寧紅軍 張明亮

（珠海市斗門區(qū)旭日陶瓷有限公司 廣東 珠海 519110）

薄型化建筑陶瓷磚的開發(fā)、生產(chǎn)及推廣應(yīng)用＊

寧紅軍 張明亮

（珠海市斗門區(qū)旭日陶瓷有限公司 廣東 珠海 519110）

前言

陶瓷產(chǎn)品由于其堅固耐用、色澤鮮艷經(jīng)久不變，已與人們?nèi)粘Ｉ畛ο喟?。陶瓷外墻磚繼承了陶瓷產(chǎn)品的優(yōu)點，它具有品種豐富，耐酸、耐堿、吸水率低，易于清潔等特點，深受人們的喜愛，特別是改革開放以來的適宜環(huán)境使其得到了快速發(fā)展。然而陶瓷產(chǎn)品對資源和能源的消耗以及對環(huán)境的影響也引起了人們的高度關(guān)注，當(dāng)前世界各國都在積極推行節(jié)能減排和與環(huán)境和諧相處的低碳經(jīng)濟(jì)，瓷磚減薄就是墻地磚行業(yè)的最為重要的研究課題之一。

1 薄型外墻瓷磚的研發(fā)過程

陶瓷企業(yè)生產(chǎn)的瓷質(zhì)外墻磚的厚度一般都在7㎜左右，國家目前對磚的薄厚沒有一個規(guī)定范圍，那么生產(chǎn)薄型磚要薄到什么程度算是合適，瓷磚的理化性能如何？吸水率控制在多少為宜？破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)定多大為合理？企業(yè)要想單方面開發(fā)研究，一切的問題只能在具體的工作中逐步確定。

1.1 薄型磚的配方的研制

研制的薄型磚配方必須考慮的問題：

1）薄型磚的生產(chǎn)過程和原來普通外墻磚的過程基本相同，由于瓷磚生產(chǎn)過程的工序多，特別是生坯的厚度減薄后在其生產(chǎn)過程的傳送工序中容易碎裂，所以必須增加生坯強(qiáng)度，這就是說要在原有配方的基礎(chǔ)上增加粘土的含量。

2）薄型磚由于其厚度薄，所以其破壞強(qiáng)度必然低，由于磚在窯爐中的燒成周期都很短，靠形成莫來石晶體來增加強(qiáng)度效果不明顯，那么筆者在研制的配方中增加一些一價堿金屬和二價堿土金屬的成分使配料能生成最低共熔點、多產(chǎn)生液相以增加產(chǎn)品的強(qiáng)度。

3）對于快速燒成，為了增加產(chǎn)品的強(qiáng)度，通過降低泥漿的細(xì)度，增加坯體在高溫下固相反應(yīng)顆粒的比表面積，使反應(yīng)更為充分完全。

4）經(jīng)多次實驗，最終確定薄型磚的配方和普通坯體磚的配方、化學(xué)成分（見表1、表2）。

表1 普通磚和薄型磚的配方組成（質(zhì)量%）

表2 普通磚和薄型磚的化學(xué)成分（質(zhì)量%）

1.2 薄型磚正常生產(chǎn)的工藝參數(shù)的調(diào)整（見表3）

表3 普通磚與薄型磚正常生產(chǎn)的工藝參數(shù)

1.3 普通磚和薄型型磚的主要性能（見表4）

表4 普通磚和薄型磚的主要性能測試

1.4 評價

通過試生產(chǎn)和對瓷磚的理化性能參數(shù)進(jìn)行測試，其各項理化性能指標(biāo)均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1）粘土含量的增加增強(qiáng)了生坯的強(qiáng)度，使得在生坯加工過程的各個環(huán)節(jié)上破損率在0.5%之內(nèi)，符合我們的設(shè)想。

2）對泥漿的細(xì)度進(jìn)行了下調(diào)，篩余量由原來的1.8%～2.5%調(diào)至1.0%～1.5%，球磨機(jī)研磨時間加長，從而使粉料顆粒度變小，顆粒的比表面積增加，這為快速燒成創(chuàng)造了條件。

3）由于一價堿金屬和二價堿土金屬離子的增加，所以產(chǎn)品中玻璃相增多，雖然瓷磚減薄了但其破壞強(qiáng)度指標(biāo)還是控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。

2 薄型外墻瓷磚的推廣

2.1 標(biāo)準(zhǔn)的制定

2.1.1 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定

外墻磚標(biāo)準(zhǔn)的制定，既要保證瓷磚理化性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，又要滿足建筑工程的施工要求。其中最難確定的是磚的破壞強(qiáng)度，從 GB／T 4100.1－2006中4.3.2.1看，厚度≥7.5㎜的磚，要求破壞強(qiáng)度平均值不小于1 300N，厚度＜7.5㎜的磚，要求破壞強(qiáng)度平均值不小于700N。至于斷裂模數(shù)因為薄型磚的厚度是向薄的方向變化，根據(jù)斷裂模數(shù)的定義：“破壞強(qiáng)度除以沿破壞斷面最小厚度的平方”，那就說磚越薄它的斷裂模數(shù)反而會增大，可見厚度是破壞強(qiáng)度的決定性因素。從2008年起我公司就開始了對薄型磚進(jìn)行研制，我們所研制磚的厚度范圍為3.8～5.0㎜，破壞強(qiáng)度指標(biāo)的確定是通過對各種不同厚度磚的破壞強(qiáng)度的多次測試，參考吸水率在6%＜E≤10%及吸水率E＞10%陶質(zhì)磚破壞強(qiáng)度的國家標(biāo)準(zhǔn)，取其平均值再加大30N，從而確定了薄型磚厚度不超過5㎜，吸水率平均值≤0.5%，單個值≤0.6%，薄坯外墻磚的破壞強(qiáng)度平均值為≥380N，斷裂模數(shù)平均值≥40MPa（N／mm2），單值≥37MPa（N／mm2）。筆者認(rèn)為上述要求確定的破壞強(qiáng)度可滿足外墻磚在運(yùn)輸和搬運(yùn)過程中所受到的各種碰撞，如果在包裝時每兩貼之間放置減震隔膜，紙箱進(jìn)行的特殊設(shè)計，就可保證薄型磚的絕對安全。因此我們把上述指標(biāo)作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來控制生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)在公司執(zhí)行，并上報珠海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局及廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局備案，從2008年9月1日起實施。

2.1.2 施工標(biāo)準(zhǔn)的制定

為使薄型外墻磚走向市場，便于施工和檢驗有法可依，2010年4月15日，我公司協(xié)辦了《外墻磚工程施工及驗收規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)》全國性大會，參考編制了《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程——JGJ 126》；2010年我公司和國家陶瓷及水暖衛(wèi)浴產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、廣東省陶瓷協(xié)會共同編制了《外墻用陶瓷薄磚》DB44／T 843－2010地方標(biāo)準(zhǔn)，并在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會備案，此標(biāo)準(zhǔn)已于2010年12月31日發(fā)布，于2011年4月1日起實施。目前，白兔瓷磚正與國家建筑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會聯(lián)合編制《外墻用陶瓷薄磚》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 產(chǎn)品的推廣應(yīng)用

為使施工方能接受陶瓷薄型磚，我們邀請了各大區(qū)的銷售負(fù)責(zé)人和有影響的房地產(chǎn)公司來我公司參觀薄型磚生產(chǎn)和有關(guān)試驗，通過企業(yè)的多方面的做工作，設(shè)計師和房地產(chǎn)商們認(rèn)識達(dá)到了統(tǒng)一。陶瓷外墻磚在使用中并不要求太高的破壞強(qiáng)度，只要其他各項理化指標(biāo)達(dá)到合理指標(biāo)即可。使用陶瓷薄型磚裝飾建筑物，能使粘貼質(zhì)量減輕，粘貼更為方便和更牢固，這對于施工方而言，質(zhì)量的減輕就意味著運(yùn)輸成本下降，薄型磚的使用有利于降低使用成本。在大家的共同努力下，我公司的陶瓷薄型磚順利走向市場，產(chǎn)品供不應(yīng)求。目前我公司的產(chǎn)品除了客戶有特殊要求的厚度外，基本上是以薄型磚生產(chǎn)為主。

3 推行薄型磚生產(chǎn)后的原材料和能耗的節(jié)約情況

薄型磚的推廣應(yīng)用有利于國家和企業(yè)，使企業(yè)的生產(chǎn)成本大為降低。就我公司而言，2010年由于全面推行薄型磚，窯爐的產(chǎn)量提高了5.71%，僅薄型磚一項能耗就較前節(jié)約了18.50%。具體情況如下：

3.1 全年原料的節(jié)約量

（13.29－10.83）÷0.95÷0.896÷1 000×4 000×104＝11.56萬t

坯體的燒失量為5%，原料的平均含水量為10.4%，公司普通磚每平方米產(chǎn)品重13.29kg，現(xiàn)生產(chǎn)薄型磚每平方米產(chǎn)品重10.83kg，公司年產(chǎn)量為4 000萬m2密縫瓷磚。

3.2 節(jié)能量的計算

瓷磚、耐火墊板未減薄時的窯爐熱平衡表（旭日10＃窯）見表5、表6。

表5 預(yù)熱、燒成帶熱平衡表

表6 預(yù)熱、燒成帶熱平衡表

瓷磚減薄前后的比較見表7。

表7 瓷磚減薄前后的比較

以公司年產(chǎn)量4 000萬m2計算，年僅瓷磚減薄一項節(jié)能量為：

5 104.23×4 000×104÷4.187÷6 300＝7 740.10t洗精煤

4 結(jié)語

綜上所述，瓷磚減薄后具有以下優(yōu)點：

1）瓷磚減薄后減少了自然資源的消耗，通過瓷磚減薄項目我公司每年可節(jié)約11.56萬t原料耗。

2）瓷磚減薄后降低了能源的消耗，我公司每年減少了16 022t的CO2、139t的SO2、104t的煙塵等對環(huán)境、氣候等有害氣體的排放。

3）減輕了用瓷磚裝飾建筑物的質(zhì)量，原來每平方米帶灰縫的磚重11.36kg，減薄后每平方米帶灰縫的磚重9.26kg，每平方米凈減質(zhì)量2.1kg，所以薄型磚會使得粘貼更牢固。

4）降低了原料及瓷磚的運(yùn)輸成本。

5）瓷磚減薄后，企業(yè)的生產(chǎn)成本會降低，利潤將有所提高。

瓷磚減薄可有效的節(jié)約原輔材料、節(jié)約能源、運(yùn)力、裝載空間，減少了有害氣體的排放，降低企業(yè)綜合生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的性價比，符合當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)和科學(xué)和諧發(fā)展的戰(zhàn)略要求，是我國建筑陶瓷應(yīng)該著力發(fā)展的方向。

寧紅軍（1968－），本科，工程師；主要從事陶瓷外墻磚的研發(fā)及工廠設(shè)計工作。E－mail：xuritaoc＠163.com