Контроль керамической плитки (плиты)

Контроль качества керамической плитки (плитки)

Введение
Качество керамической плитки – ключевой фактор, определяющий ее долговечность, эстетику, безопасность эксплуатации и соответствие заявленным характеристикам. Контроль качества на всех этапах жизненного цикла продукции (от сырья до готового продукта) является неотъемлемой частью технологического процесса и гарантией удовлетворенности потребителя. Данная статья рассматривает основные аспекты контроля керамической плитки, включая объекты испытаний, области контроля, применяемые методы и необходимое оборудование.

1. Объекты испытаний

Объектом контроля является готовая керамическая плитка различных типов и форматов, предназначенная для внутренней и наружной облицовки стен и полов. Основные категории включают:

• По водопоглощению и способу формовки:
  • Глазурованная (GL) и неглазурованная (UGL) плитка.
  • Плитка экструдированная и плитка прессованная.
  • Плитка групп: I (низкое водопоглощение < 3%), IIa-b (среднее водопоглощение 3-10%), III (высокое водопоглощение > 10%).
• По назначению:
  • Напольная плитка (требования к износостойкости, нескользкости, прочности на изгиб выше).
  • Настенная плитка (акцент на внешний вид, геометрию, водопоглощение).
  • Плитка для наружного применения (морозостойкость, низкое водопоглощение, износостойкость).
  • Плитка для специальных применений (например, с повышенной химической стойкостью, для бассейнов).
• По размеру: Мелкоформатная, крупноформатная плитка, плитка сложной формы (декоративные элементы).
• По поверхности: Гладкая, структурированная (рельефная), полированная, лаппатированная и т.д.

2. Области испытаний (Контролируемые характеристики)

Контроль качества плитки охватывает широкий спектр характеристик:

• Геометрические параметры:
  • Рабочие размеры (длина, ширина).
  • Толщина.
  • Прямолинейность сторон.
  • Прямоугольность (ортогональность).
  • Плоскостность (искривление поверхности, вогнутость, выпуклость).
  • Калибр (фактический размер относительно номинального).
• Внешний вид и дефекты:
  • Декоративные характеристики (цвет, тон, текстура).
  • Наличие дефектов глазури (цека, пузыри, кратеры, недолив глазури).
  • Дефекты тела плитки (трещины, сколы, пятна, вкрапления).
  • Качество реза кромок.
• Физико-механические свойства:
  • Прочность на изгиб.
  • Сопротивление удару (для напольной плитки).
  • Поверхностная твердость (по шкале Мооса, сопротивление царапинам).
  • Абразивная износостойкость (для напольной плитки группы PEI).
  • Химическая стойкость (к бытовым и агрессивным реагентам).
  • Морозостойкость (для плитки наружного применения).
  • Коэффициент трения (противоскользящие свойства).
  • Водопоглощение и открытая пористость.
  • Влагопоглощение глазури (необходимо для определения морозостойкости глазурованной плитки).
• Эксплуатационные характеристики:
  • Сопротивление образованию пятен.
  • Сопротивление тепловому удару (термостойкость).
• Экологичность и безопасность:
  • Содержание тяжелых металлов (выделение свинца и кадмия из глазури).
  • Естественная радиоактивность (удельная эффективная активность естественных радионуклидов - Аэфф).
  • Контроль на предмет выделения вредных веществ.

3. Методы испытаний

Методы испытаний стандартизированы и регламентированы международными (ISO 13006, ISO 10545 серия) и национальными стандартами (ГОСТ Р, ГОСТ, ДСТУ и т.д.). Основные методы включают:

• Измерение геометрических параметров: Проводятся с помощью шаблонов, щупов, калибров, в соответствии со строго определенными процедурами измерения на эталонной поверхности. Используются прецизионные измерительные инструменты.
• Определение водопоглощения и открытой пористости: Плитку насыщают кипящей водой или погружают в воду под вакуумом, затем взвешивают в насыщенном водой и высушенном состоянии. Расчет ведется по стандартным формулам.
• Определение прочности на изгиб: Плитку укладывают на две опоры и прикладывают нагрузку по центру через третью опору до разрушения. Регистрируют разрушающую нагрузку.
• Определение сопротивления глубокому истиранию (PEI): Глазурованную поверхность подвергают абразивному воздействию вращающимся абразивным диском под нагрузкой. Оценивают степень визуального изменения поверхности после определенного числа оборотов.
• Определение поверхностной твердости: Проводится царапанием поверхности эталонными минералами шкалы Мооса или специальным склерометром.
• Определение морозостойкости: Плитку насыщают водой и подвергают многократным циклам замораживания при -5°C/-15°C и оттаивания в воде. Контролируют появление повреждений (трещин, шелушения глазури, отслоений) после заданного числа циклов.
• Определение химической стойкости: На поверхность плитки наносят стандартные химические реактивы (бытовые чистящие средства, кислоты, щелочи, растворы солей) на определенное время. Оценивают видимые изменения поверхности (матовая пленка, изменение цвета, коррозия).
• Определение сопротивления пятнообразованию: На поверхность плитки наносят стандартные загрязняющие вещества (масло, йод, чернила и т.д.) на определенное время. Оценивают возможность удаления пятна стандартными методами очистки.
• Определение коэффициента трения: Проводится на специализированных приборах (типа Tribometr), измеряющих силу, необходимую для сдвига эталонной "ноги" (из определенного материала) по поверхности плитки под заданной нагрузкой.
• Контроль выделения тяжелых металлов: Используются методы экстракции кислотным раствором с последующим количественным анализом экстракта (чаще всего атомно-абсорбционная спектрометрия - ААС).
• Определение Аэфф: Проводится спектрометрическим методом с использованием гамма-спектрометра с детектором на основе кристалла германия.

4. Испытательное оборудование

Для проведения комплексного контроля плитки используется широкий спектр специализированного оборудования:

• Измерительное оборудование:
  • Прецизионные штангенциркули, микрометры.
  • Приборы для измерения прямолинейности и прямоугольности (шаблоны-угольники, щупы, оптические измерители).
  • Приборы для измерения кривизны поверхности (плоскостности) – щупы, струны с индикаторами, оптические сканеры.
  • Калиброметры (калибровочные линейки).
• Оборудование для механических испытаний:
  • Испытательные прессы (машины) для определения прочности на изгиб (с регулируемым расстоянием между опорами и скоростью нагружения).
  • Приборы для определения сопротивления удару (маятниковые копры или устройства с падающим шариком/балкой).
  • Склерометры (для определения твердости по Моосу).
• Оборудование для определения износостойкости:
  • Абразивные установки (вращающийся диск с абразивом и нагрузкой) для теста PEI.
  • Приборы для определения поверхностного истирания неглазурованной плитки (например, метод Табера).
• Оборудование для физических тестов:
  • Весы аналитические (с точностью до 0.01 г) для водопоглощения.
  • Вакуумные установки (вакуумный насос, десикатор) для насыщения плитки.
  • Сушильные шкафы (термостаты) для сушки образцов.
  • Морозильные камеры (климатические камеры), способные создавать заданные циклы замораживания/оттаивания.
  • Ванны для термоудара.
• Оборудование для определения химической стойкости и пятностойкости:
  • Стандартные реактивы и загрязнители.
  • Устройства для нанесения и выдержки реагентов (контейнеры с крышками).
• Оборудование для определения коэффициента трения:
  • Трибометры (горизонтальные динамические плиметры) с эталонными "ногами" и датчиками силы.
• Аналитическое оборудование:
  • Атомно-абсорбционные спектрометры (ААС) или масс-спектрометры с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) для определения тяжелых металлов.
  • Гамма-спектрометры с полупроводниковыми детекторами для измерения естественной радиоактивности.

Заключение
Систематический контроль керамической плитки по всем ключевым параметрам – гарантия ее соответствия требованиям стандартов, безопасности для здоровья человека и окружающей среды, а также надежности и долговечности в эксплуатации. Современное испытательное оборудование и строгое следование стандартизированным методам испытаний позволяют объективно оценить качество продукции на всех этапах производства и перед поставкой потребителю. Комплексный подход к контролю качества является основой доверия между производителем и покупателем.