Nếu như độ mài mòn bề mặt (PEI) là thước đo dành riêng cho các dòng gạch có men, thì độ mài mòn sâu lại là chỉ số sinh tử đối với các loại gạch đồng chất, gạch không men hoặc đá tự nhiên. Tại các khu vực có mật độ lưu thông cực cao như nhà ga, sảnh sân bay, quảng trường hay nhà xưởng công nghiệp, lớp bề mặt vật liệu sẽ bị bào mòn liên tục. Thí nghiệm mài mòn sâu giúp xác định chính xác thể tích vật liệu bị hao hụt, từ đó khẳng định độ bền cơ học cốt lõi của vật liệu theo năm tháng.
1. Bản chất và phạm vi áp dụng của thí nghiệm
Khác với việc đánh giá bằng mắt thường đối với lớp men dính trên bề mặt, mài mòn sâu tác động trực tiếp vào phần xương gạch để đo lường khả năng kháng lại các lực ma sát hạt thô.
1.1. Khái niệm độ mài mòn sâu
Độ mài mòn sâu được xác định bằng thể tích phân cốt liệu bị hao hụt (tính bằng milimét khối – $mm^3$) của viên gạch dưới tác dụng của đĩa thép quay chuẩn hóa và chất mài mòn nhân tạo trong một điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt.
1.2. Các loại vật liệu bắt buộc phải thử nghiệm mài mòn sâu
Thí nghiệm này được chỉ định bắt buộc cho các nhóm vật liệu không phủ men (Unglazed), bao gồm:
Gạch Granite đồng chất (Full body), gạch Porcelain không men.
Gạch bê tông giả đá, gạch tự chèn, gạch Terrazzo lát vỉa hè.
Các loại đá tự nhiên dùng trong ốp lát mặt sàn (Đá Granite, đá Marble, đá Basalt).
2. Tiêu chuẩn kỹ thuật và thiết bị thí nghiệm chuyên dụng
Để đảm bảo tính pháp lý cho các hồ sơ nghiệm thu công trình xây dựng, toàn bộ quá trình thử nghiệm phải dựa trên các bộ tiêu chuẩn quy định sẵn.
2.1. Các tiêu chuẩn cốt lõi đang áp dụng
TCVN 6415-6 (ISO 10545-6): Tiêu chuẩn quốc gia dành riêng cho việc xác định độ mài mòn sâu của gạch gốm ốp lát không phủ men.
TCVN 7744: Tiêu chuẩn áp dụng cho gạch Terrazzo nền.
ASTM C501: Tiêu chuẩn Mỹ về độ mài mòn của gạch gốm không men bằng đĩa quay.
2.2. Hệ thống thiết bị thử nghiệm tại phòng thí nghiệm chuyên ngành
Thiết bị chính là Máy đo độ mài mòn sâu chuyên dụng. Máy cấu tạo gồm một đĩa quay bằng thép có độ cứng tối thiểu 500 HV, đường kính 200 mm và chiều dày 10 mm. Tốc độ quay của đĩa được thiết lập cố định ở mức 75 vòng/phút. Vật liệu mài mòn bắt buộc là bột Corindon nung chảy (White fused alumina) cỡ hạt F80 tiêu chuẩn.
3. Quy trình thực hiện thí nghiệm chuẩn chuyên ngành
Quy trình thử nghiệm mài mòn sâu yêu cầu độ tỉ mỉ cao ở khâu chuẩn bị mẫu và vận hành máy để tránh các sai số cơ học làm sai lệch kết quả.
3.1. Công tác chuẩn bị tổ mẫu thử
3.1.1. Kích thước và số lượng mẫu
Một tổ mẫu thử tiêu chuẩn bao gồm ít nhất 5 viên gạch.
Mỗi viên mẫu được cắt thành hình vuông kích thước $100 \times 100$ mm từ những viên gạch nguyên vẹn. Bề mặt mẫu yêu cầu phải phẳng tuyệt đối và sạch sẽ.
3.1.2. Xử lý sấy mẫu
Trước khi đưa vào gá máy, mẫu thử phải được rửa sạch bằng nước cất, chải sạch bụi bẩn và cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 110°C $\pm$ 5°C cho đến khi khối lượng không đổi. Sau đó, mẫu được làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng.
3.2. Tiến hành vận hành thiết bị mài mòn
Kỹ thuật viên phòng thí nghiệm tiến hành theo chuỗi thao tác kỹ thuật sau:
Gá chặt viên mẫu vào khung giữ sao cho bề mặt cần mài tiếp xúc vuông góc và tiếp xúc trực tiếp với vành đĩa thép.
Điều chỉnh hệ thống dòng chảy để bột mài mòn Corindon rơi đều đặn vào vùng tiếp xúc giữa đĩa thép và mẫu thử với tốc độ dòng chảy duy trì ổn định là 100 g/phút.
Áp một lực ép bằng tải trọng trục lên mẫu thử, tương đương với một lực đẩy 14 N.
Khởi động máy cho đĩa thép quay đúng 150 vòng trong khoảng thời gian 2 phút rồi tự động dừng lại.
Lấy mẫu ra, rửa sạch vết mài, lau khô và tiến hành đo chiều dài vết lõm ($l$) chính xác đến 0.05 mm bằng kính hiển vi quang học hoặc thước cặp điện tử.
4. Cách tính toán kết quả và tiêu chuẩn nghiệm thu
Kết quả độ mài mòn sâu không được đọc trực tiếp từ độ sâu vết cắt mà phải quy đổi ra thể tích hao hụt thông qua công thức hình học.
4.1. Công thức tính thể tích hao hụt ($V$)
Từ chiều dài vết lõm ($l$) đo được trên bề mặt mẫu, thể tích phần vật liệu bị mài mòn ($V$, tính bằng $mm^3$) được tính toán tự động hoặc thủ công theo hệ thức:
Trong đó, góc ở tâm $\alpha$ (tính bằng độ) được xác định qua chiều dài vết mài và bán kính đĩa quay theo công thức:
$r$: Bán kính của đĩa thép mài (cố định là 100 mm).
$b$: Chiều dày của đĩa thép mài (cố định là 10 mm).
4.2. Tiêu chuẩn đánh giá đạt/không đạt
Mỗi loại công trình và chủng loại gạch sẽ có một ngưỡng giới hạn thể tích hao hụt tối đa được quy định trong hồ sơ thiết kế kỹ thuật.
| Loại vật liệu | Thể tích hao hụt tối đa (mm3) | Đánh giá chất lượng |
| Gạch Granite cao cấp | $\le 175$ | Đạt chuẩn cho khu vực công cộng sầm uất |
| Gạch gốm ép bán khô | $\le 275$ | Phù hợp khu vực thương mại vừa phải |
| Đá Granite tự nhiên | $\le 150$ | Khả năng chịu mòn cực tốt |
Lời khuyên từ chuyên gia: Nếu kết quả thí nghiệm cho ra thể tích hao hụt lớn hơn 175 $mm^3$ đối với gạch granite công cộng, chủ đầu tư nên xem xét thay đổi phương án vật liệu nhằm tránh hiện tượng mặt sàn bị lõm, bạc màu và sinh bụi sau vài năm đưa vào vận hành.
5. Dịch vụ thử nghiệm mài mòn sâu uy tín tại phòng kiểm định chuyên ngành
Hiểu được tầm quan trọng của chỉ số mài mòn sâu đối với tuổi thọ dự án, phòng thí nghiệm luôn cam kết cung cấp dịch vụ kiểm định chất lượng hàng đầu.
5.1. Thiết bị tự động hóa giảm thiểu sai số
Hệ thống máy mài mòn sâu sử dụng bộ đếm vòng quay tự động kỹ thuật số và cơ chế cấp liệu hạt mài liên tục. Điều này giúp loại bỏ hoàn toàn sai số do con người gây ra trong quá trình vận hành máy.
5.2. Hồ sơ nghiệm thu nhanh chóng, pháp lý vững chắc
Phiếu kết quả thử nghiệm mài mòn sâu gạch được tổng hợp trực quan, minh bạch, cung cấp đầy đủ các thông số từ chiều dài vết mài thực tế của từng viên mẫu đến thể tích hao hụt trung bình của tổ mẫu. Hồ sơ được cấp phép và đóng dấu hợp chuẩn pháp lý theo quy định của Bộ Xây dựng, giúp các nhà thầu hoàn thiện thủ tục nghiệm thu vật liệu đầu vào một cách nhanh chóng và thuận lợi nhất.