江澤峰

摘 要：磚底漿是墻地磚行業(yè)的重要材料之一，然而由于其在墻地磚生產(chǎn)耗材中占比比較小，一直以來(lái)缺少系統(tǒng)的研究。本文對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)磚底漿材料以及相應(yīng)上漿、去粉設(shè)備作了相應(yīng)分析，以期探索其中規(guī)律，規(guī)范材料的使用。

關(guān)健詞：底漿；粘棒；設(shè)備；去粉

1 前言

為防止瓷磚與輥棒的粘結(jié)，在磚底涂抹磚底漿，是目前墻地磚行業(yè)最常用的工藝。磚底漿不僅能隔離磚坯和輥棒，勿使磚坯粘連輥棒，保證瓷磚的連續(xù)化生產(chǎn)，還能促進(jìn)磚形平整度提升。

磚底漿對(duì)瓷磚生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，極為重要，但關(guān)于磚底漿的文獻(xiàn)相對(duì)較少。2016年國(guó)內(nèi)瓷質(zhì)磚產(chǎn)量83.6億m2，以25 g/m2的平均上漿量（干重）計(jì)算，磚底材料每年的消耗量達(dá)到20.9萬(wàn)噸。因此，對(duì)磚底漿的性能及其應(yīng)用效果進(jìn)行分析，促進(jìn)磚底漿的規(guī)范化發(fā)展，是非常有意義的。

按現(xiàn)有相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)，磚底漿屬于不定形耐火材料的涂抹料。作為耐火材料的磚底漿材料，不僅能在墻地磚行業(yè)使用，也能應(yīng)用于其它環(huán)境。本文討論磚底漿材料時(shí)僅限于其應(yīng)用環(huán)境為墻地磚生產(chǎn)。

2 磚底漿

磚底漿是一種不定形耐火材料。按照GB/T 4513-2015標(biāo)準(zhǔn)，不定形耐火材料按材質(zhì)分為鋁-硅系材料、堿土材料、特殊材料和含碳材料。按此分類(lèi)，目前應(yīng)用于墻地磚生產(chǎn)的磚底漿主要有兩類(lèi)：鋁-硅系材料和堿土材料。

2.1鋁-硅系底漿

由于新標(biāo)準(zhǔn)在材料分類(lèi)方面比較粗獷，本文參照舊標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 4513-2000）將鋁-硅系底漿又分為高鋁質(zhì)底漿和硅質(zhì)底漿來(lái)分別討論。

2.1.1高鋁質(zhì)底漿

高鋁質(zhì)底漿材料以氧化鋁材料為代表。

根據(jù)GB/T 2994-2008要求，高鋁質(zhì)耐火材料的耐火度均需達(dá)到1760℃以上，Al2O3含量不低于55%。底漿的氧化鋁化學(xué)成分見(jiàn)表1。

墻地磚坯體基本是K2O/ Na2O ～ Al2O3- SiO2體系配方；其共熔形成液相的溫度比較低，只有700℃；若瓷磚坯體K2O+Na2O含量超過(guò)5%，在瓷磚的燒制過(guò)程中可產(chǎn)生約25%的液相（視具體情況，實(shí)際比例有波動(dòng)）。

陶瓷輥棒常用材質(zhì)是剛玉-莫來(lái)石，其化學(xué)成分除Al2O3、SiO2之外，還含有少量的K2O、Na2O等，個(gè)別含有較多的MgO或ZrO2；其相組成為剛玉、莫來(lái)石以及少量富硅玻璃相[1-2]。

顯然，生產(chǎn)過(guò)程中，氧化鋁底漿將參與坯體的反應(yīng)，且氧化鋁的顆粒越細(xì)，參與程度越高。因此需要保證底漿層的一定厚度，以便瓷磚坯體與輥棒隔離。

由于輥棒中玻璃相的存在，氧化鋁底粉與輥棒也存在反應(yīng)的可能，雖然這種反應(yīng)極其緩慢。使用氧化鋁底漿，輥棒一般在2個(gè)月左右就需要清理一次。因此，提高使用氧化鋁底漿時(shí)輥棒的使用壽命，是值得討論的問(wèn)題。

高鋁質(zhì)底漿材料除氧化鋁外，還有莫來(lái)石、高鋁礬土、高溫黏土等。

莫來(lái)石粉的應(yīng)用效果與氧化鋁粉類(lèi)似，其成本要低于工業(yè)氧化鋁粉，但國(guó)內(nèi)未見(jiàn)應(yīng)用的報(bào)道。底漿的高鋁礬土化學(xué)成分見(jiàn)表2。

使用鋁礬土作磚底漿的企業(yè)較少。其原因主要是：當(dāng)高鋁礬土粉體較細(xì)時(shí)，其耐火度偏低，影響輥棒的使用壽命；當(dāng)高鋁礬土顆粒較粗時(shí)，上漿性能差，不能起到隔離磚坯與輥棒的作用。

高溫黏土與高鋁礬土類(lèi)似，耐火度更低一些；因此應(yīng)用更少。

2.1.2 硅質(zhì)底漿

硅質(zhì)底漿材料以石英粉為代表。

根據(jù)YB/T 384-2011標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，硅質(zhì)耐火底漿的SiO2含量需>92%，耐火度不低于1640℃。

該標(biāo)準(zhǔn)更多的是指石英砂，而不是石英粉。石英細(xì)粉的耐火度一般低于1640℃，容易參與瓷磚坯體的反應(yīng)，同時(shí)也比氧化鋁粉更容易與剛玉莫來(lái)石質(zhì)輥棒反應(yīng)。因此，現(xiàn)在墻地磚行業(yè)基本不使用石英粉作為磚底漿。

當(dāng)然，石英砂可否作為磚底漿材料大面積使用，是制得研究的問(wèn)題。石英砂來(lái)源廣泛，取材比氧化鋁以及其它耐高溫礦物材料更容易，成本更低。

2.2堿土質(zhì)底漿

堿土質(zhì)底漿以輕燒氧化鎂為代表。

根據(jù)YB/T 5009-2011標(biāo)準(zhǔn)，鎂質(zhì)耐火泥漿的MgO含量需>91%。但從成本以及實(shí)際應(yīng)用效果考慮，國(guó)內(nèi)墻地磚行業(yè)使用的氧化鎂底漿材料的MgO含量均<91%。底漿的氧化鎂化學(xué)成分見(jiàn)表3。

按照HG/T 2679和HG/T 2573標(biāo)準(zhǔn)，表3中氧化鎂還夠不上工業(yè)級(jí)，為原礦經(jīng)初步煅燒而成，活性較高，可歸屬輕燒氧化鎂。

氧化鎂一般不是瓷磚坯體的主要成分，其與坯體構(gòu)成的MgO-Al2O3-SiO2三元體系最低共熔溫度為1355℃，因此不容易與坯體反應(yīng)；與輥棒的反應(yīng)更是難以產(chǎn)生。因此，應(yīng)用氧化鎂質(zhì)底漿可以使輥棒的使用壽命更長(zhǎng)，一般半年更換或清理一次輥棒即可。

堿土質(zhì)底漿經(jīng)煅燒后，遇水會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)。有實(shí)驗(yàn)測(cè)試，輕燒MgO在30℃下反應(yīng)4 h，其水化程度達(dá)到58.25%；如在濕熱環(huán)境（50℃）下，4 h的水化程度可以達(dá)到91.81%[3]。

用作磚底漿的氧化鎂隨磚入窯后，煅燒時(shí)間短，水分和其它雜質(zhì)揮發(fā)，MgO的活性得到保持甚至更高。因此，瓷磚上殘留的MgO底粉遇水比較容易發(fā)生反應(yīng)。同時(shí)MgO的水化也是一個(gè)放熱反應(yīng)，可使底漿涂層蓬松，疊壓磚面時(shí)將加大底格印產(chǎn)生的可能。

尖晶石也可用作磚底粉材料。尖晶石的價(jià)格稍貴，在行業(yè)內(nèi)未見(jiàn)有應(yīng)用報(bào)道。

2.3 其它材質(zhì)底漿

其它可應(yīng)用于磚底漿的材料還有氧化鋯等。但從成本以及環(huán)保等方面考慮，氧化鋯不適合用作磚底漿。

3 相關(guān)設(shè)備

3.1 上漿設(shè)備

從上世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)大面積采用輥道窯批量生產(chǎn)墻地磚起，底漿的上漿設(shè)備大致可分為3個(gè)階段：

第一代：沒(méi)有專(zhuān)用設(shè)備，多利用輥棒涂抹底漿。如佛山石灣某知名企業(yè)在2005年前采用的上漿方式是在窯頭的輥棒下方設(shè)置底漿槽，然后在底漿槽對(duì)應(yīng)的輥棒上纏吸漿布條，利用輥棒的運(yùn)轉(zhuǎn)和布條持續(xù)上漿。該方式常導(dǎo)致上漿不均勻，也容易使磚走歪。

第二代：有專(zhuān)用設(shè)備上漿，上漿的位置也從窯頭移到了皮帶線(xiàn)。如圖1在皮帶線(xiàn)布置上漿專(zhuān)用輥輪，輥輪的下半部沉于底漿槽中，利用輥輪的運(yùn)轉(zhuǎn)不斷吸漿、布漿。第二代上漿設(shè)備在上漿效果方面有很大的提升，但靜態(tài)的底漿在槽內(nèi)易沉，造成底漿浪費(fèi)。

第三代：大致從2011年開(kāi)始，在第二代的基礎(chǔ)上逐漸改進(jìn)而成。張慧海等[4]首先增加了底漿循環(huán)的裝置，隨后，黃家文[5]、李清遠(yuǎn)[6]、王葵[7]等人分別對(duì)底漿布施輥棒、底漿槽等進(jìn)行了改進(jìn)，形成現(xiàn)在應(yīng)用較廣的第三代上漿設(shè)備（圖2）。第三代上漿設(shè)備上漿均勻、底漿利用率高。

3.2 去粉設(shè)備

磚底漿隨瓷磚經(jīng)窯爐煅燒后，一部分與瓷磚坯體反應(yīng)，其余呈松散狀粘附磚底。未與坯體反應(yīng)的松散底粉將影響到鋪貼，在運(yùn)輸、存放過(guò)程中還會(huì)加重底格印的產(chǎn)生。因此，去除瓷磚底部多余的底粉，對(duì)瓷磚存放、施工是有利的。

鄧海林[8]等發(fā)明了一種底粉清理裝置，采用條式鋼絲刷清除磚底松散的底粉。該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)（圖3）。但該發(fā)明裝置對(duì)底粉的清理不夠徹底，鋼絲刷的耐久性也不高，其綜合效果還有待商榷。

4 結(jié)語(yǔ)

（1） 瓷磚底漿屬于耐火材料，但其實(shí)際要求與現(xiàn)行（冶金行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)有一定的差別，有必要建立本行業(yè)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

（2） 一些耐火材料具有用作磚底粉的前景，如莫來(lái)石、石英砂、尖晶石等，可以做一定的基礎(chǔ)研究來(lái)推動(dòng)。

（3） 粗粒耐火材料對(duì)延長(zhǎng)輥棒使用壽命是有利的。解決粗粒磚底粉的上漿問(wèn)題，有利于拓寬磚底粉材料的選擇范圍、降低磚底漿成本。

（4） 經(jīng)濟(jì)環(huán)保、使用方便是磚底漿的趨勢(shì)；磚底漿需與相應(yīng)設(shè)備配合，在延長(zhǎng)輥棒壽命的同時(shí)，減少底粉的殘余量，以提高鋪貼效果，并方便存放。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡婉瑩， 延錦麗， 呂鋒. 輥道窯陶瓷輥棒的化學(xué)礦物組成與性能研究[J]. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷， 2007， 27（1）：20-23.

[2] 沈繼耀. 國(guó)外陶瓷輥棒的組成和結(jié)構(gòu)特征[J]. 耐火與石灰， 1994（12）：16-19.

[3] 錢(qián)海燕， 李素英， 鄧敏，等. 輕燒氧化鎂水化動(dòng)力學(xué)[J]. 化工礦物與加工， 2007， 36（12）：1-4.

[4] 張慧海等，循環(huán)式環(huán)保底漿機(jī)，實(shí)用新型專(zhuān)利，授權(quán)公告號(hào)CN202369513 U.

[5] 黃家文，一種高效釉線(xiàn)氧化鋁底漿機(jī)，實(shí)用新型專(zhuān)利，授權(quán)公告號(hào)CN204714716 U.

[6] 李清遠(yuǎn)等，一種自動(dòng)上底漿機(jī)，實(shí)用新型專(zhuān)利，授權(quán)公告號(hào)CN205833007 U.

[7] 王葵，一種布漿均勻的底漿機(jī)，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)?01710457776.X

[8] 鄧海林 洪慶復(fù)，磚底粉清理裝置，實(shí)用新型專(zhuān)利，授權(quán)公告號(hào)CN205085038 U.