Прочность на изгиб - важное механическое свойство керамической плитки, в соответствии с которым, производится контроль над её качеством. При этом измеряют сопротивление материала по отношению к максимальной удельной нагрузке, при постоянно увеличивающемся давлении на поверхность. Прочность на изгиб измеряется в Ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм2). Для того, чтобы в полной мере оценить значение этого свойства плитки и правильно применить результаты испытаний, необходимо прежде всего проверить собственное понимание этого вопроса. Укажите правильные, на ваш взгляд, выводы:
Предел прочности при изгибе - показатель не требующий дополнительных вычислений. Измеряется в КГ (максимальная нагрузка, приводящая к разрушению образца), на площадь поверхности (в мм2), к которой прилагалось усилие.
Прочность на изгиб - свойство материала, а не плитки. Этот показатель используется для измерения внутренних связующих свойств материала, формирующих плитку, а не для измерения определённой механической характеристики самой плитки. Другими словами, если мы возьмём две плитки из одного материала, но разной формы и размера, к примеру одна плитка в два раза толще другой, прочность на изгиб у них будет одинакова, хотя предел прочности будет разным. Таким образом характеристики плиток различаются, несмотря на то, что показатель прочности на изгиб у них один и тот же.
Предел прочности при изгибе, определяется по уравнению, где фигурируют такие переменные как: разрушающее усилие, расстояние между опорными стержнями, ширина испытываемого образца и наименьшая толщина испытываемых образцов вдоль линии разрушения.
В прикладном аспекте предел прочности плитки, измеряющийся в соответствии с нормативами, несколько завышен относительно реальной несущей способности плитки в составе многослойной конструкции, т.е. после укладки. Это связано с увеличением площади на которую оказывается давление.
Прочность на изгиб - это характеристика, определяющая несущую способность плитки. Помимо плотности материала на неё также влияют линейные размеры плитки: длина, ширина и толщина. Так, например, если одна плитка в два раза толще другой, а сделаны они из одного и того же материала, то прочность на изгиб у неё будет в два раза выше.
Предел прочности плитки, измеряющийся в соответствии с нормативами, на деле, как правило, уступает реальной несущей способности плитки в составе многослойной конструкции, т.е. после укладки.
Материал по данному вопросу изложен в статье Прочность на изгиб.
Линейное тепловое расширение выражается размерными изменениями любого материала, в том числе и керамики, вследствие изменения температуры. Почти все известные материалы расширяются при увеличении температуры и сжимаются при её понижении. Влажностное расширение обозначает увеличение плитки вследствие поглощения влаги. Последствия такого разбухания аналогичны расширению плитки вследствие увеличения температуры (линейное тепловое расширение) и обусловлены пористой структурой материала.
Коэффициент теплового расширения для напольной и стеновой керамической плитки варьируется от 4,1•10-6 °С-1 до 8,1•10-6 °С-1. Это означает, что удлинение колеблется от 40 до 80 тысячных долей миллиметра на метр керамической плитки и на градус роста температуры.
Верхний предел влажностного расширения керамических плиток и плит рекомендовано принимать 0,06 %, если применяется испытание согласно стандарту ISO 10545-10. Это означает, что верхний предел влажностного расширения керамических плиток и плит не должен превышать 6 мм/м.
Испытание влажностного расширения необходимо для плитки с величиной водопоглощения более 6 %.
Температурный коэффициент линейного расширения α для керамической плитки рассчитывается с точностью до 0,1•10-6 °С-1 по формуле: α = dL/(L0•dT), где L0 – длина испытываемого образца при комнатной температуре; dL – линейное расширение испытываемого образца за период изменения температуры от комнатной до 100 °С; dT – увеличение температуры.
Способы определения влажностного расширения и температурного коэффициента линейного расширения приведены в стандартах EN ISO 10545-10 и EN ISO 10545-8 соответственно.
Материал по данному вопросу изложен в статье Линейное тепловое расширение и влажностное расширение.
Морозостойкость - способность керамических плиток выдерживать замораживание во влажной среде и при температурах ниже 0 градусов Цельсия. Механизм замораживания делится на два этапа. Первый этап - проникновение воды из окружающей среды в поры плитки. Второй этап - затвердение (замерзание) воды внутри пор. Как известно, переход воды из жидкого в твёрдое состояние сопровождается увеличением объёма, так как плотность льда меньше плотности воды. Таким образом, когда вода замерзает внутри пор, плитка подвергается механическим нагрузкам, что может повлечь за собой возникновение трещин или откол части материала.
Свойство морозостойкости керамической плитки не гарантируется в зоне экстремально низких температур (ниже -40 °С). Это связано с условиями испытаний стандарта EN ISO 10545-12:1997, поскольку они проводятся при воздействии температур в диапазоне +5 °С и -5 °С. В связи с этим, материалы, пригодные для применения в такой среде, производители отмечают специальным знаком ЕXTRA°С, что в свою очередь указывает на проведение испытаний в температурном диапазоне от -50 °С до +100 °С.
Морозостойкость также предотвращает образование льда на лицевой поверхности плитки. Это обусловлено тем, что вода, не попав внутрь материала через поры верхнего слоя, как бы "скатывается" с поверхности.
Основываясь на вышеописанных механизмах, морозостойкость материала определяется по двум параметрам: 1) Наличие и количество пор, позволяющих воде проникать внутрь материала; 2) Форма и размер пор, объём пустот которых, позволяет распределить нагрузки изменяемого состояния воды. Из этого следует, что морозостойкость напрямую связана с водопоглощением: чем ниже водопоглощение, тем больше вероятность, что материал морозоустойчив. Однако существуют и высокопористые материалы (с высоким показателем водопоглощения), характеризующиеся морозостойкостью. Морозостойкость в этом случае обусловлена формой и размером пор, позволяющим влаге проникать внутрь материала, но при этом не разрушать его в следствие гидротермальных нагрузок.
Согласно EN ISO 10545-12:1997, испытания, подтверждающие свойства морозостойкости, как таковые не проводятся. Материал считают морозостойким, если он попадает в 1 группу материалов по степени водопоглощения (<3%).
Основываясь на вышеописанных механизмах, морозостойкость материала определяется возможностью проникновения воды внутрь материала, иными словами степенью водопоглощения. Таким образом, если материал не впитывает воду - он морозостойкий, а если впитывает, то нет.
Согласно EN ISO 10545-12:1997, испытания, подтверждающие свойства морозостойкости, проводятся следующим образом: керамические плитки или плиты после насыщения водой подвергают попеременному воздействию температур +5 °С и минус 5 °С. Затем их подвергают полному замораживанию в течение не менее 100 циклов замораживания-оттаивания. Через 100 циклов замораживания/оттаивания проводят исследование лицевых поверхностей и граней керамических плиток или плит на предмет повреждений.
Материал по данному вопросу изложен в статье Морозостойкость.
Сопротивление скольжению определяется кинетическими и динамическими условиями движения тела, взаимодействующего с поверхностью. Если речь идёт о напольном покрытии, то очевидно, каким образом степень скольжения связана с безопасностью использования поверхности. Знание свойств поверхности крайне важно для проектировщика облицовки, плиточника, продавца и конечного потребителя, а также инспектора по безопасности. Отметьте правильные, на ваш взгляд, выводы:
Согласно методу DIN 51097 в помещениях, где полы часто бывают мокрыми, и по ним ходят босыми ногами (например, борта бассейнов, бассейны для детей, общие душевые помещения, сауны, и т.д.), классификация содержит группы: A; B (A+B); C (A+B+C). Где А - самая скользкая плитка.
Согласно методу DIN 51130 полы в производственных помещениях или на рабочих участках, где высока вероятность скольжения классифицируют на следующие группы (в соответствии среднему углу наклона): NC; R9; R10; R11; R12; R13. Где R13 - самая скользкая плитка.
Керамическая плитка, отличающаяся гладкостью и блеском, образует наиболее плотное соприкасание между поверхностью и подошвой, тем самым увеличивая коэффициент трения. В то время как грубые, неровные поверхности, как правило, располагают к скапливанию на них воды или других жидкостей, а также грязи, жира и прочих веществ, выполняющих роль смазки. Кроме того, площадь соприкосновения с подошвой, в этом случае, ограничена выступающими гранями поверхности, что также снижает сопротивление скольжению. Этот фактор необходимо учитывать при выборе плитки.
Методы DIN 51130 и DIN 51097, называемые также "методами наклонной плоскости", состоят в следующем: человек прохаживается взад и вперёд по платформе, облицованной испытываемой плиткой. Наклон испытательного участка увеличивается с постоянной скоростью до достижения угла, при котором человек начинает проявлять неуверенность при ходьбе, то есть начинает скользить.
Коэффициент трения - параметр характеризующий степень скольжения поверхности. Он пропорционален силе, параллельной поверхности взаимодействия, которая должна быть приложена для того, чтобы создать относительное движение между двумя телами. Коэффициент трения для напольных поверхностей тем ниже, чем выше такие её характеристики как гладкость и блеск, поскольку это способствует появлению тонкого, непрерывного слоя воды (а также жира, грязи и т.п.), выступающего в роли смазки между подошвой и полом. Керамическая плитка, отличающаяся гладкостью и блеском, образует скользкую поверхность, увеличивает риск падений и несчастных случаев.
Материал по данному вопросу изложен в статье Сопротивление скольжению по сухой и влажной поверхности.
Устойчивость к истиранию - механическая характеристика облицованной поверхности. Обозначает устойчивость поверхности к износу вследствие воздействия трущихся предметов, поверхностей, материалов. Какие выражения вы считаете правильными?
Устойчивость к истиранию также влияет и на другие функциональные характеристики поверхности керамической плитки, такие как, например, устойчивость к химическому воздействию и образованию пятен, простота ухода. Естественно, этот аспект одинаково важен для глазурованной и неглазурованной плитки, т.к. истирание ведёт к ослаблению самой структуры плитки, появлению пор и микротрещин, невидимых невооружённым глазом, в которые, однако забивается грязь и т.п.
Требования к износостойкости неглазурованных керамических плиток и плит устанавливаются стандартом EN 14411 и зависят от водопоглащения и способа их изготовления.
Согласно методу испытаний EN ISO 10545-7:1998, глазурованная плитка разделяется на классы износостойкости, от "0" до "5". Где плитка пятого класса наименее устойчива к истиранию.
Устойчивость к истиранию - свойство характерное лишь для глазурованной керамической плитки. Поскольку интенсивное и длительное воздействие на поверхность со временем может привести к частичной потере глазурованного слоя, а это, в свою очередь, приведёт к обнажению керамической массы и, как следствие, к потере не только эстетических, но и функциональных качеств облицовочной поверхности. Повреждения же неглазурованной плитки практически незаметны, поскольку истирание верхнего слоя приводит к обнажению керамической массы, которая у неглазурованной плитки не отличается от верхнего слоя.
Важный момент заключается в том, что в отличие от других испытаний плитки на качество, исследование на износостойкость не определяет ценность плитки. Результаты исследования разделяют плитку на классы, каждый из которых соответствует определённому назначению плитки, а никак не для того чтобы разделить плитку на "плохую" и "хорошую".
Информация по данному вопросу представлена в статье Устойчивость к истиранию, износостойкость.
