陳國本　編譯

一、測試研究概述

1.目的

這一研究項目的目的，是采用在爭議場所調(diào)查時常規(guī)使用的便攜式測試方法—也就是Rz表面粗糙度和擺錘式測試法以及純粹實驗室測試方法的HSL(健康與安全實驗室)傾斜平臺法來全面了解一些天然石材和人造石材地面材料的特征。

2.主要結(jié)論

(1)便攜式測試方法是在潮濕條件下以傾斜平臺板方式對石材地面材料進行了潛在打滑性測試，并收集了Kz表面粗糙度數(shù)據(jù)，據(jù)此將這些材料分類：

高潛在打滑性材料：拋光大理石、人造合成石、拋光花崗石、自然面水磨石、光澤面水磨石、未填充光澤面石灰華、研磨石灰石；

中等潛在打滑材料：拋光石灰石、未填充自然面石灰華；?

低潛在打滑材料：光澤面劈裂板巖、卵石馬賽克、白然面劈裂板巖、人造板巖、天然料石。

根據(jù)Rz表面粗糙度數(shù)據(jù)，7種地面材料在水濕條件下屬高潛在打滑性材料，2種屬預(yù)期的中度潛在打滑性材料，5種屬預(yù)期的低潛在打滑性材料。

(2)以擺錘式方法測試了在潮濕條件下石材地面材料的潛在打滑性，并根據(jù)測試結(jié)果將這些地面材料分類如下：

高潛在打滑性材料：拋光大理石、人造合成石、拋光花崗石、經(jīng)打磨石灰石、自然面水磨石；?

高到中度潛在打滑性材料：光澤面水磨石；?

中度潛在打滑性材料：拋光石灰石、未填充自然面石灰華、未填充光澤面石灰華、平滑面人造板巖。

低潛在打滑性材料：卵石馬賽克、自然面劈裂板巖、光澤面劈裂板巖、天然料石。?

根據(jù)擺錘式數(shù)據(jù)，5種地面材料在水濕條件下屬高潛在打滑性材料，1種在潮濕條件下屬從高到中度潛在打滑性材料，4種屬中等潛在打滑性材料，以及4種地面在潮濕條件下屬預(yù)期的低潛在打滑性材料。

(3)分析結(jié)果

本項研究所調(diào)研的地面材料，根據(jù)表面粗糙度數(shù)據(jù)和擺錘式測試結(jié)果做出的潛在打滑性分類是非常一致的：?

①14種地面中有11種，根據(jù)表面粗度和擺錘式測試數(shù)據(jù)做出的潛在打滑性分類完全一樣；?

②14種地面中有2種地面，與擺錘式方法所測得的潛在打滑性相比較，粗糙度方法在數(shù)值上會顯得偏低，也就是說實際上這種地面沒有像單獨用粗糙度方法所預(yù)測的那樣光滑；?

③只有一種情況是表面粗糙度數(shù)據(jù)會低估用擺錘式方法測出的地面潛在打滑性，也就是說這種地面比預(yù)期的要滑；?

將表面粗糙度和擺錘式方法數(shù)據(jù)的相對比，得出擺錘式數(shù)據(jù)和表面粗糙度之間的關(guān)系可以用如下方程式表達：?

Y=1.4821X+9.0357，R2?=0.7939

實際上，擺錘式數(shù)據(jù)和表面粗糙度之間的關(guān)系可以以線性表現(xiàn)出來，并且最佳適配預(yù)測線的R2值指明，阻滑性能值所有可變性中約有79%都可以以這一數(shù)值對Rz表面粗糙度的關(guān)系表達出來。

本報告的所有證據(jù)都支持了HSL/HSE的立場，就是作為地面材料阻滑的性能指標Rz雖然有效，但并不建議將其作為選擇新的地面材料的惟一依據(jù)。在技術(shù)規(guī)范決定做出之前，在任何情況中，無論是潮濕還是干燥條件下，表面粗糙度都會被看作與擺錘式測試緊緊相關(guān)。

(3)傾斜平臺法測試結(jié)果

測試人員使用4S橡膠鞋底的鞋，以傾斜平臺法對如下地面材料的潛在打滑性進行了測試，并依據(jù)測試結(jié)果，將這些地面材料分類如下：

高潛在打滑性材料：拋光大理石、人造合成石、拋光花崗石、自然面水磨石、光澤面水磨石、未填充光澤面石灰華、經(jīng)打磨石灰石、拋光石灰石、未填充自然面石灰華；?

低潛在打滑性材料：卵石馬賽克、人造板巖、自然面劈裂板巖、光澤面劈裂板巖、天然料石。

使用4S鞋底鞋類進行傾斜平臺法測試結(jié)果表明，9種地面材料在水濕條件下屬高潛在打滑性材料，5種地面材料，如預(yù)期那樣，在潮濕條件下呈低潛在打滑性。

當人們通常穿著的鞋比4S鞋底還要舊時，本研究中的所有地面材料都會呈現(xiàn)出一種低的打滑趨勢。

(4)傾斜平臺法和擺錘法的對比

測試報告指出，總的來講，在水濕條件下，當兩種測試方法同樣都使用4S橡膠測試時，擺錘法和傾斜平臺法測出的結(jié)果都是非常一致的。

初始對比表明，用斜坡和擺錘側(cè)試法對本項研究的14種地面材料中的10種進行潛在打滑性分類，其結(jié)果都一樣。對用斜坡和擺錘測試法測得的摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)進行簡易分析后表明，它們之間的關(guān)系可以用下列方程式表達：??

Y=0.5357X-2.2028,?R2=-0.7939

其中：Y一斜坡方法測試的摩擦系數(shù)；?

X一擺錘式測試法的摩擦系數(shù)。

兩種測試方法結(jié)果之間的關(guān)系實質(zhì)上可以以線性表現(xiàn)出來，最佳適配預(yù)測線的R2值指出，傾斜平臺法測量出來的所有摩擦系數(shù)可變性的82%都可以以這一數(shù)值對用擺錘式測試法測出的摩擦系數(shù)的關(guān)系表達出來。

本研究中所調(diào)查的14種地面材料中只有一種情況例外，那就是一種值得特別關(guān)注的不明原因。從表面粗糙度、擺錘法和傾斜平臺法測試數(shù)據(jù)來看還有點難以確定人造板巖能否適用于事先知道是潮濕的或干的場所。對于一個責任人來說可能需要根據(jù)表面粗糙度和斜坡數(shù)據(jù)以誠意如實說明用在潮濕場所的這種地面材料，但是在HSE/HSL的事故調(diào)查結(jié)果中依據(jù)擺式法的測試數(shù)據(jù)可能建議這種地面材料不適合用在潮濕的場所。

雖然其原因不明，但還是應(yīng)當依據(jù)本研究中的所有證據(jù)把在人造板巖地面材料潛在打滑性分類上所觀察到的矛盾現(xiàn)象排列出一種上下關(guān)系。當從整體上看，在本項研究過程中得到的數(shù)據(jù)強有力地支持這樣的判斷，即擺錘和傾斜平臺法測試出的4S結(jié)果都是非常一致的。

二、報告正文

1導(dǎo)言

本項研究的目的是評估一些天然和人造石材地面的阻滑性能。這些地面材料一般都是商業(yè)和零售品種，是要求用于高檔裝修的，而迄今為止，還沒有系統(tǒng)地研究過這些地面的阻滑性能。詳細了解這些地面材料的阻滑性能，就能準確地向決定某些地面材料鋪裝方法的有關(guān)責任者提供有益信息。對所有研究到的地面材料都使用如下測試方法：?

(1)表面粗糙度法；?

(2)擺錘測試法；?

(3)標準HSL-PS-SOP?12傾斜平臺法。

2試驗內(nèi)容

為本項研究工作選擇了14種地面材料見表to所選的地面材料代表了能在市場上找到的各種常用石材地面材料，所囊括的范圍從天然石材，如大理石、花崗石和石灰石，到人造合成石材和水磨石類地面材料。這些材料的表面精修，有的是高度拋光，有的是研磨的，有的是裂開或劈裂的表面。

每一種地面材料都按照生產(chǎn)商的要求以專業(yè)方式鋪在傾斜平臺板上。

本研究項目中使用的每種傾斜平臺板的阻滑性能，使用標準測試方法進行評估，如英國阻滑性能組指導(dǎo)原則1規(guī)定的，使用擺錘式動摩擦系數(shù)測試法，(見圖2)；和Mitutoyo?SJ-201P微觀粗糙度傳感器(見圖1)；在HSL的現(xiàn)場光滑度評估和HSE的接觸表，本項研究所采用的石材地面材料研究時，按常規(guī)這兩種測試方法都使用了。每一種地面材料的阻滑性能又使用HSL傾斜平臺法以使其進一步驗證。

(1)表面粗糙度

在對地面材料進行常規(guī)光滑度評估時，以標準化三個方向操作法做了10個Rz測量，以說明表面方向的不均質(zhì)性。已經(jīng)明確的是，本項研究的目的是盡可能全面地檢測石材地面的特征，借此機會最廣泛地收集能在現(xiàn)場調(diào)查正規(guī)收集到的表面粗糙度參數(shù)Ra,Rz,?Rq,?Rt,??Rp,??Rmr,??Rs.??Mitutoyo表面粗糙度傳感器根據(jù)UKAS粗糙度標準校準，并在使用前檢查校準粗糙度板。

(2)擺錘測試法

使用的是4S橡膠滑塊，滑塊按照L1KSR?G指導(dǎo)原則進行準備。擺錘式儀器由英國標準研究院校準。根據(jù)UKSRG指導(dǎo)原則2000版進行來診釋擺錘法測試數(shù)據(jù)。根據(jù)已有的HSE指南，食品信息表22?(HSE)和表2本項研究工作所使用的鞋類型UKSRG指導(dǎo)原則來診釋表面粗糙度數(shù)據(jù)。

(3)傾斜平臺法

關(guān)于指定地面材料/鞋類/污染物組合的阻滑性能，是采用DIN傾斜平臺摩擦系數(shù)測試法得到的。這一測試方法是由健康和安全實驗室(HST,)?,??HSL?-PS一SOP12開發(fā)的，見圖3。

圖3?HSL-PS-SOP?12傾斜平臺型摩擦系數(shù)(CoF)測試儀

傾斜平臺法是根據(jù)HSL-PS-SOP?12進行的，污染物為白來水，按6公升/lmin的流量使用。操作人員按大約1。的量增加平臺板的傾斜度，直到無法止住滑倒為止，并且將滑倒時刻的住滑倒為止，并且將滑倒時刻的傾斜角度記錄下來。需檢測12個角度，并扣掉最高和最低角，將剩下的10個角加以平均來作為臨界角。然后，通過取得臨界角的切線測定出水平行走的摩擦系數(shù)。這是由兩個操作人員分別做出的結(jié)果，他們達到的臨界角誤差都在2。之內(nèi)。

這里做調(diào)查研究使用的地面的前提都是典型鋪裝，并且都是廣泛用于商業(yè)和零售環(huán)境中的；在這一前提下，責任者不太可能對已經(jīng)磨損的鞋的類型有任何控制。為了反映出鞋的類型的難以控制，測試時使用了表2列出的能反映出大量典型鞋類滑動特征的二雙鞋(見圖4)?。在使用前，所有的這些鞋，都用P400磨粒號新鮮砂紙進行了打磨。

3測試結(jié)果和評議

(1)表面粗糙度結(jié)果

本項測試工作使用的測傾斜平臺板的粗糙度值見表3。

表3中給出了本項研究使用的14種傾斜平臺板的粗糙度的平均值。各種粗糙度參數(shù)的定義見附件1。

Rz參數(shù)在表3中予以加黑明顯標出，這是在進行HSL光滑度評估時按常規(guī)測量出來的，并且是預(yù)測水污染地面材料阻滑性能的一個關(guān)鍵參數(shù)。表4概括了英國阻滑性能組((UKSRG)關(guān)于i}釋表面粗糙度數(shù)據(jù)的指導(dǎo)原則。

已做過的測試表明，較高的污染粘性要求較高的粗糙表面，因為地面和行人鞋之間形成的擠壓模厚度是隨著污染粘性增長而增大的。因而所要求的表面粗糙度也要有較高的讓人滿意的阻滑性能。

根據(jù)本項研究中使用的傾斜平臺板的Rz數(shù)據(jù)和表4提供的信息進行的對比，將在潮濕條件下測試的地面材料分類如下：?

高潛在打滑性材料：拋光大理石、人造合成石、拋光花崗石、自然面水磨石、光澤面水磨石、未填充光澤面石灰華、研磨石灰石；?

中等潛在打滑性材料：拋光石灰石、未填充自然面石灰華；?

低潛在打滑性材半：光澤面劈裂板巖、卵石馬賽克、自然面劈裂板巖、人造板巖、天然判石。?????

根據(jù)Rz表面粗糙度數(shù)據(jù)，7種地面材料在水濕條件下屬高潛在打滑性材料，2種屬預(yù)期的中度潛在打滑性材料，5種在潮濕條件下屬預(yù)期的低潛在打滑性材料。只根據(jù)表面粗糙度信息，那么本項研究使用的大部分地面材料都屬于在水濕條件下具有高和中度的滑倒風險的，因此不適合用于預(yù)知的潮濕地點，如進口處，浴室和自助餐廳。

4擺錘法測量

表6中列出了擺錘法對本項研究使用的傾斜平臺板的測試結(jié)果。注意：擺錘式測試法的結(jié)果由幾個縮寫字母表示：阻滑性能(SRV，這是在本報告里所使用的)，擺錘法測試(PTV)，和英國擺動數(shù)字(BP1V)。

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