Технологические свойства керамической плитки

15 марта 2016

Механические характеристики основы

В данную группу объединяются прочностные характеристики по отношению к нагрузкам, которые облицовочное покрытие из керамической плитки способно выдержать без разрушения. Естественно, что в данном случае речь идет о характеристиках, необходимых для напольной плитки.
К механическим характеристикам основы относятся:
1. предел прочности на изгиб;
2. максимальная нагрузка изгиба;
3. ударная прочность материала.

Предел прочности на изгиб — это максимальная нагрузка, которую плитка выдерживает, прежде чем разрушиться. Предел прочности материала прямо пропорционален плотности плитки и ее водопоглощению. Чем ниже значение водопоглощения керамической плитки, тем больше ее предел прочности на изгиб. Например, у керамогранита, водопоглощекие которого еле-еле дотягивает до 0,5 %, величина предела прочности на изгиб в несколько раз выше, чем у пористой керамической плитки.

Максимальная нагрузка изгиба — это нагрузка, при которой разрушается керамическая плитка. В отличие от предела прочности на изгиб, данная характеристика является свойством не материала, а конкретной керамической плитки. Поэтому она зависит не только от водопоглощения плитки, но также от ее толщины. Чем толще керамическая плитка, тем выше значение ее максимальной нагрузки изгиба. С другой стороны, предел прочности на изгиб оказывает прямое воздействие на максимальную нагрузку изгиба.

Обратите внимание, что международный стандарт EN ISO 10545.4, определяющий прочностные характеристики плитки, рассчитан на отдельно взятую плитку. Плитка же в составе сплошного напольного покрытия имеет в несколько раз более высокое значение максимальной нагрузки изгиба.

Ударная прочность материала — прочность под воздействием падающих тел. Данный параметр керамической плитки оценивается международным стандартом EN ISO 10545.5. В целом керамическая плитка отличается невысокой ударной прочностью, поэтому с кафельными покрытиями необходимо быть предельно осторожными и не допускать падения на них острых и тяжелых предметов.

Ударную прочность следует отличать от хрупкости. Хрупким называется материал, который под воздействием механической нагрузки разрушается, исчерпав все свои возможности по упругой деформации. Притом, что любой вид керамической плитки является хрупким, его ударная прочность может быть неодинаковой. К примеру, ударная прочность керамогранита в десятки раз выше, чем у фаянса, при этом керамогранит можно легко разбить во время транспортировки.

Еще одна механическая характеристика основы — это стойкость к движению транспортных средств. Данный параметр тестируется у плиток, предназначенных для мощения. В настоящий момент измерение стойкости к движению транспортных средств проводится применительно к плитке французской марки NF UPEC. Тестированию подвергаете» не отдельная плитка, а участок мостовой облицовки, выложенный по особой методике.

Механические характеристики поверхности

В отличие от механических характеристик основы, данные свойства керамической плитки касаются только ее эксплуатационной поверхности. Опять же, особенно важны эти характеристики для напольной плитки.
Самая важная механическая характеристика поверхности — это прочность на истирание, или износостойкость. Износостойкость тестируется многократными оборотами абразивного материала, который имитирует шаги человека, обутого в туфли, ботинки или сапоги.

Износостойкость глазурованной керамической плитки определяется по методике PEI (EN ISO 105645.7), разработанной Американским институтом керамики. Собственно говоря, в данном случае речь идет не о стойкости керамики, а о стойкость слоя глазури. А потому под износостойкостью можно понимать необратимую тенденцию к изменению внешнего вида плитки, ухудшение ее эстетических свойств.

По международным стандартам в рамках прочности на истирание керамическая плитка подразделяется на 5 групп, соответствующих 5 степеням износостойкости:
I — плитка для ванной комнаты, спальни и других помещений с малой интенсивностью движения, низкой посещаемостью и отсутствием загрязнения, не имеющих прямого выхода на улицу и предназначенных для хождения босиком или в мягкой обуви;
II — плитка для жилых помещений со средней интенсивностью движения, также не имеющих прямого выхода на улицу и предназначенных для хождения в нормальной обуви (кроме кухни и прихожей);
III — сверхпрочная плитка для кухни и прихожей;
IV — плитка для подъездов, торговых залов и офисов;
V — плитка для магазинов, ресторанов, аэропортов, супермаркетов и других общественных месте высокой посещаемостью и большим количеством загрязнения.
Группа I (по международному обозначению "РЕМ") наименее устойчива к истиранию. На другом конце шкалы расположена группа V (PEI-V) с повышенным сопротивлением к истиранию. На такой плитке не только не остается видимых следов истирания, но и не образуется пятен.

Есть еще группа U (О), которая предшествует группе I и означает, что данная плитка не может быть использована для создания напольного покрытия. Вообще, для облицовки внутренних стен подходит плитка любой группы износостойкости. Впрочем, покупать плитку группы V в данном случае является неоправданным расточительством.

Каждая последующая степень износостойкости означает увеличение срока службы напольного покрытия примерно на одну треть. Изнашиваемость плитки со светлой глазурью более очевидна, так как на ней лучше видны любые изменения глазури. При этом матовая глазурь является более стойкой к истиранию, чем блестящая, на которой следы видны уже на ранних стадиях эксплуатации независимо оттого, к какой группе принадлежит плитка.

Прочность на истирание применительно к неглазурованной плитке имеет несколько иную природу, а значит, и иные стандарты. В данном случае корректнее говорить о прочности на снятие материала. Дело в том, что в процессе эксплуатации неглазурованная плитка в целом сохраняет свои декоративные качества, в отличие от глазурованной,но все больше и больше истончается, обнажая ниже расположенные слои, одинаковые по составу и цвету с поверхностью. К тому же поврежденную поверхность из неглазурованных плиток можно реанимировать посредством полировки или прочей декоративной отделки. Требования к прочности на снятие материала неглазурованной плитки определяются международным стандартом EN ISO 10545.6.

Степень изнашиваемости неглазурованной плитки во многом зависит от типа завершающей обработки, которой лицевая поверхность плитки подверглась на заводе или после укладки — от шлифовки, полировки, пропитки синтетическим составом и пр. Важным для данной характеристики является и степень водопоглощения материала: чем она выше, тем ниже износостойкость неглазурованной плитки. Именно поэтому наибольшей износостойкостью отличаются неглазурованный керамогранит и клинкер.

Поверхностная стойкость керамической плитки, под которой подразумевается стойкость к образованию царапин, порезов и потертостей, определяется по шкале Мооса. Выясняется стойкость поверхности путем воздействия на плитку природными материалами разной степени твердости. В шкале Мооса принято 10 классов стойкости, которые соответствуют 10 степеням твердости природных материалов, где:
1 степень соответствует самому мягкому материалу — тальку;
2 степень - гипсу;
3 степень — кальциту;
4 степень — флюориту;
5 степень — апатиту;
6 степень — полевому шпату;
7 степень — кварцу;
8 степень — топазу;
9 степень — корунду;
10 степень — алмазу.
Чем больше класс, тем выше поверхностная стойкость керамической плитки. Минимальные требования к поверхностной стойкости глазурованной плитки — 6 степень (Mohs 6).

Термогигрометрические характеристики

Термогигрометрические характеристики — это:
1. стойкость к низким температурам;
2. стойкость к тепловым ударам;
3. стойкость к резким перепадам температур;
4. тепловое расширение;
5. расширение под воздействием влаги;
6. стойкость к образованию кракелюроз.
Иными словами, в данную группу объединены характеристики стойкости по отношению к определенным температурным и влажностным условиям.

Стойкость к низким температурам — это способность керамической плитки выдерживать высокую влажность при температуре не выше 0 С. Данная характеристика не имеет значения применительно к керамической плитки, предназначенной для облицовки внутри помещения. Международный стандарт для стойкости к низким температурам — EN ISO 10545.12. В первую очередь данный параметр зависит от водопоглощения материала.

Плотная плитка с низким водопоглощением отличается большей стойкостью к низким температурам. Из-за плотной структуры влага не впитывается плиткой, что исключает ее разрушение изнутри в результате превращения влаги в лед, обладающим меньшей плотностью и соответственно большим объемом. Однако не всякая пористая плитка является уязвимой к низким температурам. Так, экструдированная неглазурованная плитка котто с водопоглощекием, достигающим 15 %, способна выдерживать низкие температуры без особого ущерба для себя. Причина — в особой форме и размерах пор, а также характере их распределения.

Стойкость к тепловым ударам — это стойкость к резким, повторяющимся скачкам температуры. Применительно к облицовочному покрытию это качество означает способность плитки переносить без разрушения и потери эстетических качеств временные контакты с нагретыми или, наоборот, охлажденными предметами. Данное качество особенно важно для кухонной плитки.

Тепловое расширение — это способность материала изменять размеры в условиях изменения температурного режима: расширяться — при повышении температуры и сжиматься — при ее понижении. Для керамической плитки коэффициент линейного теплового расширения соответствует следующей величине: при повышении температуры на ГС облицовка из керамической плитки удлиняется на 4-8 сотых миллиметра из расчета на каждый метр исходной длины.

Особенно важно тепловое расширение для плитки, предназначенной для наружной облицовки, так как снаружи помещения температура претерпевает довольно значительные колебания. Чтобы предотвратить разрушение наружной облицовки, особенно на большой площади, предусматривают специальные температурные швы.

Расширение под воздействием влаги — увеличение размеров керамической плитки в условиях повышенной влажности (в мм/м). Расширение под воздействием влаги обусловлено пористой структурой плитки.

Стойкость к образованию кракелюров тестируется только у глазурованной плитки. Кракелюры — это микроскопические трещины в толще глазури. Они либо появляются в процессе эксплуатации плитки, и в данном случае являются дефектом, либо наносятся на глазурь специально с целью создания эффекта "старения". Но и во втором случае кракелюры нарушают непрерывность глазури, а значит, и водопроницаемость плитки. Причин образования кракелюров в процессе эксплуатации может быть несколько. Например, несоответствие коэффициентов линейного расширения основы и глазури, неправильная укладка плитки (в частности на плохой раствор), эксплуатация плитки в определенных температурных и гигрометрических условиях.

Химические характеристики

Химические характеристики связаны с сопротивляемостью керамической плитки агрессивному воздействию веществ, способных войти в соприкосновение с ее поверхностью. Речь идет о следующих свойствах плитки:
1. стойкости к воздействию химических реагентов (кислот и щелочей);
2. стойкости к образованию пятен.

Химические характеристики керамической плитки являются характеристиками ее поверхности и зависят главным образом от структуры и прочих параметров поверхностного слоя. Чем более пористой является поверхность плитки, тем ниже ее стойкость к воздействию агрессивных сред, так как она активно впитывает в себя химические реагенты и грязь. Более того, форма пор затрудняет удаление химических реагентов и грязи с поверхности плитки.

В связи с вышесказанным становится очевидным, что глазурованная плитка с точки зрения химической стойкости является более предпочтительной, чем неглазурованная. Не пропускающая жидкость глазурь делает поверхность керамической плитки более плотной и неуязвимой для некоторых химических веществ, особенно щелочей. В целом защитная способность глазури во многом зависит от ее цвета (некоторые пигменты делают плитку уязвимой к действию кислот) и наличия рисунка. В некоторых случаях поверхность плитки намеренно пропитывают защитными составами.

Стойкость к воздействию химических реагентов подразумевает стойкость поверхности керамической плитки к воздействию химически агрессивных веществ, нарушающих эстетические достоинства плитки и приводящих к ее разрушению. Речь идет о кислотах и щелочах, а также продуктах, включающих эти вещества в свой состав (в том числе моющих средствах, продуктах питания и пр.).

Химические реагенты могут оказывать на керамическую плитку двойственное воздействие:
— вступать с поверхностью плитки или одной из ее составляющих в химическую реакцию (большинство покрытий керамической плитки являются химически инертными, а потому применительно к ним данное воздействие неактуально);
— впитываться в поверхность плитки и оставаться в ней на протяжении длительного времени.
Наибольшей стойкостью к воздействию химических реагентов отличаются керамогранит и в чуть меньшей степени клинкер, которые обжигают при высоких температурах, благодаря чему плитка приобретает не только плотную структуру, но и химическую инертность.

Стойкость к образованию пятен — это частный вариант стойкости к воздействию химических реагентов, а именно стойкость к веществам, вызывающим образование пятен. В целом керамическая плитка относится к тем облицовочным материалам, которые отличаются повышенной стойкостью к образованию пятен и легко поддаются чистке, что во многом и определяет ее популярность.

Наибольшей стойкостью к образованию пятен обладают плитки с плотной структурой. Ибо чем плотнее поверхность плитки, тем меньше возможностей для проникновения в нее пятнообразующих веществ.

По критерию устойчивости к агрессивным средам выделяют несколько классов керамической плитки:
АА — нет изменений внешнего вида;
А — незначительные изменения внешнего вида;
В — средние изменения внешнего вида;
С — частичная потеря внешнего вида;
D — полная потеря внешнего вида.

Это совсем не означает, что плитка класса С обязательно потеряет свой внешний вид до безобразного состояния. Многое зависит оттого, как вы будете ухаживать за облицовочным покрытием, и будете ли это делать вообще. Понятно, что в заботливых руках даже плитка класса D будет долго сохранять свои декоративные достоинства.

Характеристики безопасности

Данные характеристики отвечают за безопасность применения керамической плитки.
Главная характеристика безопасности — коэффициент трения и скольжения поверхности плитки (RV С ростом коэффициента трения уменьшается риск поскользнуться.

Согласно международным нормативам, выделяют 4 категории безопасности керамической плитки:
0-0,19 — опасно;
0,2-0,39 — на грани опасного;
0,4-0,74 — удовлетворительно;
0,75 и выше — отлично.

Самые жесткие требования к коэффициенту трения поверхности предъявляются к напольной плитке, предназначенной для облицовки общественных помещений с интенсивным трафиком и возможностью занесения на ее поверхность воды и других скользких сред, а также для уличных мостовых.

Высокий коэффициент трения достигается приданием поверхности как не глазурованной не глазурованной, так и глазурованной плитки шероховатости, рельефности и шершавости. Одновременно это влечет за собой ухудшение санитарно-гигиенических свойств плитки, так как затрудняет ее чистку.

Уменьшение коэффициента трения происхоит при попадании на поверхность плитки масел, жиров и т.п. веществ, а также воды, особенно если поверхность керамической плитки является гладкой и полированной.

Еще одна важная характеристика глазурованной керамической плитки — это выделение свинца и кадмия. Эти опасные для здоровья человека металлы иногда входят в состав глазури. Контроль за их содержанием особенно важен, если облицовка предполагает контакт с продуктами питания (например, плитка на столешнице кухонного стола).