Test tarczy Boehmego, a skala twardości Mohsa
W budownictwie i przemyśle kamieniarskim kluczowe znaczenie ma odporność materiałów na zużycie i zarysowania. Test tarczy Boehmego oraz skala twardości Mohsa to dwa niezależne sposoby oceny właściwości materiałów, ale każdy z nich bada inną cechę.
- Test tarczy Boehmego → określa odporność na ścieranie (mechaniczne zużycie powierzchni).
- Skala Mohsa → mierzy twardość minerału, czyli jego odporność na zarysowanie przez twardszy materiał.
Test tarczy Boehmego – metoda oceny odporności na ścieranie
Test tarczy Boehmego to badanie stosowane głównie w kamieniarstwie i budownictwie do oceny odporności materiałów na ścieranie w warunkach użytkowych. Jego wyniki są szczególnie istotne przy wyborze posadzek, chodników, schodów i innych powierzchni narażonych na intensywne użytkowanie.
Jak przebiega test?
Test wykonuje się zgodnie z normami:
- PN-EN 14157 – dla kamienia naturalnego,
- PN-EN 13892-3 – dla betonu i innych materiałów posadzkowych.
Proces badania obejmuje kilka etapów:
- Próbka materiału (wymiary 71 × 71 × 30 mm) jest mocowana na wirującej tarczy ściernej.
- Na powierzchnię próbki działa środek ścierny – najczęściej proszek karborundowy (tlenek krzemu).
- Tarcza wykonuje 50 cykli obrotowych pod określonym naciskiem (prędkość: 30 obr./min).
- Po zakończeniu testu mierzy się ubytek objętościowy materiału w mm³ lub ubytek grubości w mm.
! Im mniejszy ubytek materiału, tym wyższa odporność na ścieranie!
Wyniki testu tarczy Boehmego dla różnych materiałów
| Materiał | Ubytek objętościowy (mm³/50 cm²) | Odporność na ścieranie |
|---|---|---|
| Granit, kwarcyt naturalny | < 4 mm³ | Bardzo wysoka odporność |
| Bazalt | 4–6 mm³ | Wysoka odporność |
| Piaskowiec kwarcowy | 6–8 mm³ | Średnia odporność |
| Marmur, dolomit, trawertyn | 8–12 mm³ | Średnia/niska odporność |
| Miękkie wapienie | > 12 mm³ | Niska odporność |
Granit, kwarcyt naturalny i bazalt są najbardziej odporne na ścieranie i polecane do miejsc o wysokim natężeniu ruchu. Marmur i wapienie ścierają się szybciej, co ogranicza ich trwałość w intensywnie eksploatowanych przestrzeniach.
Skala twardości Mohsa – odporność na zarysowanie
Skala Mohsa jest najprostszą metodą oceny twardości minerałów, opracowaną w 1812 roku przez niemieckiego mineraloga Friedricha Mohsa. W przeciwieństwie do testu tarczy Boehmego, który mierzy ścieralność powierzchni, skala Mohsa określa odporność materiału na zarysowanie przez twardszy minerał.
Jak działa skala Mohsa?
- Skala obejmuje 10 poziomów, gdzie 1 oznacza minerał bardzo miękki, a 10 – minerał najtwardszy (diament).
- Test polega na sprawdzaniu, czy dany materiał można zarysować innym minerałem o znanej twardości.
- Im wyższa wartość Mohsa, tym materiał odporniejszy na zarysowania.
Twardość typowych materiałów budowlanych w skali Mohsa:
| Materiał | Twardość Mohsa | Odporność na zarysowania |
|---|---|---|
| Talk | 1 | Bardzo miękki |
| Gips | 2 | Łatwo się rysuje |
| Wapień, marmur | 3–4 | Średnia twardość, podatny na rysy |
| Piaskowiec kwarcowy | 6–7 | Bardzo odporny |
| Granit, bazalt | 6–7 | Bardzo odporny na zarysowania |
| Diament | 10 | Najtwardszy materiał |
! Marmur i wapień są stosunkowo miękkie (Mohs 3-4), dlatego łatwo je zarysować np. metalem, piaskiem czy innymi minerałami. Granit (Mohs 6-7) jest dużo bardziej odporny na uszkodzenia mechaniczne !
Zależność między testem Boehmego a skalą Mohsa
Chociaż test tarczy Boehmego i skala Mohsa mierzą różne właściwości, istnieje pewna korelacja między nimi:
✔ Twardsze materiały w skali Mohsa (np. granit, bazalt) zazwyczaj mają niższą ścieralność w teście Boehmego (są bardziej odporne na zużycie).
✔ Mniej twarde materiały (marmur, wapień) mają większy ubytek w teście Boehmego (są bardziej podatne na ścieranie).
Porównanie wyników obu testów:
| Materiał | Twardość Mohsa | Ścieralność (Boehme mm³/50 cm²) |
|---|---|---|
| Granit | 6–7 | < 4 mm³ |
| Bazalt | 6–7 | 4–6 mm³ |
| Piaskowiec kwarcowy | 6–7 | 6–8 mm³ |
| Marmur | 3–4 | 8–12 mm³ |
| Wapień | 3 | > 12 mm³ |
Granit jest najlepszym wyborem do miejsc o wysokim natężeniu ruchu, ponieważ łączy dużą twardość (Mohs 6-7) z bardzo niską ścieralnością w teście Boehmego.
Podsumowanie
| Test | Co mierzy? | Jakie materiały są najlepsze? |
|---|---|---|
| Tarcza Boehmego (PN-EN 14157) | Odporność na ścieranie (zużycie powierzchni) | Granit, bazalt (niska ścieralność) |
| Skala Mohsa | Odporność na zarysowania | Diament (10), granit (6-7), bazalt (6-7) |
! Wybierając materiał do podłóg, schodów czy tarasów, warto sprawdzić zarówno test Boehmego, jak i twardość Mohsa.
! Granit i bazalt są najlepsze pod względem odporności na ścieranie i zarysowania.