第二章 文獻回顧
第五節 相關用語定義
本文為研究需要,先對相關名詞、用語作明確定義,為避免造成名詞混淆,
定義多依現行法規規定,如法令未規定者,則由本研究參酌相關研究文獻定義,
各名詞定義表示如下:
1.地坪材料:目前法規並無相關定義,在本研究中泛指應用於地面表面之材 料,包括磁磚、木板、石材等,與 CNS 相關標準中之地板材料、地坪材料 類似,本研究參考建築技術規則相關用語,統一稱之為地坪材料。
2.滑倒:指同一水平面上之跌倒。
3.防滑:簡而言之,就是可讓人行走並避免滑倒。
4.摩擦力:當兩物體相接觸,其中一物體傾向沿著接觸面相對於另一物體移動 所產生之抵抗力。
5.防滑地面:對步行者作用地面表面的力,提供足夠的摩擦力使行走安全。
6.靜摩擦係數:正好能克服摩擦力所需之力與其正向力之比值,為材料在靜止 狀態所作之止滑測試,紀錄物體產生滑動時所需之力量即為其靜摩擦係數。
7.動態摩擦係數:材料在相對移動之狀態下所作之測試值。
8.防滑係數:地面防滑之程度之衡量指標,因測試儀器之不同,理論上為靜摩 擦係數及動摩擦係數,惟目前在應用上,通常以防滑係數稱之。
摩擦係數的量測必須使用適當之量測器,而所選用之量測儀器必須具備以下
第一節 磁磚防滑試驗機(OY- PSM)
本儀器為小野英哲教授於東京工業大學時期所研發之防滑係數量測之儀器
(如圖三-1),將人們所感覺到的打滑度予以量化,以作為評定的對象。測試原 理與水平拉力計類似,但改良施力方式與測試片,可同時施予水平力與垂直力的 作法,改善潮濕狀態時水膜產生的黏合效應問題,使其可有效量測潮濕狀態時之 防滑係數。
目前日本以本儀器為主要防滑係數量測儀器之一,此儀器可模擬人體腳步行 走模式,量測穿鞋時及赤腳時之防滑係數值,分別以 C.S.R 值及 C.S.R‧B 值評 估之。
98 年標檢局參考日本標準,制訂「CNS3299-12 陶瓷面磚防滑性試驗法」, 此標準為測定地面材料防滑係數之規範。本所引進國內第一台符合規範要求之
「磁磚防滑試驗機」,並與其他文獻證實有相當準確度之儀器比較,檢驗其實驗 結果、適用對象、實驗再現性等,以作為未來地面材料防滑性能測試之參考。
壹、磁磚防滑試驗機組儀器性能
本儀器符合 CNS 3299-12 規範,是一種屬於拖橇式(dragsled)原理量測靜 磨擦係數的實驗儀器,過去拖橇式原理的儀器在潮濕狀態下往往因為水的黏合作
圖 三-1、磁磚防滑試驗機(OY- PSM)
資料來源:陶瓷面磚試驗法
圖 三-2、18°之角度向斜上方施力示意圖
資料來源:陶瓷面磚試驗法
貳、試驗執行
本研究依據 CNS 3299─ 12「陶瓷面磚試驗法─第 12 部:防滑試驗法」進 行試驗。試驗步驟如下:
1.滑片之調整:使用新滑片時,須調整滑片之表面狀態。將 CNS 1074 所規定 磨料粒度 400 號之砂紙放置於一平坦表面上,於底面尺度 80mm× 70mm 之 鋼製滑片台座安裝所規定之滑片,將滑片連同滑片台座放置於砂紙之上,以 不另施加垂直力之方式,向四方拉動台座研磨滑片表面,每次研磨滑片移動 之距離約為 10 公分,且須於研磨前清除滑片表面殘留之媒介物及砂紙表面 殘留之滑片碎屑。
2.須於室溫(23±5℃)進行試驗,試樣須使滑片不致越出所設置之水平位置。
3.在試樣表面散布媒介物。
4.啟動試驗機使試驗台座及滑片下降,當滑片全面接觸試樣表面之瞬間,測定 以(785±2)N/s 之拉動載重速率,求取以初期約 18°之角度向斜上方拉動時 所得之最大拉動載重(Pmax),滑片施加垂載重包含滑片台座應為(785±2)
N。
5.測定須進行連續 3 次之防滑係數值最大值與最小值之差值達 0.02 以下為止。
將此 3 次之平均值修整至小數點以下第 2 位,作為該試樣之防滑係數。
第二節 攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)
本儀器為小野英哲教授於東京工業大學時期所研發之攜帶型防滑係數量測 之儀器,是一種屬於拖橇式(dragsled)原理量測靜磨擦係數的實驗儀器,與 OY- PSM 之運作原理相同。
然本儀器並未經過我國之認定故並無任何規範,但其可攜帶至現地進行試驗 之便利性卻是在應證地坪材料於現實生活中之防滑性能時之必須。有鑑於此,為 驗證其數值之有效性及可確性,將於實驗室內與 OY- PSM 進行同材料之拖橇試 驗,透過數據累積、比對,並以線性迴歸分析法與 OY- PSM 儀器進行數值之校 正以確立 ONO- PPSM 於現地試驗時,其數據有效性及可確性。
圖 三-3、攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)
圖 三-4、攜帶型防滑試驗機介紹 資料來源:攜帶型防滑試驗機 使用說明書
圖 三-5、攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)滑片固定座介紹
資料來源:攜帶型防滑試驗機 使用說明書 壹、試驗執行
1.滑片之調整:使用新滑片時,須調整滑片之表面狀態。將 CNS 1074 所規定 磨料粒度 400 號之砂紙放置於一平坦表面上,將滑片安裝至滑片固定台座,
將滑片連同滑片台座放置於砂紙之上,以不另施加垂直力之方式,向四方拉 動台座研磨滑片表面,每次研磨滑片移動之距離約為 10 公分,且須於研磨 前清除滑片表面殘留之媒介物及砂紙表面殘留之滑片碎屑。
2.須於氣溫(23± 5 ℃)進行試驗,試樣須使滑片不致越出所設置之水平位置。
3.在試樣表面散布媒介物。
4.將滑片及滑片固定座手動下降,當滑片全面接觸試樣表面起 0~ 0. 25 秒間,
測定以 196 N/s 之拉動載重速率,求取以初期約 18° 之角度向斜上方拉動時 所得之最大拉動載重(Pmax)。
5.測定須進行連續 3 次之防滑係數值最大值與最小值之差值達 0.02 以下為止。
將此 3 次之平均值修整至小數點以下第 2 位,作為該試樣之防滑係數。
6.每次測定後,須去除附著於滑片及試樣之媒介物,再次用同法將媒介物散布 在試樣表面施行測定。
以上試驗步驟、方法、滑片調整方法為參考「JIS A 1454」、「CNS 3299-12」
表 三-1、OY- PSM 與 ONO- PPSM 兩台試驗儀器之比較
操作人數最低
需求 一人 兩人
國內法規 CNS 3299-12 無 國外法規 JIS A 1454、
JIS A 1407、
JIS A 5705、
JIS A 1509-12
JIS A 5705
資料來源:本研究整理
第三節 試驗滑片設定
依據磁磚防滑試驗機(OY- PSM)與攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)兩種 試驗儀器滑片固定座的差異,所安裝的滑片尺寸也有所差異,磁磚防滑試驗機所 使用之滑片試驗面積為 56 平方公分,攜帶型防滑試驗機所使用之防滑試驗面積 為 30 平方公分,前者較後者試驗之面積大 53.6 %。
表 三-2、OY- PSM 與 ONO- PPSM 所使用滑片尺寸比較表
磁磚防滑試驗機(OY- PSM)
使用之滑片尺寸
攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)
使用之防滑尺寸
資料來源:本研究整理
本研究將使用磁磚防滑試驗機(OY- PSM)安裝三種滑片進行試驗,分別為 中華民國國家標準陶瓷面磚試驗法所規範之橡膠滑片、藍白拖鞋鞋底與皮鞋鞋 底;而攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)則安裝規範之橡膠滑片進行試驗。
攜帶型防滑試驗機(ONO- PPSM)原使用之橡膠滑片與磁磚防滑試驗機(OY- PSM)不相同,為完全平面之滑片,因在地坪材料附著媒介物時產生黏合效應,
導致所測得防滑係數值不準確,後與東京工業大學討論後,臺日使用 ONO- PPSM 皆使用規範之表面有突起圖案的橡膠滑片進行試驗,有效抑制黏合效應產生。
本研究參考國內相關文獻,其他研究使用磁磚防滑試驗機(ONO- PPSM)
安裝規範之橡膠滑片為日本製造,而本研究進行試驗時,此日製滑片已經停產,
因而只能使用臺灣製造之橡膠滑片,兩者規格皆符合我國國家規範。
所選用試驗之鞋底種類經考量國人使用習慣,拖鞋部分採取常見藍白拖鞋、
皮鞋部分則採取軍人、警察常見使用類別,因此類別人數佔有高比例人數,選用 此兩種鞋底與橡膠滑片進行試驗,將分析比較滑片紋路與材質對防滑係數的影 響。
由於國內尚無其他研究使用實質鞋底進行地坪材料防滑試驗,因此本研究進 行鞋底切割且黏著於滑片固定座後,有向東京工業大學確認操作方法是否符合設 定,確認無誤後才進行試驗。
兩種鞋底的切割操作如下圖所式說明。
表 三-3、拖鞋鞋底滑片製作一覽表
藍白拖鞋俯視圖 藍白拖鞋立面圖
藍白拖鞋鞋底 拖鞋鞋底取樣範圍
表 三-4、皮鞋鞋底滑片製作一覽表
皮鞋俯視圖 皮鞋立面圖
皮鞋鞋底圖 切割鞋身
磁磚防滑試驗機規範之橡膠滑片 攜帶型防滑試驗機橡膠滑片
拖鞋鞋底滑片 皮鞋鞋底滑片
資料來源:本研究整理
第四節 試驗地坪材料選擇
表 三-8、試驗材料表
瓷磚分類
試驗編號 材料名稱
俯視圖片 平視圖片
材料尺寸:長度×寬度(公分) 表面狀態 瓷質磚(I 類磚)
瓷 01 亞力岡石石英磚
15×15 平整、滑順
瓷 02 城市石石英磚
15×10 平整、小顆粒
瓷 03 新渥克版岩磚
15×10 凹凸、粗糙
瓷 04 聖迪諾岡石石英磚
15×10 凹凸明顯、粗糙
石質磚(Ⅱ類磚)
石 01 石質地磚
20×20 輕微凹凸、滑順
石 02 斜紋地磚
石 03 復古石質地磚
15×15 平整、顆粒
陶質磚(Ⅲ類磚)
陶 01 陶質亮面壁磚
20×20 反光、平整、滑順
陶 02 陶質霧面壁磚
陶 03 金鋼砂陶磚
15×15 平整、粗糙、尖銳感
資料來源:本研究整理
第五節 試驗媒介物設定
本研究試驗材料表面附著之媒介物為模擬廚房、浴室與廁所等潮濕空間地坪 可能出現之狀況而設定。一般常見地面汙染物為水,地坪表面佈滿水時會增加滑 倒發生的機率。廚房在烹煮或洗滌的過程可能會將油類或洗劑滴落在地坪上造成 滑倒。衛浴等潮濕空間可能會因為盥洗或者清潔時使肥皂水、清潔劑等多種介質 附著於地坪上,導致使用者容易滑倒。
本次試驗模擬實際狀況設定其媒介物之標準,亦是國內常見之材料,媒介物
本次試驗模擬實際狀況設定其媒介物之標準,亦是國內常見之材料,媒介物