薄型化建筑陶瓷磚的開發、生產及推廣應用＊

寧紅軍 張明亮

（珠海市斗門區旭日陶瓷有限公司 廣東 珠海 519110）

薄型化建筑陶瓷磚的開發、生產及推廣應用＊

寧紅軍 張明亮

（珠海市斗門區旭日陶瓷有限公司 廣東 珠海 519110）

前言

陶瓷產品由于其堅固耐用、色澤鮮艷經久不變，已與人們日常生活朝夕相伴。陶瓷外墻磚繼承了陶瓷產品的優點，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境使其得到了快速發展。然而陶瓷產品對資源和能源的消耗以及對環境的影響也引起了人們的高度關注，當前世界各國都在積極推行節能減排和與環境和諧相處的低碳經濟，瓷磚減薄就是墻地磚行業的最為重要的研究課題之一。

1 薄型外墻瓷磚的研發過程

陶瓷企業生產的瓷質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定范圍，那么生產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？破壞強度和斷裂模數定多大為合理？企業要想單方面開發研究，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）薄型磚的生產過程和原來普通外墻磚的過程基本相同，由于瓷磚生產過程的工序多，特別是生坯的厚度減薄后在其生產過程的傳送工序中容易碎裂，所以必須增加生坯強度，這就是說要在原有配方的基礎上增加粘土的含量。

2）薄型磚由于其厚度薄，所以其破壞強度必然低，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、多產生液相以增加產品的強度。

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

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

表1 普通磚和薄型磚的配方組成（質量%）

表2 普通磚和薄型磚的化學成分（質量%）

1.2 薄型磚正常生產的工藝參數的調整（見表3）

表3 普通磚與薄型磚正常生產的工藝參數

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

通過試生產和對瓷磚的理化性能參數進行測試，其各項理化性能指標均能達到標準的要求。

1）粘土含量的增加增強了生坯的強度，使得在生坯加工過程的各個環節上破損率在0.5%之內，符合我們的設想。

2）對泥漿的細度進行了下調，篩余量由原來的1.8%～2.5%調至1.0%～1.5%，球磨機研磨時間加長，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，所以產品中玻璃相增多，雖然瓷磚減薄了但其破壞強度指標還是控制在設定的范圍之內。

2 薄型外墻瓷磚的推廣

2.1 標準的制定

2.1.1 企業標準的制定

外墻磚標準的制定，既要保證瓷磚理化性能符合國家標準，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度，從 GB／T 4100.1－2006中4.3.2.1看，厚度≥7.5㎜的磚，要求破壞強度平均值不小于1 300N，厚度＜7.5㎜的磚，要求破壞強度平均值不小于700N。至于斷裂模數因為薄型磚的厚度是向薄的方向變化，根據斷裂模數的定義：“破壞強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反而會增大，可見厚度是破壞強度的決定性因素。從2008年起我公司就開始了對薄型磚進行研制，我們所研制磚的厚度范圍為3.8～5.0㎜，破壞強度指標的確定是通過對各種不同厚度磚的破壞強度的多次測試，參考吸水率在6%＜E≤10%及吸水率E＞10%陶質磚破壞強度的國家標準，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度平均值為≥380N，斷裂模數平均值≥40MPa（N／mm2），單值≥37MPa（N／mm2）。筆者認為上述要求確定的破壞強度可滿足外墻磚在運輸和搬運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，紙箱進行的特殊設計，就可保證薄型磚的絕對安全。因此我們把上述指標作為企業標準來控制生產過程中的質量檢驗標準在公司執行，并上報珠海市質量技術監督局及廣東省質量技術監督局備案，從2008年9月1日起實施。

2.1.2 施工標準的制定

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，我公司協辦了《外墻磚工程施工及驗收規程標準》全國性大會，參考編制了《外墻飾面磚工程施工及驗收規程——JGJ 126》；2010年我公司和國家陶瓷及水暖衛浴產品質量監督檢驗中心、廣東省陶瓷協會共同編制了《外墻用陶瓷薄磚》DB44／T 843－2010地方標準，并在國家標準化管理委員會備案，此標準已于2010年12月31日發布，于2011年4月1日起實施。目前，白兔瓷磚正與國家建筑衛生標準化技術委員會聯合編制《外墻用陶瓷薄磚》行業標準。

2.2 產品的推廣應用

為使施工方能接受陶瓷薄型磚，我們邀請了各大區的銷售負責人和有影響的房地產公司來我公司參觀薄型磚生產和有關試驗，通過企業的多方面的做工作，設計師和房地產商們認識達到了統一。陶瓷外墻磚在使用中并不要求太高的破壞強度，只要其他各項理化指標達到合理指標即可。使用陶瓷薄型磚裝飾建筑物，能使粘貼質量減輕，粘貼更為方便和更牢固，這對于施工方而言，質量的減輕就意味著運輸成本下降，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，產品供不應求。目前我公司的產品除了客戶有特殊要求的厚度外，基本上是以薄型磚生產為主。

3 推行薄型磚生產后的原材料和能耗的節約情況

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

3.1 全年原料的節約量

（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品重13.29kg，現生產薄型磚每平方米產品重10.83kg，公司年產量為4 000萬m2密縫瓷磚。

3.2 節能量的計算

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 預熱、燒成帶熱平衡表

表6 預熱、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

以公司年產量4 000萬m2計算，年僅瓷磚減薄一項節能量為：

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

4 結語

綜上所述，瓷磚減薄后具有以下優點：

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輸成本。

5）瓷磚減薄后，企業的生產成本會降低，利潤將有所提高。

瓷磚減薄可有效的節約原輔材料、節約能源、運力、裝載空間，減少了有害氣體的排放，降低企業綜合生產成本，提高了產品的性價比，符合當前低碳經濟和科學和諧發展的戰略要求，是我國建筑陶瓷應該著力發展的方向。

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