高檔紅坯仿古磚的研制＊

周錫榮

（1廣東蒙娜麗莎陶瓷有限公司 廣東 佛山 528211）（2廣東省建筑陶瓷工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心 廣東 佛山 528211）

高檔紅坯仿古磚的研制
＊

周錫榮1，2

（1廣東蒙娜麗莎陶瓷有限公司 廣東 佛山 528211）（2廣東省建筑陶瓷工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心 廣東 佛山 528211）

采用紅泥等當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)原料研制300mm×300mm高檔紅坯仿古磚。研究結(jié)果表明，紅坯仿古磚的整體性能優(yōu)于普通磚坯，可以充分利用當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)原料生產(chǎn)高檔有釉陶瓷磚。

劣質(zhì)原料 紅坯 仿古磚

前言

近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)的陶瓷工業(yè)發(fā)展迅猛，其對(duì)原材料的需求也越來(lái)越大，按目前我國(guó)陶瓷行業(yè)的產(chǎn)量估算，每年耗用的天然礦物近2億t。礦產(chǎn)資源是不可再生資源，生產(chǎn)企業(yè)在努力提高陶瓷坯體的白度的同時(shí)，優(yōu)質(zhì)原料卻日趨減少，如廣東的優(yōu)質(zhì)黑泥資源已接近枯竭，并且質(zhì)量也大不如前，陶瓷行業(yè)今后如何發(fā)展成了大家關(guān)注的問(wèn)題［1］。目前，國(guó)家加大了建筑陶瓷節(jié)能減排的力度，提倡建筑陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，2010年國(guó)家在一些高能耗、資源高消耗行業(yè)中推出了一批為節(jié)能減排做出了突出貢獻(xiàn)的企業(yè)作為“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型試點(diǎn)企業(yè)，這是一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)，就是鼓勵(lì)企業(yè)積極做好節(jié)能減排、降耗工作。

利用紅泥等劣質(zhì)原料生產(chǎn)有釉磚在數(shù)年之前曾經(jīng)被專(zhuān)家大力倡導(dǎo)過(guò)，也有部分企業(yè)嘗試生產(chǎn)紅坯陶瓷磚。但是由于客觀上的原因，還有宣傳上的誤導(dǎo)，使得大家認(rèn)為紅坯陶瓷就是劣質(zhì)陶瓷的代名詞，因此現(xiàn)在只有極少數(shù)廠(chǎng)家還在堅(jiān)持生產(chǎn)。佛山是建筑陶瓷企業(yè)最集中的地區(qū)之一，節(jié)能減排的任務(wù)非常艱巨，隨著“十二五”規(guī)劃開(kāi)始貫徹執(zhí)行，政府將逐步推進(jìn)各行業(yè)的節(jié)能減排工作，以降低單位GDP產(chǎn)值的能耗、物耗。對(duì)陶瓷行業(yè)來(lái)說(shuō)，目前原材料價(jià)格上漲幅度很大，因此對(duì)劣質(zhì)原料的利用已經(jīng)受到越來(lái)越多地關(guān)注和研究［2～5］。筆者以紅泥等當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)原料研制出300mm×300mm高檔紅坯仿古磚，使之在整體性能上不輸于普通坯體仿古磚，不僅可以降低成本，也可以減少有釉磚對(duì)優(yōu)質(zhì)原料的依賴(lài)。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.1 原材料

實(shí)驗(yàn)原材料為佛山當(dāng)?shù)氐牧淤|(zhì)原料紅泥、紅砂，另外還有少部分普通陶瓷原料。

表1 原料的化學(xué)組成（質(zhì)量%）

1.2 工藝流程及工藝參數(shù)

工藝流程：原料混合均勻→稱(chēng)量→球磨→過(guò)篩→造粒→成形→干燥→淋釉→印花→燒成→磨邊→干燥。

主要工藝參數(shù)如下：

漿料細(xì)度（250目篩余）：2.8%～3.3%；漿料容重：1.7～1.76g/cm3；粉料水分：7.2%～7.6%；顆粒級(jí)配：30目以上≤10%，30～60目70%～80% ；60～80目12%～20%，80目以下≤5%。成形壓力：28～30MPa；干燥強(qiáng)度：≥2.5MPa；干燥水分：≤0.3%；壓制頻率：6.4r/min；淋釉：底釉50～53g，面釉70～74g（300mm×300mm）；燒成溫度：1 152～1 170℃；燒成周期：48min。

1.3 性能測(cè)試

采用6400A型火焰光度計(jì)和TN－II化學(xué)成分快速分析儀分析了原料的化學(xué)成分；SKZ型數(shù)顯式抗折儀測(cè)試了產(chǎn)品的斷裂模數(shù)；DFM智能數(shù)字測(cè)力儀測(cè)試了坯體的干燥強(qiáng)度；NETZSCH熱膨脹儀測(cè)試了產(chǎn)品的膨脹系數(shù)；另外還測(cè)試了產(chǎn)品的吸水率、熱穩(wěn)定性和釉面防污性。其性能檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 性能檢測(cè)結(jié)果

2 結(jié)果與討論

2.1 坯體對(duì)釉面的影響

紅坯陶瓷的特點(diǎn)是坯體呈紅褐色，要保證釉面質(zhì)量不受影響，除了要做到與普通坯體陶瓷要注意的事項(xiàng)以外［6］，還要特別控制底釉的透水性。有研究指出［7］，通過(guò)加強(qiáng)底釉的遮蓋力，可以避免坯體的顏色影響釉面，好的底釉配方不僅可以避免坯體在吸水后其顏色透射到釉面，而且可明顯減少釉面針孔。另一方面，小規(guī)格的仿古磚的吸水率一般比較大，在4%～10%，在充分考慮配方成本及生產(chǎn)成本的情況下，可以通過(guò)優(yōu)化配方設(shè)計(jì)盡量降低產(chǎn)品的吸水率，以減少坯體中水的滲透性。坯體對(duì)釉面另一個(gè)重要影響因素是坯釉適應(yīng)性，控制好坯釉的膨脹系數(shù)是關(guān)鍵，坯釉的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)見(jiàn)表3，從表3可以看出，坯釉之間膨脹系數(shù)的關(guān)系是坯＞底釉＞面釉，并且它們之間的差別在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，這樣釉面就呈現(xiàn)出一種壓應(yīng)力，可以大大提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。

表3 坯釉膨脹系數(shù)（×10－6/K）（40～600℃）

2.2 配方對(duì)工藝制度及產(chǎn)品性能的影響

配方設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，紅坯體的化學(xué)組成見(jiàn)表4，從表4可以看出，配方化學(xué)組成中Fe2O3的含量比較高，這是紅坯陶瓷的特點(diǎn)，因此，在生產(chǎn)中可以免除除鐵工藝過(guò)程，另外，F(xiàn)e2O3是強(qiáng)熔劑，當(dāng)其含量高時(shí)，坯體液相粘度變化快，導(dǎo)致燒成范圍變窄，造成生產(chǎn)的波動(dòng)。在這種情況下，可以適當(dāng)減少Na2O含量，增加K2O含量，提高液相粘度；另外，可以適當(dāng)引入少量硅灰石，減少液相產(chǎn)生時(shí)的急劇收縮［8］，也可以增加能提高高溫液相粘度的物質(zhì)以拓寬燒成范圍［9］。

表4 紅坯體化學(xué)組成（質(zhì)量%）

從表2中可以看出，紅坯仿古磚的性能各方面都要高于普通坯，這說(shuō)明，通過(guò)好的配方設(shè)計(jì)，利用劣質(zhì)原料完全可以制造出高性能產(chǎn)品，紅坯陶瓷磚完全可以替代普通坯陶瓷磚成為家居裝飾產(chǎn)品，并且可以節(jié)約大量?jī)?yōu)質(zhì)原料，減少環(huán)境污染。由于坯體的吸水率比較高，防止坯體的吸濕膨脹是有釉磚要注意的問(wèn)題。根據(jù)濕膨脹理論［10］，影響磚坯濕膨脹最大的因素就是玻璃相中的鉀、鈉含量。當(dāng)其受到水侵蝕后，就與水中的H＋進(jìn)行快速交換，使pH值增高，就開(kāi)始了OH－對(duì)玻璃相的侵蝕，使Na2O、K2O被侵蝕出來(lái)，增大了比表面積，結(jié)果產(chǎn)生濕膨脹。為此必須控制坯體配方中鉀、鈉含量，適當(dāng)增加鈣、鎂含量，提高玻璃相的抗侵蝕能力。從表4可以看出，相比較普通小規(guī)格仿古磚采用較多的石灰石、硅灰石以減少吸濕膨脹而言，紅坯體仿古磚中坯體所含的CaO和MgO較低，這種情況下，提高Al2O3含量和降低產(chǎn)品的吸水率可以減少坯體的吸濕膨脹。

3 結(jié)論

以上研究結(jié)果表明，通過(guò)好的配方設(shè)計(jì)，完全可以研制出性能優(yōu)良的高檔紅坯仿古磚，并且整體性能要優(yōu)于普通坯體仿古磚。因此，我們可以就地取材，利用當(dāng)?shù)氐牧淤|(zhì)原料（如紅泥等）生產(chǎn)紅坯仿古磚以減少優(yōu)質(zhì)資源的消耗，節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)陶瓷磚的綠色制造，保護(hù)環(huán)境。

1 吳基球，李竟先.關(guān)于紅坯陶瓷的幾點(diǎn)思考.山東陶瓷，2004，27（4）：9～10

2 賈玉寶，李傳武，張建國(guó)，等.利用當(dāng)?shù)卦涎兄萍t坯瓷質(zhì)磚.全國(guó)性建材科技期刊——陶瓷，2005（1）：26～28

3 徐曉虹，滕方雄，吳建鋒，等.赤泥質(zhì)陶瓷內(nèi)墻磚的制備及結(jié)構(gòu)研究.陶瓷學(xué)報(bào)，2007，28（3）：164～170

4 韓復(fù)興，李小雷.利用四會(huì)本地劣質(zhì)原料生產(chǎn)二次燒內(nèi)墻磚.佛山陶瓷，2008（7）：4～7

5 張杰，練強(qiáng)，王建蕊，等.利用錳渣制備陶瓷墻地磚試驗(yàn)研究.中國(guó)陶瓷工業(yè)，2009，16（3）：16～19

6 謝志軍，文衛(wèi)國(guó)，巫資德.如何提高二次燒內(nèi)墻磚產(chǎn)品的釉面平整度.佛山陶瓷，2008（3）：12～14

7 吳基球，文忠和，李竟先，等.化妝土及其在紅坯體墻地磚中的應(yīng)用.中國(guó)陶瓷，2004，40（5）：40～43

8 蔡克勤，張強(qiáng).硅灰石在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用.佛山陶瓷，2004（9）：11～13

9 劉志國(guó).特種熔劑原料及其應(yīng)用.佛山陶瓷，2003（1）：18～30

10 W D金格瑞，等著.陶瓷導(dǎo)論.清華大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料教研組譯.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1982

Preparation of High－Quality Red Body Antique Tiles

Zhou Xirong1，2（1Guangdong Monalisa Ceramics Co.，Ltd.，Guangdong，F(xiàn)oshan，528211）（2Guangdong Construction Ceramics Engineering Research and Development Center，Guangdong，F(xiàn)oshan，528211）

The high－quality red body antique tiles that the size is 300mm×300mm is prepared by using local worse materials，such as red mud，etc.The results indicate that the overall performance of the red body antique tiles is better than the common antique tiles，and the glazing tiles can be produced by full use of local worse materials.

Local worse material；Red body；Antique tiles

TQ174.6

A

1002－2872－（2011）06－0021－02

周錫榮（1975－），碩士，工程師；主要從事陶瓷墻地磚新材料研究與生產(chǎn)工作。Email：zhouxirong581@sohu.com