石材资讯

陈国本　编译

一、测试研究概述

1.目的

这一研究项目的目的，是采用在争议场所调查时常规使用的便携式测试方法—也就是Rz表面粗糙度和摆锤式测试法以及纯粹实验室测试方法的HSL(健康与安全实验室)倾斜平台法来全面了解一些天然石材和人造石材地面材料的特征。

2.主要结论

(1)便携式测试方法是在潮湿条件下以倾斜平台板方式对石材地面材料进行了潜在打滑性测试，并收集了Kz表面粗糙度数据，据此将这些材料分类：

高潜在打滑性材料：抛光大理石、人造合成石、抛光花岗石、自然面水磨石、光泽面水磨石、未填充光泽面石灰华、研磨石灰石；

中等潜在打滑材料：抛光石灰石、未填充自然面石灰华； 

低潜在打滑材料：光泽面劈裂板岩、卵石马赛克、白然面劈裂板岩、人造板岩、天然料石。

根据Rz表面粗糙度数据，7种地面材料在水湿条件下属高潜在打滑性材料，2种属预期的中度潜在打滑性材料，5种属预期的低潜在打滑性材料。

(2)以摆锤式方法测试了在潮湿条件下石材地面材料的潜在打滑性，并根据测试结果将这些地面材料分类如下：

高潜在打滑性材料：抛光大理石、人造合成石、抛光花岗石、经打磨石灰石、自然面水磨石； 

高到中度潜在打滑性材料：光泽面水磨石； 

中度潜在打滑性材料：抛光石灰石、未填充自然面石灰华、未填充光泽面石灰华、平滑面人造板岩。

低潜在打滑性材料：卵石马赛克、自然面劈裂板岩、光泽面劈裂板岩、天然料石。 

根据摆锤式数据，5种地面材料在水湿条件下属高潜在打滑性材料，1种在潮湿条件下属从高到中度潜在打滑性材料，4种属中等潜在打滑性材料，以及4种地面在潮湿条件下属预期的低潜在打滑性材料。

(3)分析结果

本项研究所调研的地面材料，根据表面粗糙度数据和摆锤式测试结果做出的潜在打滑性分类是非常一致的： 

①14种地面中有11种，根据表面粗度和摆锤式测试数据做出的潜在打滑性分类完全一样； 

②14种地面中有2种地面，与摆锤式方法所测得的潜在打滑性相比较，粗糙度方法在数值上会显得偏低，也就是说实际上这种地面没有像单独用粗糙度方法所预测的那样光滑； 

③只有一种情况是表面粗糙度数据会低估用摆锤式方法测出的地面潜在打滑性，也就是说这种地面比预期的要滑； 

将表面粗糙度和摆锤式方法数据的相对比，得出摆锤式数据和表面粗糙度之间的关系可以用如下方程式表达： 

Y=1.4821X+9.0357，R2 =0.7939

实际上，摆锤式数据和表面粗糙度之间的关系可以以线性表现出来，并且最佳适配预测线的R2值指明，阻滑性能值所有可变性中约有79%都可以以这一数值对Rz表面粗糙度的关系表达出来。

本报告的所有证据都支持了HSL/HSE的立场，就是作为地面材料阻滑的性能指标Rz虽然有效，但并不建议将其作为选择新的地面材料的惟一依据。在技术规范决定做出之前，在任何情况中，无论是潮湿还是干燥条件下，表面粗糙度都会被看作与摆锤式测试紧紧相关。

(3)倾斜平台法测试结果

测试人员使用4S橡胶鞋底的鞋，以倾斜平台法对如下地面材料的潜在打滑性进行了测试，并依据测试结果，将这些地面材料分类如下：

高潜在打滑性材料：抛光大理石、人造合成石、抛光花岗石、自然面水磨石、光泽面水磨石、未填充光泽面石灰华、经打磨石灰石、抛光石灰石、未填充自然面石灰华； 

低潜在打滑性材料：卵石马赛克、人造板岩、自然面劈裂板岩、光泽面劈裂板岩、天然料石。

使用4S鞋底鞋类进行倾斜平台法测试结果表明，9种地面材料在水湿条件下属高潜在打滑性材料，5种地面材料，如预期那样，在潮湿条件下呈低潜在打滑性。

当人们通常穿着的鞋比4S鞋底还要旧时，本研究中的所有地面材料都会呈现出一种低的打滑趋势。

(4)倾斜平台法和摆锤法的对比

测试报告指出，总的来讲，在水湿条件下，当两种测试方法同样都使用4S橡胶测试时，摆锤法和倾斜平台法测出的结果都是非常一致的。

初始对比表明，用斜坡和摆锤侧试法对本项研究的14种地面材料中的10种进行潜在打滑性分类，其结果都一样。对用斜坡和摆锤测试法测得的摩擦系数数据进行简易分析后表明，它们之间的关系可以用下列方程式表达：  

Y=0.5357X-2.2028, R2=-0.7939

其中：Y一斜坡方法测试的摩擦系数； 

X一摆锤式测试法的摩擦系数。

两种测试方法结果之间的关系实质上可以以线性表现出来，最佳适配预测线的R2值指出，倾斜平台法测量出来的所有摩擦系数可变性的82%都可以以这一数值对用摆锤式测试法测出的摩擦系数的关系表达出来。

本研究中所调查的14种地面材料中只有一种情况例外，那就是一种值得特别关注的不明原因。从表面粗糙度、摆锤法和倾斜平台法测试数据来看还有点难以确定人造板岩能否适用于事先知道是潮湿的或干的场所。对于一个责任人来说可能需要根据表面粗糙度和斜坡数据以诚意如实说明用在潮湿场所的这种地面材料，但是在HSE/HSL的事故调查结果中依据摆式法的测试数据可能建议这种地面材料不适合用在潮湿的场所。

虽然其原因不明，但还是应当依据本研究中的所有证据把在人造板岩地面材料潜在打滑性分类上所观察到的矛盾现象排列出一种上下关系。当从整体上看，在本项研究过程中得到的数据强有力地支持这样的判断，即摆锤和倾斜平台法测试出的4S结果都是非常一致的。

二、报告正文

1导言

本项研究的目的是评估一些天然和人造石材地面的阻滑性能。这些地面材料一般都是商业和零售品种，是要求用于高档装修的，而迄今为止，还没有系统地研究过这些地面的阻滑性能。详细了解这些地面材料的阻滑性能，就能准确地向决定某些地面材料铺装方法的有关责任者提供有益信息。对所有研究到的地面材料都使用如下测试方法： 

(1)表面粗糙度法； 

(2)摆锤测试法； 

(3)标准HSL-PS-SOP 12倾斜平台法。

2试验内容

为本项研究工作选择了14种地面材料见表to所选的地面材料代表了能在市场上找到的各种常用石材地面材料，所囊括的范围从天然石材，如大理石、花岗石和石灰石，到人造合成石材和水磨石类地面材料。这些材料的表面精修，有的是高度抛光，有的是研磨的，有的是裂开或劈裂的表面。

每一种地面材料都按照生产商的要求以专业方式铺在倾斜平台板上。

本研究项目中使用的每种倾斜平台板的阻滑性能，使用标准测试方法进行评估，如英国阻滑性能组指导原则1规定的，使用摆锤式动摩擦系数测试法，(见图2)；和Mitutoyo SJ-201P微观粗糙度传感器(见图1)；在HSL的现场光滑度评估和HSE的接触表，本项研究所采用的石材地面材料研究时，按常规这两种测试方法都使用了。每一种地面材料的阻滑性能又使用HSL倾斜平台法以使其进一步验证。

(1)表面粗糙度

在对地面材料进行常规光滑度评估时，以标准化三个方向操作法做了10个Rz测量，以说明表面方向的不均质性。已经明确的是，本项研究的目的是尽可能全面地检测石材地面的特征，借此机会最广泛地收集能在现场调查正规收集到的表面粗糙度参数Ra,Rz, Rq, Rt,  Rp,  Rmr,  Rs.  Mitutoyo表面粗糙度传感器根据UKAS粗糙度标准校准，并在使用前检查校准粗糙度板。

(2)摆锤测试法

使用的是4S橡胶滑块，滑块按照L1KSR G指导原则进行准备。摆锤式仪器由英国标准研究院校准。根据UKSRG指导原则2000版进行来诊释摆锤法测试数据。根据已有的HSE指南，食品信息表22 (HSE)和表2本项研究工作所使用的鞋类型UKSRG指导原则来诊释表面粗糙度数据。

(3)倾斜平台法

关于指定地面材料/鞋类/污染物组合的阻滑性能，是采用DIN倾斜平台摩擦系数测试法得到的。这一测试方法是由健康和安全实验室(HST,) ,  HSL -PS一SOP12开发的，见图3。

图3 HSL-PS-SOP 12倾斜平台型摩擦系数(CoF)测试仪

倾斜平台法是根据HSL-PS-SOP 12进行的，污染物为白来水，按6公升/lmin的流量使用。操作人员按大约1。的量增加平台板的倾斜度，直到无法止住滑倒为止，并且将滑倒时刻的住滑倒为止，并且将滑倒时刻的倾斜角度记录下来。需检测12个角度，并扣掉最高和最低角，将剩下的10个角加以平均来作为临界角。然后，通过取得临界角的切线测定出水平行走的摩擦系数。这是由两个操作人员分别做出的结果，他们达到的临界角误差都在2。之内。

这里做调查研究使用的地面的前提都是典型铺装，并且都是广泛用于商业和零售环境中的；在这一前提下，责任者不太可能对已经磨损的鞋的类型有任何控制。为了反映出鞋的类型的难以控制，测试时使用了表2列出的能反映出大量典型鞋类滑动特征的二双鞋(见图4) 。在使用前，所有的这些鞋，都用P400磨粒号新鲜砂纸进行了打磨。

3测试结果和评议

(1)表面粗糙度结果

本项测试工作使用的测倾斜平台板的粗糙度值见表3。

表3中给出了本项研究使用的14种倾斜平台板的粗糙度的平均值。各种粗糙度参数的定义见附件1。

Rz参数在表3中予以加黑明显标出，这是在进行HSL光滑度评估时按常规测量出来的，并且是预测水污染地面材料阻滑性能的一个关键参数。表4概括了英国阻滑性能组((UKSRG)关于i}释表面粗糙度数据的指导原则。

已做过的测试表明，较高的污染粘性要求较高的粗糙表面，因为地面和行人鞋之间形成的挤压模厚度是随着污染粘性增长而增大的。因而所要求的表面粗糙度也要有较高的让人满意的阻滑性能。

根据本项研究中使用的倾斜平台板的Rz数据和表4提供的信息进行的对比，将在潮湿条件下测试的地面材料分类如下： 

高潜在打滑性材料：抛光大理石、人造合成石、抛光花岗石、自然面水磨石、光泽面水磨石、未填充光泽面石灰华、研磨石灰石； 

中等潜在打滑性材料：抛光石灰石、未填充自然面石灰华； 

低潜在打滑性材半：光泽面劈裂板岩、卵石马赛克、自然面劈裂板岩、人造板岩、天然判石。     

根据Rz表面粗糙度数据，7种地面材料在水湿条件下属高潜在打滑性材料，2种属预期的中度潜在打滑性材料，5种在潮湿条件下属预期的低潜在打滑性材料。只根据表面粗糙度信息，那么本项研究使用的大部分地面材料都属于在水湿条件下具有高和中度的滑倒风险的，因此不适合用于预知的潮湿地点，如进口处，浴室和自助餐厅。

4摆锤法测量

表6中列出了摆锤法对本项研究使用的倾斜平台板的测试结果。注意：摆锤式测试法的结果由几个缩写字母表示：阻滑性能(SRV，这是在本报告里所使用的)，摆锤法测试(PTV)，和英国摆动数字(BP1V)。

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