GBT 42842.3-2026 微细气泡技术 清洗应用 第3部分：硬地面清洗的试验方法标准立项发展报告

微细气泡技术清洗应用第3部分：硬地面清洗的试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FineBubbleTechnology—CleaningApplications—Part3:TestMethodforHardSurfaceCleaning摘要关键词：微细气泡技术；硬地面清洗；试验方法；国家标准；标准化；清洗效果评价；气泡发生装置；技术规范Abstract:Withthewideapplicationoffinebubbletechnologyinindustrialcleaning,environmentalprotectionandcivilcleaningfields,thedemandforquantitativeevaluationofitscleaningeffectonhardsurfaceshasbecomeincreasinglyurgent.However,duetothelackofunifiedtestmethodsandevaluationcriteria,itisdifficulttocomparethecleaningperformanceofdifferenttechnicalroutesandproductshorizontally,whichrestrictsthestandardizedpromotionandmarketizationprocessofthistechnology.Thisreportsystematicallyelaboratesontheprojectbackground,developmentprocessandtechnicalcontentofthenationalstandardGB/T42842.3—2026*Finebubbletechnology—Cleaningapplications—Part3:Testmethodforhardsurfacecleaning*.Thereportfirstreviewsthedevelopmentstatusandstandardizationneedsoffinebubblecleaningtechnologybothdomesticallyandinternationally,pointingoutthenecessityandurgencyofformulatingthisstandard.Itthenintroducesindetailthecoretechnicalcontentsincludingthescopeofapplication,termsanddefinitions,testprinciples,testapparatus,testproceduresanddataprocessingmethods,withemphasisonkeytechnicalpointssuchasthestandardizedpreparationofcontaminatedsubstrates,controlofbubblegenerationconditions,andconstructionofcleaningeffectevaluationindexsystems.Thisreportalsointroducesthemaindraftingorganizationsandlooksforwardtotheapplicationprospectsandtechnicaldevelopmentdirectionsafterthestandardisimplemented.Keywords:finebubbletechnology;hardsurfacecleaning;testmethod;nationalstandard;standardization;cleaningeffectevaluation;bubblegenerationdevice;technicalspecification1引言1.1研究背景微细气泡（FineBubble）通常指直径小于100微米的气泡，按其尺寸可进一步细分为微气泡（Microbubble，直径1~100μm）和超细气泡（UltrafineBubble，直径小于1μm）。相较于常规气泡，微细气泡具有比表面积大、上升速率慢、在水中停留时间长、界面Zeta电位高以及自身增压溶解等独特理化特性。当气泡在液体中溃灭时，会产生局部高温高压和活性氧自由基，同时伴随强烈的物理剪切作用，这些效应使微细气泡在污染物剥离和去除方面展现出显著的优越性。基于上述机理，微细气泡技术在表面清洗领域受到越来越多的关注，已广泛应用于半导体晶圆清洗、医疗器械去污、船舶hull清理、食品加工设备消毒、文物修复以及民用地面清洁等多个领域。在众多应用场景中，硬地面（如瓷砖地面、石材地面、环氧树脂涂层地面、水泥地面等）的清洗是微细气泡技术商业化推广最为活跃的方向之一。微细气泡清洗设备通过产生高密度微细气泡强化洗涤液的润湿、渗透和去污能力，能够在减少化学清洗剂用量的同时提高清洁效率，符合绿色环保和可持续发展的产业导向。然而，当前市场上各类微细气泡清洗装备和清洗系统层出不穷，但其清洗效果的评测方法却各行其道——有的采用目视定性评价，有的基于自定污渍模型和自选操作参数进行测试，彼此之间缺乏可比性和可重复性。这一状况既使用户在选择产品时缺乏可信的技术依据，也使生产企业在产品研发和质量控制方面面临困扰，已经成为制约行业健康发展的瓶颈问题。1.2标准化需求分析从国际视角看，国际标准化组织（ISO）已于2015年成立了ISO/TC281（细气泡技术委员会），致力于推动微细气泡技术在全球范围内的标准化工作。截至目前，ISO/TC281已发布多项涉及术语、表征方法和应用评价的正式国际标准，其中ISO/TC281的清洗应用工作组已就微细气泡清洗效果评价方法展开了系统研究，但针对硬地面清洗这一类具体应用场景的试验方法标准仍在制定过程中，尚未形成国际共识。从国内情况来看，全国微细气泡技术标准化工作组（SAC/SWG27）对口ISO/TC281，近年来积极推动微细气泡技术标准体系的构建。GB/T42842系列标准正是在这一框架下设立的计划项目，旨在从不同应用维度建立清洗效果的统一评价方法。硬地面清洗场景具有污染基材多样、污染物类型复杂、清洗条件差异大等特点。不同的地面材质（如瓷砖、石材、混凝土等）和不同的污染物种类（如油污、灰尘、有机残留等）对清洗效果的呈现有着显著影响。如果缺乏规范的试验方法，任何关于微细气泡清洗效果的宣称都难以得到客观验证，技术监督和市场秩序维护也无从谈起。同时，随着微细气泡清洗设备的社会保有量逐年增长，消费者对产品性能信息透明化的诉求也日趋强烈。制定一项科学、统一且具有可操作性的硬地面清洗试验方法国家标准，对于填补标准空白、规范市场秩序、引导技术创新和促进国际贸易都具有重要的现实意义。1.3标准制定目的GB/T42842.3—2026《微细气泡技术清洗应用第3部分：硬地面清洗的试验方法》的制定旨在确立一套科学、规范、可重复的试验方法，用于评价微细气泡技术在硬质地面清洗应用中的实际效果。具体而言，该标准拟达成以下目标：一是建立统一的硬地面污染模型（包括标准污染物配方和标准污染试片制备方法），消除因污染基材不同而导致的评价偏差；二是规定微细气泡发生装置的工作条件与参数范围，确保试验结果能够反映微细气泡的实际贡献；三是明确清洗效果的评价指标体系和量测方法，为不同设备、不同工艺之间的对比提供可靠依据。通过上述技术内容的规范，该标准将为微细气泡硬地面清洗装备的产品质量检验、性能分级和技术仲裁提供标准支撑，同时为后续清洗应用其他部分标准的制定提供方法学参考。2标准编制过程与工作概况2.1立项背景与预研工作GB/T42842.3—2026由国家标准化管理委员会下达立项计划，由全国微细气泡技术标准化工作组（SAC/SWG27）归口管理。在正式立项之前，工作组组织了行业调研和技术预研，对国内微细气泡清洗设备的研发生产现状、市场应用情况以及清洗效果评价的现有方法进行了系统梳理和深入分析。预研结果表明，国内外虽有个别企业和研究机构建立了内部使用的清洗效果测试规程，但在污染基片的制备方法、污染程度的量化控制、清洗操作条件的规定以及效果评价的指标体系等方面存在较大差异，难以形成统一的测试口径。这些差异主要体现在以下几个方面：一是多数现有方法使用人工目视比对来确定清洗前后表面污染的变化，主观性较强，量化程度较低；二是部分方法采用重量法或光学法进行效果评定，但由于对污染涂敷工艺缺乏精密规定，不同实验室之间制备的污染基片在一致性方面差异显著，导致试验结果的可复现性不足；三是各方法所采用的清洗时间、水温、气泡发生方式等试验参数差异明显，使得不同研究数据之间的可比性很差。上述调研结论进一步确认了统一制定试验方法标准的必要性和紧迫性。2.2编制原则与工作流程本标准编制遵循以下基本原则：一是科学性原则，标准中规定的技术内容以实验验证数据为基础，确保方法的可行性和结果的可重复性；二是兼容性原则，充分考虑当前国内外微细气泡清洗技术装备的多样性，在参数设定上兼顾不同技术路线，避免对特定技术形成不合理限制；三是可操作性原则，试验方法力求简便易行，在保证测量精度的前提下控制试验成本，便于在检测机构和生产企业推广应用；四是规范性原则，标准结构和编写格式严格遵循GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。编制工作经历了起草草案、内部研讨、实验室间比对试验验证、公开征求意见、技术审查和报批等阶段。在起草阶段，编制组广泛收集并分析了国内外相关标准和文献资料，调研了主要设备生产企业的技术条件和检测能力，在此基础上形成标准草案。在试验验证阶段，编制组组织了多家实验室进行协同试验，对不同污染制备方法和清洗测试条件进行了对比分析，基于验证结果对技术参数进行了优化和修订。在征求意见阶段，通过全国标准信息公共服务平台面向社会公开征求意见，同时向行业主管部门、科研院所、检测机构和生产企业的专家定向征询意见，累计收到并处理反馈意见数十条，编制组对每条意见逐一进行了研究和回复，并据此对标准文本进行了认真修改和完善。2.3标准内容概况GB/T42842.3—2026规定了微细气泡技术硬地面清洗试验的术语和定义、试验原理、试验装置与材料、试验条件、试验步骤、清洗效果评价以及试验报告等内容。该标准适用于以微细气泡水为清洗介质、以硬质地面（包括瓷砖、花岗石、大理石、环氧涂层地面等）为清洗对象的清洗效果评价，也适用于不同微细气泡发生装置之间的性能比较。标准正文对污染基材选用与制备、污染老化处理、微细气泡清洗装置的工作条件、清洗操作流程、效果评定方法和数据处理等关键技术环节作出了明确规定。3标准主要技术内容说明3.1术语和定义为便于标准的使用和执行，标准在“术语和定义”一章中对以下关键术语进行了界定：微细气泡（finebubble）：水中直径小于100μm的气泡。在此定义下，标准参照ISO20480-1的术语框架，将直径在1μm以上、100μm以下的称为微气泡（microbubble），直径小于1μm的称为超细气泡（ultrafinebubble）。硬地面（hardsurfaceflooring）：具有较高硬度和致密结构的建筑地面表层，包括瓷砖、石材（花岗石、大理石等）、水泥基硬化地面及树脂涂层地面等类型。污染基片（artificiallycontaminatedsubstrate）：按照标准规定的配方和工艺制备的、表面附着已知量污染物的试验用硬质试片。标准污染物（standardsoil）：依据本标准规定的配比人工配制的、模拟硬地面实际污染状况的污染介质。清洗效率（cleaningefficiency）：在规定的试验条件下，经微细气泡清洗后被去除的污染物量占清洗前污染物总量的百分比。3.2试验原理本标准的试验原理基于污染基片上模拟污染物在微细气泡水作用下的去除过程。首先，在标准硬质试片表面按规定方法均匀涂敷一定量的标准污染物，经老化处理后測定初始污染量；随后，将污染基片置于微细气泡清洗试验装置中，在设定气泡尺寸、气体流量、水温、清洗时间等条件参数下进行清洗；清洗完毕后，对试片残留污染物进行定量测定，计算清洗效率。为实现对清洗效果的定量评价，标准设计了基于重量法和光学反射率法相结合的双通道测量方案。其中，重量法通过精密天平测定污染试片清洗前后的质量差来直接计算污染物去除量，该方法是评价清洗效果的基础方法，适合对结果准确性要求较高的检测场景；光学反射率法通过测量试片表面的光学反射率或色差值来间接反映表面清洁程度，可作为重量法的辅助手段，尤其适合快速检测和在线评测场景。需要特别说明的是，最终清洗效率的判定以重量法测得的数值为准，光学法的引入主要是为了兼顾不同检测条件和场景下的实施可行性。3.3试验装置与材料标准对试验装置和材料的技术要求进行了详细规定，主要包括以下部分：试验基片：采用标准尺寸（推荐100mm×100mm）的硬质地面材料试片，表面应平整、无裂纹、无油污。标准推荐优先选用釉面瓷砖和不锈钢两种材质作为基准基片，分别用于模拟实际使用中的吸水率极低和吸水率较低的两类硬质地面。为考察微细气泡清洗技术在不同类型地面材料上的适应性，标准同时列出了花岗石、环氧树脂涂层板等可作为扩展试验用的基片类型。污染涂敷装置：用于将标准污染物均匀涂覆于试片表面，可采用刮涂、旋涂或喷涂等方式，涂敷厚度和均匀性应满足规定要求。微细气泡发生与清洗装置：由微细气泡发生装置（如加压溶气释放型、射流剪切型或多孔膜微孔鼓气型等不同气液混合方式，标准不作技术路线限制）、清洗槽、试样固定架及温度控制单元组成。清洗槽的有效容积、水流循环方式等应在试验报告中予以记录和说明，以确保不同实验室之间试验结果的平行性。分析测量设备：包括精度不低于0.1mg的电子分析天平、反射率测定仪或色差仪、恒温干燥箱等设备。在标准污染物的配制方面，标准规定了一种能反映硬地面实际使用中常见污染类型的复合配方，以一定比例混合制备油性组分、颗粒组分以及适量着色剂。配制时需使用分析纯试剂和去离子水，配制完成的污染物应在规定时间内使用完毕，避免因组分挥发或分层导致批次间差异。3.4试验条件与试验步骤试验条件的规定是确保试验结果可比和可复现的关键。标准对以下试验条件参数进行了统一规定：在环境条件方面，试验应在温度（25±5）℃、相对湿度不大于80%的条件下进行；清洗用水为电导率不大于10μS/cm的纯水或去离子水；清洗液温度按应用需求设定为常温（25±2）℃，如涉及加温清洗，温度控制精度为±2℃。标准推荐在常温条件下开展验证对比试验以保证不同实验室之间结果的可比性。在操作流程方面，标准的核心试验步骤规范如下：第一步：基片预处理。新基片依次经洗涤剂超声清洗、去离子水漂洗、干燥后备用，确保初始状态一致。第二步：污染基片制备与量化。将配制好的标准污染物按（0.5±0.05）mm的湿膜厚度均匀涂敷于试片有效面积上。将涂敷好的试片置于恒温恒湿环境中进行老化处理，老化条件为温度（25±2）℃、相对湿度（50±5）%，静置老化（24±1）h，使污染物充分固化附着。第三步：初始污染量测定。将老化后的污染基片置于干燥器中平衡后称量，记录初始质量m₁。对需要进行光学测量的试片，同时测定初始表面反射率或色差值。第四步：微细气泡清洗。将污染基片固定在清洗槽内，使试片表面与水流方向呈平行或一定角度，开启微细气泡发生装置，在设定的试验条件下进行清洗，清洗时间为（5±0.1）min。标准要求清洗过程中保持微细气泡发生装置运行稳定，清洗液温度波动不超过±2℃。第五步：干燥与效果测定。清洗完毕后取出试片，在（60±5）℃的恒温干燥箱中干燥至恒重，冷却后称量记录清洗后质量m₂，同时测量清洗后表面反射率或色差值。3.5清洗效率计算清洗效率按下式计算：\[\eta=\frac{m_1-m_2}{m_1-m_0}\times100\%\]式中：-η——清洗效率，单位为百分数（%）；-m₁——污染基片老化后的质量，单位为克（g）；-m₂——清洗干燥后试片的质量，单位为克（g）；-m₀——未污染空白基片的质量，单位为克（g）。最终试验结果以不少于3次有效平行试验