Технические характеристики керамической плитки

    Важнейшими характеристиками, с помощью которых можно определить пригодность той или иной плитки для конкретного случая, являются следующие:
- размер и форма;
- сопротивление на изгиб;
- твердость;
- стойкость к перепадам температур;
- стойкость к действию кислот;
- морозостойкость (стойкость к действию минусовым температурам);
- стойкость к стиранию;
- стойкость к скольжению.

    Как правило, этими характеристиками должны обладать серии плиток, предпринимаемых как пола, и / или для внешних работ.
Эти характеристики соответствуют популярному стандарту EN (Нормы CEN Европейского Комитета по Нормализации).
   Нормы CEN призваны заменить собой различные отдельные национальные нормы, существовавших ранее (для Италии это - нормы UNI). Нормы CEN являются международными нормативами (они приняты странами-участницами CEN, в число которых, кроме Италии, входят также Австрия, Бельгия, Дания, Финляндия, Франция, Великобритания, Греция, Ирландия, Норвегия, Нидерланды, Португалия, Германия, Испания, Швеция Швейцария.)

    Размерные и видовые характеристики (метод испытания по норме EN 98).
    Норма EN 98 устанавливает методы проверки, чтобы:
- длина сторон керамических плиток соответствовала размеру, указанному производителем и отдельные керамические плитки имели идентичные стороны равной длины;
- толщина керамических плиток соответствовала размеру, указанному производителем и отдельные керамические плитки имели равную толщину;
- керамические плитки (в подавляющем большинстве квадратной и прямоугольной формы) имеют прямые углы;
- керамические плитки не были вогнутыми или выпуклыми;
- стороны керамических плиток были прямолинейными;
- керамические плитки не были дефектными.
Нормы на необходимые характеристики готовых изделий устанавливает пределы допуска по всем категориям в % и мм.

    EN 100: Сопротивление на изгиб.
  Сопротивление на изгиб - это характеристика, определяющая, какое предельное значение статической нагрузки, приложенной к трем точкам одной керамической плитки она способна выдержать без разрушения. Это значение выражается в N / мм2 и по норме ISO 1054/4 имеет следующие минимальные приемлемые значения:

категория плиток B Ib27
категория плиток B IIa20
категория плиток B IIb16

    Сопротивление на изгиб тем выше, чем ниже поглощения воды (например, сопротивление очень высокий в керамического гранита, водопоглощение которого составляет 0,5%, и очень низкий в пористой плитки одинарного обжига, в которой поглощения воды превышает 10%). Предел прочности на изгиб зависит, кроме поглощения воды, и от толщины: чем больше толщина, тем выше будет предел прочности. Прочность на изгиб равна 

где:
F - предел прочности;
L - расстояние между опорами керамической плитки;
B - ширина керамической плитки;
H2 - квадрат толщины керамической плитки, измеренной по краю разрыва.
Как видно по формуле, керамическая плитка может иметь высокую прочность на изгиб, имея низкий предел прочности через маленькую толщину.

EN 101: Поверхностная твердость.
    Поверхностная твердость - это характеристика, выражающая способность поверхности быть устойчивой к появлению царапин и повреждений. В соответствии с нормой
EN101 плитка классифицируется по шкале от 1 до 10 соответственно возрастающей твердости минералов, используемых для проведения теста. Норма EN 176 определяет, что смальтована плитка должна иметь поверхностную твердость не ниже 5.

Шкала Моса (MOHS) следующая:
1 - тальк, 2 - Гипс, 3 - Кальцит, 4 - Флюорит, 5 - Апатит, 6 - Полевой шпат, 7 - Кварц, 8 - Топаз, 9 - Корунд, 10 - Алмаз.
    Плитка, что выше значения поверхностной твердости по шкале МОС - имеет меньше рисков быть поврежденной или поцарапанной другими предметами или материалами в процессе эксплуатации.
    Вид поверхности керамической плитки имеет большое значение при определении твердости материала - мелкая царапина намного виднее на блестящей поверхности, чем на матовой, так нецелесообразно использование керамической плитки с блестящей поверхностью в тех местах, где есть сильный износ.
    С 2003 года эта норма необязательна для оценки гомогенных (неэмалированных) плиток грес, поскольку не отражает в полной мере износостойкость материала. Само понятие поверхностного слоя для такого типа материалов отсутствует, так как материал однороден по всей толщине и при стирании верхнего слоя не проступает основа другого цвета, внешний вид плитки не меняется.

ЕN 102: Устойчивость к абразивному износу (для неглазурованной плитки)
   Этот тест показывает, насколько неглазурованная плитка подвержена глубокого абразивного износа (истирания поверхности). Испытания проходят с использованием литого кремнезема - искусственного твердого абразивного материала. После его действия (в условиях трения между железным диском и поверхностью) измеряется объем стертой поверхности плитки.

EN 104: Устойчивость к перепадам температур.
    Устойчивость к перепадам температур - это способность поверхности эмали не нести видимых изменений вследствие «термошока», который вызывается резким изменением температуры путем последовательных циклов погружения в воду комнатной температуры и последующего перемещения в печь с температурой более 105ºС. Тест показывает большую или меньшую устойчивость плитки к такому воздействию.
В глазурованной керамической плитки может происходить разрыв слоя глазури - вследствие разности коэффициентов теплового расширения глазури и основы плитки.

EN 105: Устойчивость к образованию трещин
    Мелкая трещина - типичный дефект глазури: ее обычно не видны невооруженным глазом, но гораздо виднее вследствие проникновения в нее грязи.
    Испытанию подвергают только глазурованную керамическую плитку, вроде помещается в автоклав с паром и подвергается давлению в 5 кг / см2 (при 160 ° С) в течение часа; затем керамическую плитку покрывают метиленовой синькой для выявления возможных трещин.
    Глазурованная поверхность считается прошла испытания, если после окончания цикла на ней не появляются трещины. С целью получения надежных результатов в лабораториях используются трехчасовые циклы и давление в 6 кг / см2.
    Последние условия испытания очень редко встречаются при обычном использовании керамической плитки, однако они необходимы для быстрого моделирования процессов, которые в природе длятся годами.

EN 122: Химическая стойкость.
    Химическая устойчивость - это способность эмали выдерживать при комнатной температуре контакт с химическими веществами (бытовой химией, пятнами, добавками для бассейнов, солями и кислотами) не испытывая при этом изменений внешнего вида.

ПЕРЕЧЕНЬ ВЕЩЕСТВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА СТОЙКОСТЬ К ХИМИЧЕСКИМ АГЕНТАМ И ПЯТНАМ.

 

Вещество

Время

Изделие

Раствор метиленовой синьки (чернил)

24 години

Глазурованные изделия

Раствор перманганата калия (окислитель)

24часа

Глазурованные изделия

Раствор хлорида аммония (дезинфекционный средство)

6часов

28 дней

Глазурованные изделияНеглазурованные изделия

Раствор гипохлорита натрия (добавка для плавательных бассейнов)

6часов

28дней

Глазурованные изделияНеглазурованные изделия

Раствор сульфата меди (добавка для плавательных бассейнов)

6часов

28дней

Глазурованные изделияНеглазурованные изделия

Раствор соляной кислоты (кислота)

7часов

28дней

Глазурованные изделияНеглазурованные изделия

Раствор гидроксида калия (щелочь)

7часов

28дней

Глазурованные изделияНеглазурованные изделия

Раствор лимонной кислоты (кислота)

6часов

Глазурованные изделия

Раствор серной кислоты (кислота)

28дней

Неглазурованные изделия

Раствор молочной кислоты (кислота)

28дней

Неглазурованные изделия

    Для испытания на стойкость к химическому воздействию на поверхность керамической плитки наносится химический реагент.  После определенного времени, в течение которого химические вещества высыхают на поверхности образца, нанесенные растворы смываются и поверхность изучается с точки зрения появления изменений.
    Согласно норме EN 122, керамическая плитка классифицируется, в порядке убывания устойчивости (для чего используются все самые агрессивные химические среды, исключая пятна) в следующем порядке:

Класс АА: Продукты, которые по результатам тестов не имеют никаких видимых изменений внешнего вида.
Класс А: Продукты, которые по результатам тестов имеют легкие (незначительные) изменения внешнего вида.
Класс В: Продукты, которые по результатам тестов имеют средние изменения внешнего вида.
Класс С: Продукты, которые по результатам тестов имеют частичную утрату первоначального внешнего вида.
Класс D: Продукты, которые по результатам тестов имеют полную утрату первоначального внешнего вида.

EN 154: Стойкость к абразивному воздействию (истиранию) для эмалированных плиток
    Устойчивость к абразивному воздействию (истиранию) - это способность поверхности эмали противостоять активной механической и абразивной действия. Основные факторы внешнего воздействия:
- наличие абразивных частиц в пыли и грязи;
- интенсивность эксплуатации;
- другие механические нагрузки на плитку.

    Согласно норме EN 154 керамические плитки делятся на 5 категорий (классов стирания):
PEI I - легкая степень эксплуатации без действия абразивных частиц (ванные комнаты) (почти не применяется)
PEI II - эксплуатация с небольшим наличием абразивных частиц (спальни, кабинеты частных домов)
PEI III - эксплуатация со средней наличием абразивных частиц (холлы, коридоры, кухни)
PEI IV - относительно интенсивная эксплуатация с большой наличием абразивных частиц (офисы, рестораны)
PEI V - интенсивная эксплуатация с большой наличием абразивных частиц (общественные места с высокой проходимостью)
    Как уже отмечалось выше, в условиях интенсивной эксплуатации не следует применять эмалированную материал, поскольку через некоторое время любая эмаль может быть изношена, и внешний вид будет потерян.
    Понятно, что такое испытание актуально лишь для напольной плитки.

EN 202: Морозостойкость.
    Это характеристика, которой может обладать керамическая плитка в случае, если она после погружения в воду и последующего охлаждения ниже 0 ° С, не разрушается из-за увеличения объема замерзшей воды, проникшей в микропоры плитки. Испытание состоит в помещении десяти однотипных водонасыщенных керамических плиток в режим постоянных температурных изменений. Проводятся 50 циклов при температуре от + 15 ° С до -15 ° С, после окончания испытания образцы не должны иметь повреждений. Понятно, что морозостойкость изделия тесно связана с его пористостью: керамическая плитка группы В I (спрессованная керамическая плитка пористостью ниже 3%) называется «незамерзающей» - морозостойкой, поскольку низкая пористость предохраняет ее от опасности замерзания. Максимальные повреждения керамика получает собственное в момент перехода температуры через ноль, а не в результате действия тех или иных низких температур. Нижняя граница температуры, следовательно, не имеет принципиального значения. Поэтому в европейских стандартах планируют в ближайшее время изменить существующий диапазон проведения испытаний от + 15 ° С до -15 ° С. Достаточным будет считаться диапазон от + 5 ° С до -5 ° С.

   Другой важной системой оценки свойств плитки, и возможности ее применения, является французский метод классификации UPEC, который позволяет установить зависимость между функцией помещения и плиткой. Он классифицирует помещения по интенсивности использования, и по их техническим характеристикам. UPEC используется также при классификации некерамичних покрытий.

шкала UPEC
U - степень сопротивления износу (от 1 до 4, чем больше число, тем выше сопротивляемость)
P - степень твердости (от 1 до 4, чем больше число, тем выше сопротивляемость)
E - водонепроницаемость (от 1 до 3, чем больше число, тем выше водонепроницаемость)
С - устойчивость к химическим и биологическим воздействиям (от 1 до 3, где чем больше число, тем выше устойчивость к кислотам и растворителям)
Так, например, керамический гранит по этой шкале имеет класс U4P4E3C2

В таблице 3 приведены категории устойчивости к скольжению обувь согласно немецкого стандарта DIN 51130. А в таблице 4 указаны категории предотвращения скольжения при наличии влажной поверхности согласно немецкому стандарту DIN 51097.
Тестирование плитки проводится согласно немецкому стандарту DIN 51130. Образцы укладываются на наклонной платформе и покрываются слоем машинного масла. Механик в стандартном обуви движется по поверхности при непрерывном подъеме платформы, когда он не может удержаться на поверхности, - угол платформы замеряется (что поделаешь - немцы).

Таблиця3.Категории устойчивости к скольжению обувь для напольных покрытий в рабочих зонах (DIN 51130)

Коэфициенттрения

Угол наклона

Сфера применения

R 9

<10

Комнаты переодевания, проходные зоны, предназначенные для босого хождения и т.п.

R 10

от 10 до 19

Туалеты, склады, гаражи, кухни общественных помещений и т.п.

R 11

от 20 до 27

Сыроварни, холодильные камеры, стиральные и т.д.

R 12

от 28 до 35

Мясокомбинаты, промышленные кухни, сахарные заводы и т.д.

R 13

>35

Специализированные зоны промышленных предприятий

 

Таблица 4. Категории антискольжения для напольных покрытий во влажных зонах, где ходят босыми ногами (DIN 51097)



Типы плиток со специальной поверхностью, которые имеют грубую неровную фактуру, улучшают сцепление и обладают дренажными свойствами. Вода или другие продукты, вызывающие скольжение, попадают во впадины профиля, оставляя контактную поверхность сухой. Объем жидкости, попавшей на поверхность, измеряется в см3 на 100 см2. Такие плитки в каталоге и таблицах обозначаются знаком «V» и имеют следующую классификацию.

Таблица №5. Классификация по объему вытесненной (тренированного рельефом поверхности) жидкости.

Минимальный объем жидкости

Класс

4 см3/дм2

V4

6 см3/дм2

V6

8 см3/дм2

V8

10 см3/дм2

V10


Водопоглощение
Водопоглощение - это способность керамической основы впитывать влагу. Влагопоглощение зависит от пористости керамического черепка и характеризует его механические свойства. Чем больше влагопоглощение - тем плитка «мягче». Такая плитка менее хрупкая и хорошо режется. Она пористая и имеет менее плотную структуру. Плитка с малым влагопоглощением имеет плотную структуру. Также существует прямая зависимость водопоглощение и морозостойкости - чем больше водопоглощение, тем меньше устойчивость. Плитка с водопоглощением> 3% считается неморозостойкие.
Влагопоглощение определяется путем погружения плитки в воду на 2:00. После этого определяют прирост массы (поглощенной воды) в процентном отношении.
Для внутренних стен подходит плитка с высоким влагопоглощением - класс B III (> 10%).
Для напольной неморозостойкие плитки подойдет класс B II (от 3% до 6%).
Для морозостойкой плитки нужно влагопоглощение класса B I (от 0,5% до 3%).
Керамический гранит имеет влагопоглощение менее B I (менее 0,5%).


Характеристика изменения линейных размеров плитки
Линейное тепловое расширение плиток в значительной степени влияет на их укладку. Как и большинство материалов, керамика расширяется под действием тепла. В среднем, удлинение составляет 0,007 мм на погонный метр плитки на градус роста температуры. Следует учесть, что коэффициент расширения бетона составляет десятитысячной миллиметра.
При повышении температуры от 10 до 30 ° С на полу длиной 10 м разница теплового расширения между керамической плиткой и железобетонной основой составляет более 0,5 см. Из этого следует необходимость изготовления температурных швов при укладке керамических плиток для компенсации разницы в расширении материалов. Температурные швы служат также для компенсации осадки пола после укладки плитки.