)行復(fù)測(cè)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。