ISO 10545-102021 陶瓷砖 - 第10部分水分膨胀的测定标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:CeramicTiles—Part10:DeterminationofMoistureExpansionISO10545-10:2021陶瓷砖第10部分：水分膨胀的测定标准立项发展报告摘要陶瓷砖作为建筑装饰领域应用最为广泛的材料之一，其长期服役性能直接影响建筑质量安全与使用功能。水分膨胀是导致陶瓷砖后期镶贴开裂、釉面剥落等质量病害的关键诱因，科学准确地测定陶瓷砖的水分膨胀特性，对材料配方优化、生产工艺控制及工程应用选型均具有重要指导意义。国际标准化组织（ISO）于1995年首次发布ISO10545-10《陶瓷砖第10部分：水分膨胀的测定》，随后于2021年6月28日正式发布第二版（ISO10545-10:2021），该版本在术语定义、试验条件、仪器精度和结果计算等方面进行了系统性技术修订，反映了国际陶瓷砖行业对水分膨胀检测方法科学性与可比性的更高要求。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、主要修订要点及其国际国内实施影响，阐述了主要参与单位在标准研制中的技术贡献，并对该标准未来的发展方向提出了展望。报告指出，ISO10545-10:2021的发布实施将进一步完善陶瓷砖国际标准体系，为全球陶瓷砖贸易和工程质量控制提供更加可靠的技术依据。关键词：陶瓷砖；水分膨胀；ISO10545-10；国际标准；检测方法；标准化一、引言陶瓷砖产品以其优异的物理化学性能和丰富的外观装饰效果，在全球建筑装饰领域占据着不可替代的重要地位。然而，陶瓷砖在长期使用过程中，由于坯体吸附空气中水分而产生的不可逆膨胀现象（即水分膨胀），会导致砖体尺寸变化，进而引发镶贴层开裂、空鼓、脱落等严重工程质量问题。特别是在潮湿环境下（如浴室、厨房、泳池等场所），水分膨胀引起的质量隐患更为突出。水分膨胀的准确测定，不仅是陶瓷砖产品质量评价的核心指标之一，更是生产企业优化坯料配方、改进烧成制度的重要技术依据。与此同时，随着全球经济一体化的不断深入，陶瓷砖国际贸易量持续增长，建立统一、科学、可比较的水分膨胀测定方法标准，对于消除技术性贸易壁垒、促进国际贸易便利化具有重要意义。在此背景下，国际标准化组织ISO/TC189（陶瓷砖技术委员会）围绕陶瓷砖产品性能测试方法标准体系的建设持续开展工作。ISO10545系列标准作为陶瓷砖领域最权威的国际标准体系，涵盖了陶瓷砖尺寸、表面质量、物理力学性能、化学性能等多方面的测试方法，其中第10部分专门针对水分膨胀测定方法进行规范。2021年发布的ISO10545-10:2021版本，是该标准发布二十余年来的首次系统修订，标志着陶瓷砖水分膨胀检测技术进入了一个新的发展阶段。二、标准立项背景2.1陶瓷砖行业发展现状近年来，全球陶瓷砖产业持续稳定发展。据统计，全球陶瓷砖年产量已超过150亿平方米，其中中国作为世界最大的陶瓷砖生产国和消费国，年产量占全球总产量的50%以上。印度、越南、巴西、意大利、西班牙等国也是重要的陶瓷砖生产大国。随着各国基础设施建设投入的不断加大和居民生活水平的持续提升，陶瓷砖的市场需求仍保持旺盛增长态势。在产品种类方面，陶瓷砖产品日益丰富多样，包括瓷质砖、炻瓷砖、细炻砖、炻质砖、陶质砖等多种类型，其吸水率涵盖从≤0.5%到>10%的宽广范围。不同种类陶瓷砖的水分膨胀特性存在显著差异，对检测方法提出了差异化的技术要求。2.2水分膨胀测定的技术需求陶瓷砖的水分膨胀现象源于其坯体中的玻璃相在烧成冷却过程中形成的亚稳态结构，在使用过程中逐渐吸附水分而发生体积膨胀。该膨胀过程持续而缓慢，且为不可逆过程。水分膨胀值的大小与陶瓷砖的原料组成、烧成温度、保温时间、冷却制度等因素密切相关。从工程应用角度来看，水分膨胀过大的陶瓷砖在镶贴后容易导致砖体拱起、开裂等问题。中国国家标准GB/T4100-2015《陶瓷砖》明确要求瓷质砖的水分膨胀值不超过0.06%（在蒸汽压力下测试）。而根据欧洲标准EN14411:2012的规定，墙面砖的水分膨胀值要求更加严格。因此，准确测定陶瓷砖水分膨胀对于保障产品质量和工程安全具有重要意义。2.3标准修订的必要性ISO10545-10:1995版本自发布实施以来，为全球陶瓷砖行业的水分膨胀检测提供了统一的技术依据。但随着科学技术的不断进步和行业需求的持续变化，旧版标准逐渐暴露出以下不足：其一，随着陶瓷砖产品种类的不断拓展和新工艺的广泛应用（如薄板陶瓷砖、大规格陶瓷砖等），原有标准规定的试样尺寸和数量已不能完全适应产品检测的实际需要。其二，在术语定义方面，旧版标准对水分膨胀相关核心术语的定义不够精确，导致不同实验室之间在理解和执行上存在偏差。其三，煮沸法作为水分膨胀测定的基本方法，其试验条件（如煮沸时间、冷却方式等）的规定有待进一步细化和优化。其四，测量仪器的精度要求、校准方法以及结果计算的有效数字修约规则需要补充完善。其五，旧版标准缺少精密度数据，无法为实验室间的比对和检测结果的可比性提供依据。综上，国际标准化组织ISO/TC189技术委员会决定对ISO10545-10:1995进行系统修订，以适应当前陶瓷砖行业的技术发展水平和国际贸易的需求。三、标准主要内容3.1标准适用范围ISO10545-10:2021规定了陶瓷砖在沸腾水中浸泡后水分膨胀的测定方法。该标准适用于所有类型的陶瓷砖，无论是压制砖还是挤出砖，无论是否有釉，均适用。标准明确了测定原理，即测量陶瓷砖试样的长度在沸水处理前后的变化率，从而量化其水分膨胀值。3.2规范性引用文件该标准引用ISO10545-2（陶瓷砖第2部分：尺寸和表面质量的检验）作为试样尺寸测量的依据标准。通过引用ISO10545-2，保证了试样选取、尺寸测量等环节与国际标准体系的协调一致性。3.3术语和定义新版本对"水分膨胀"（moistureexpansion）这一核心术语进行了重新定义，将其界定为：陶瓷砖试样在规定条件下（即在沸水中浸泡一定时间）处理后，由于吸水而产生的长度不可逆增加。该定义更加明确地界定了水分膨胀的本质属性和测试条件。3.4原理标准规定的测定原理为：将一定尺寸的陶瓷砖试样在沸水中煮沸规定时间，使其充分吸水膨胀，测定煮沸前后试样长度的变化量，以长度变化率（mm/m）表示水分膨胀值。整个测试过程包括试样制备、初始长度测量、沸水处理、冷却、最终长度测量和结果计算等步骤。该原理基于陶瓷材料在吸水过程中的体积膨胀特性，通过精确测量长度变化来量化水分膨胀程度。值得关注的是，与旧版标准相比，2021版标准在试验装置方面进行了技术补充和完善。标准明确规定了蒸汽加热装置应具备足够的能力，确保所有试样在整个测试过程中被沸水充分浸泡；对测量装置（测长仪）的精度要求进行了细化，要求分辨力不低于0.01mm；同时补充了烘干箱的温度均匀性要求。这些技术细节的完善，进一步提升了试验的可靠性和可重复性。3.5试样制备标准规定从不少于3块陶瓷砖样品中各取1个试样，且这3块样品应具有代表性。试样应为矩形棱柱体，长度方向尺寸约为100mm，宽度和厚度为50mm至砖的实际厚度。试样长度方向两端面应为相互平行的平面，且与试样长度方向垂直。所有试样应从瓷砖的中间部位切取，确保不含弯曲或其他明显的表面特征。对于每个试样，应去除长度方向两端面边缘的釉层和釉料（如适用）。在煮沸前，应将试样在（110±5）℃的干燥箱中烘干至恒重，然后冷却至室温。3.6试验步骤标准规定的试验步骤主要包括以下环节：初始测量：使用符合精度要求的测长仪测量试样长度方向两端的距离，精确至0.01mm。沸水处理：将试样完全浸入沸水中，确保水能自由接触所有表面。煮沸持续时间为（24±0.5）h。沸水处理期间应始终保持水的沸腾状态。冷却：煮沸结束后，将试样从沸水中取出，在室温下冷却至室温（或冷却至与初始测量时相同的温度）。最终测量：待试样充分冷却后，再次测量其长度，测量方法与初始测量相同。3.7结果计算与表示水分膨胀值按以下公式计算：△L=(L₁-L₀)/L₀×1000式中：△L为水分膨胀值，单位为mm/m；L₀为试样初始长度，单位为mm；L₁为试样沸水处理后的长度，单位为mm。计算结果以3个试样测量值的算术平均值表示，精确至0.01mm/m。3.8试验报告标准要求试验报告至少应包含以下信息：试验依据的标准编号（即ISO10545-10:2021）；试样的完整标识和详细描述（包括产品类型、规格等）；试验温度条件；水分膨胀的平均值及每个试样的单独测定值；试验过程中观察到的任何异常现象；试验日期等。3.9精密度数据新版标准增加了精密度数据的内容，提供了实验室间比对试验所获得的重复性和再现性数据。这些数据为使用该标准的实验室提供了方法可靠性的参考依据，有助于实验室间检测结果的互认和比对。四、主要修订内容对比相较于1995年发布的首版标准，ISO10545-10:2021在以下技术内容方面进行了重要修订和完善：标准结构调整和术语系统完善，优化了标准文本的逻辑结构，使其更加清晰易懂；对术语和定义进行了调整和补充，使核心概念的表达更加准确严谨。试验装置技术要求的细化，对蒸汽加热装置和测量仪器的精度要求进行了更为明确的规定，增加了烘干箱温度均匀性等辅助要求，从试验条件的源头保障了检测结果的准确性。操作步骤的规范化，对沸水处理条件、试样冷却方式及测量细节进行了补充说明，使操作流程更加规范化和标准化。结果计算与报告要求的充实，增加了精密度数据，补充了结果报告的最低信息要求，进一步提升了标淮的实用性和指导性。这些修订使得2021版标准在技术内容上更加科学合理，在操作层面更具可操作性，在检测结果方面更具可比性。五、主要参与单位介绍ISO10545-10:2021的制修订工作由国际标准化组织陶瓷砖技术委员会（ISO/TC189）组织，联合各成员国标准化技术机构密切合作完成。其中，中国国家标准化管理委员会（SAC）作为ISO的正式成员，委派全国建筑卫生陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC249）组织国内相关企事业单位深度参与该标准的制修订工作。咸阳陶瓷研究设计院有限公司等国内权威技术机构均为该标准的制修订做出了重要贡献。咸阳陶瓷研究设计院有限公司咸阳陶瓷研究设计院有限公司（以下简称"咸阳院"）是中国建材集团有限公司所属的中央企业，是中国建筑卫生陶瓷领域规模最大的综合性研究设计机构。该院始建于1956年，前身为原国家建筑材料工业局咸阳陶瓷研究设计院，是国家级建筑卫生陶瓷专业科研院所。经过六十余年的建设与发展，咸阳院已形成涵盖陶瓷材料基础研究、产品开发、工艺装备、标准检测、工程设计的完整科研体系。该院拥有一批在国内外陶瓷领域具有较高学术影响力的专家团队，建有国家建筑卫生陶瓷质量检验检测中心、全国建筑卫生陶瓷标准化技术委员会秘书处等国家级技术平台，是我国建筑卫生陶瓷领域国家标准、行业标准的主要起草单位之一。在ISO10545-10:2021标准的制修订过程中，咸阳院作为ISO/TC189国内技术归口单位的重要技术支撑力量，承担了以下主要工作：在标准修订前期，咸阳院系统收集了国内外陶瓷砖水分膨胀检测相关技术文献和标准资料，开展了广泛的行业调研，深入分析了旧版标准在实际应用中存在的技术问题，为标准修订提供了翔实的基础数据和科学依据。在标准修订过程中，咸阳院组建了由材料科学、检测技术等专业人员组成的技术团队，积极参与ISO/TC189国际标准工作会议，围绕标准的框架结构、技术指标、试验条件等核心内容提出了一系列建设性的中国提案和技术意见。同时，咸阳院组织国内相关实验室开展了大量的验证试验，对新版标准中规定的试验条件、仪器要求和精密度数据进行了充分验证，确保标准技术内容的科学性和适用性。在标准发布后的推广实施阶段，咸阳院积极承担标准的宣贯培训工作，面向国内陶瓷砖生产企业和检测机构开展技术培训，推动新版标准在国内的顺利实施和有效应用。六、结论与展望ISO10545-10:2021《陶瓷砖第10部分：水分膨胀的测定》的发布实施，是陶瓷砖国际标准体系建设的重要里程碑。该标准在继承首版标准科学框架的基础上，充分吸收近年来陶瓷砖生产技术发展和检测技术进步的最新成果，在术语定义、试验装置、操作步骤、结果表示和精密度数据等方面实现了全面技术升级，为全球陶瓷砖行业提供了更加科学、准确、统一的水分膨胀测定方法。该标准的实施，将有助于统一各成员国在陶瓷砖水分膨胀检测方面的技术要求和操作方法，提高检测结果的可比性和互认度；有助于陶瓷砖生产企业更加准确地把控产品的水分膨胀性能，优化产品配方和烧成工艺，提升产品质量水平；有助于消除国际贸易中因检测方法差异造成的技术性贸易壁垒，促进全球陶瓷砖贸易的便利化发展。参考文献[1]ISO10545-10:2021,Ceramictiles—Part10:Determinationofmoistureexpansion[S].Geneva:InternationalOrganizatio