我国生产陶瓷的历史悠久。我国瓷器的发明大约有3000多年的历史。浓艳晶莹的河南钧窑的钧瓷,是宋代的名瓷之一,其中“窑娈”最负盛名。钧窑在釉料中加入了铜还原剂,烧制成相映成辉的红、紫、蓝、白等瑰丽的颜色,可以与黄金、玉器媲美。浙江龙泉窑的青窑,具有“青如玉、明如镜、声如磐”的特点,宋朝以来,就远销东南亚、阿拉伯及欧洲英法等国。元代,江西景德镇,被称为中国的“瓷都”,其作品造型轻巧,色彩绚丽,装饰精美,其中青花瓷、青花玲珑瓷、薄胎瓷被视为珍品。
历史进入到现代,陶瓷除了保留传统的工艺品、量器具功能外,更大量地向建筑材料领域发展。今天,陶瓷已经成为现代建筑中重要的建筑材料,如陶瓷墙地砖、卫生陶瓷、琉璃制品、陶瓷壁画等。
陶瓷墙地砖已成为建筑陶瓷中的主要品种,由于其优良的特点,在当今众多的墙地面材料中占极重要的地位。陶瓷墙地砖是釉面砖、地砖与外墙砖的总称。地砖中包括铺路砖、大地砖、锦砖和梯沿砖等。外墙砖包括彩釉砖外墙砖和无釉砖外墙砖。
意大利是世界陶瓷砖生产和贸易第一大国,生产陶瓷砖的企业有300多家。在生产、科研、技术装备等领域,长期处于领先地位。在原材料的加工和利用方面,开发劣质原料代替优质原料,充分利用地方红黏土代替了黏土石英、长石等;在地砖中加入15%~40%花岗岩,降低烧成温度,提高抗折强度;采用干粉造粒工艺,可降低燃料13%~17%,电耗23%~27%,生产成本10%。生产设备方面,推出高清度、带磁力控制装置的液压机系列和大吨位,目前最大3000t。采用多功能全自动综合施釉技术,一条全自动施釉生产线包括了坯体强度检测仪、擦边机、转向器、清扫器、自动丝网印机、浇油装置、喷釉装置、滚釉装置、双盘施釉装置等等。烧成设备为辊道窑,一次快速,有单层、二层、三层窑型。在产品检选方面,全自动的检验分级,无损伤检测墙地砖的抗折强度。
12.3.1 陶瓷的基本知识
1.陶瓷的概念和分类
陶瓷的范围在国际上并无统一的界限。在欧洲一些国家,陶瓷最初是指传统的黏土质产品,后来又包括特种陶瓷,而美国和日本,陶瓷是硅酸盐或窑业产品的定义。它不仅包括了陶瓷材料和耐火材料,甚至还包括水泥、玻璃与珐琅在内。
从产品的种类,陶瓷系陶器与瓷器两大类产品的总称。陶器坯体多孔,通常吸水率为9%~12%(高的可达18%~22%),断面粗糙无光,敲之声音粗哑,有的无釉,有的施釉。建筑材料中按原料的杂质含量可分为粗陶,如砖、瓦;细陶釉如面砖、卫生陶瓷、彩陶。瓷器坯体结构致密、基本不吸水,色白、有半透明性,通常均施釉。日用餐茶具、陈设瓷、电瓷、美术用品,属于瓷质制品。介于陶器与瓷器之间的一类产品,是炻质制品(半瓷),多带颜色且无半透明性。
上述三类陶瓷的原料和制品性能的变化是连续和相互交错的,很难有明确的区分界限。建筑用陶瓷按其组织结构多属陶器至炻器范畴的产品。
2.建筑陶瓷的原料
陶瓷坯体的主要原料有可塑性原料、瘠性原料和熔剂原料三类。可塑性原料即黏土原料,矿物组成是层状晶体结构的高岭石、蒙脱石、水云母、水铝英石类,主要化学成分为含水硅酸盐(xAl2O3•ySiO2•zH2O),它是陶瓷坯体的主体。瘠性原料降低黏土塑性,减少坯体收缩,防止高温烧成时坯体变形,如石英、废砖粉、瓷粉。熔剂原料可降低烧成温度,常用的有长石、滑石、钙、镁的碳酸盐等。
3.釉料
釉是指附着于陶瓷坯体表面的一层连续玻璃质层,有光泽、透明性、各向同性、无固定熔点是其特性。
施釉的目的是改善坯体的表面性能,提高力学强度。施釉后的陶瓷制品表面平整、光滑、光亮、不吸水、不透气,提高制品的艺术性、机械强度。同时对釉层还具有保护图案画面,防止彩料中的有毒元素溶出,有透视及保护作用。还能增加制品的装饰性,掩盖坯体的不良颜色和缺陷。
釉的分类见表12-2。
表12-2 釉的分类
12.3.2 釉面砖
釉面砖是用于建筑物内墙面装饰的薄板状精陶制品,又称内墙面砖,习惯上称“瓷砖”。表面施釉,制品经烧成后表面光滑、光亮,颜色丰富多彩,图案五彩缤纷,是一种高级内墙装饰材料,除装饰功能外,还具有强度高、防水、耐火、耐酸碱抗腐蚀、抗急冷急热性较好、易清洗等使用功能。釉面砖的品种繁多、形状及规格尺寸不一。颜色方面,釉面砖也由单色向彩色图案方向发展。
釉面砖正面施釉,背面做有凹槽纹,背纹深度应不小于0.2mm,便于施工镶贴时与基体黏结牢固。釉面内墙砖按釉料颜色分为单色、花色、图案砖。形状有正方形、长方形、异形配件砖。异形配件砖有阴角、阳角、压顶条、腰线砖、阴三角、阳三角、阴角座、阳角座等,配合建筑物内墙阴角、阳角等处镶贴时的配件使用。
我国于1992年颁布了釉面内墙砖国家推荐标准(GB/T4100—1992),标准将釉面内墙砖定义为:用磨细的泥浆脱水干燥并进行半干法压型、素烧后施釉入窑烧而成的,或生料坯体施釉一次烧成的,用于内墙保护和装饰的有釉精陶质板状建筑材料。根据其外观质量分为优等品、一级品、合格品。
釉面砖优良的性能使其应用较为广泛,主要用于厨房、浴室、卫生间、实验室、精密仪器车间及医院等室内墙面、台面的饰面材料,既清洁卫生,又美观耐用。釉面砖通常不宜用于室外,因为釉面砖是多孔的精陶坯体,在长期与空气中的水分接触的过程中,会吸收大量水分而产生吸湿膨胀的现象。而釉的吸湿膨胀非常小,当坯体湿膨胀增长到使釉面处于张拉应力状态,特别是当应力超过釉的抗张拉强度时,釉面产生开裂,长期冻融,就会出现剥落掉皮现象。
12.3.3 墙地砖
12.3.3.1 墙地砖
墙地砖包括建筑物外墙装饰贴面用砖和室内外地面装饰铺贴用砖,由于目前这类砖的发展趋向为墙、地两用,故称为“墙地砖”。墙地砖按其表面是否施釉,可分为彩色釉面陶瓷墙地砖(简称“彩釉砖”)和无釉陶瓷墙地砖两类。(www.xing528.com)
外墙砖和地砖属炻质或瓷器陶瓷制品,其背面做有凹凸条纹,便于增强与基层的黏结力。
墙地砖的表面质感多种多样,通过配料和改善制作工艺,可制成平面、麻面、毛面、磨光面、抛光面、纹点面、仿花岗石面、压花浮雕面、无光釉面、有光釉面、金属光泽面、防滑面、耐磨面等。釉面墙地砖通过釉面着色可制成红、蓝、绿等各种颜色,通过丝网印刷可获得丰富的套花图案。无釉墙地砖通过坯体着色也可制得单色、多色等多种制品。
国家标准《彩色釉面陶瓷墙地砖》(GB11947—1989)规定,按产品表面质量和变形允许偏差分为优等品、一级品、合格品三个等级。根据耐酸、耐碱性能把耐化学腐蚀性分为AA、A、B、C、D五个等级。
12.3.3.2 新型墙地砖
近年来,随着建筑业的不断发展,新型墙地砖品种不断增加,如陶瓷劈离砖、瓷质玻化砖、彩胎砖、麻面砖、陶瓷艺术砖和金属光泽釉面砖等。
1.劈离砖
劈离砖又称劈裂砖,是由于成型时为双砖背联坯体,烧成后再劈离成两块砖,故称劈离砖。劈离砖的种类很多,色彩丰富,表面质感多样。
劈离砖坯体密实强度高,其抗折强度大(不小于20MPa)、吸水率小(低于6%)、抗冻性强、防潮耐腐、耐磨耐压、耐酸碱、防滑、色彩丰富,适用于各类建筑物的外墙装饰,也适用于办公楼、图书馆、商场、车站、候车室、餐厅等室内地面及楼梯的铺设。厚砖适用于广场、公园、停车场、走廊、人行道等露天地面铺设,也可用作游泳池、浴池池底和池岸的贴面材料。
2.玻化砖
玻化砖是坯料在1230℃以上的高温下,使砖中的熔融成分呈玻璃态,具有玻璃般亮丽质感的一种新型高级铺地砖,也称为瓷质玻化砖。
玻化砖具有低的吸水率(小于0.1%)、高耐磨性(耐磨性为130mm2)、高硬度(莫氏硬度达7)、高强度(抗折强度大于46MPa)、耐酸碱性强等特点,其生产技术也较为先进,采用全电脑化的生产和检选设备。产品表面未施任何透明釉料,仍平滑光亮,普通亚光面砖摩擦系数可高达0.7,具有极好的防滑效果。此外,产品原料中不含对人体有害的放射性元素,是高品质环保建材。适用于高档次的建筑地面。
3.彩胎砖
彩胎砖是一种本色无釉瓷质饰面砖,呈多彩细花纹的表面,富有天然花岗岩的纹点,有红、绿、黄、蓝、灰、棕等多种基色,多为浅色调,纹点细腻,质朴高雅。
彩胎砖表面有平面和浮雕型两种,又有无光与磨光、抛光之分。吸水率小于1%,抗折强度大于27MPa,其耐磨性很好。特别适用于人流大的商场、剧院、宾馆、酒楼等公共场所地面铺贴,也可用于住宅厅堂的墙地面装修,既美观又耐用。
4.麻面砖
麻面砖是采用仿天然岩石色彩的配料,压制成表面凹凸不平的麻面坯体后,一次烧成的炻质面砖。麻面砖吸水率小于1%,抗折强度大于20MPa,防滑耐磨。薄型砖适用于建筑物外墙装饰,厚型砖适用于广场、停车场、码头、人行道等地面铺设。广场砖还有外形为梯形和三角形等多种形状,可用以拼贴成圆形图案,以增强广场地坪的艺术感。
12.3.4 陶瓷锦砖
陶瓷锦砖是陶瓷什锦砖的简称,俗称“马赛克”。它是指由边长不大于40mm、具有多种色彩和不同形状的小块砖,镶拼组成各种花色图案,反贴在牛皮纸上的陶瓷制品。其表面有无釉和施釉的两种。
单块锦砖的尺寸一般为15~40mm,厚度分为4mm、4.5mm和大于4.5mm三种。每联锦砖的线路为2~5mm,联长分为284.0mm、295.0mm、305.0mm、325.0mm四种。按外观质量分为优等品和合格品。锦砖与铺贴材料(牛皮纸)的黏接应合格,不允许有脱落。正面贴纸锦砖的脱纸时间不大于40min。
陶瓷锦砖不仅具有表面光滑、色彩鲜艳、亮度好,即使是自然界风吹雨淋仍能保持其美观洁净的特点,而且还具有足够的化学稳定性和耐急冷急热性能。主要用于建筑物的外墙饰面,也可用于建筑内墙、柱面、门厅、走廊、餐厅、厨房、盥洗室、浴室等的地面铺装,工业建筑的洁净车间、工作间、化验室。彩色陶瓷锦砖还可用以镶拼成各种图案和色彩的壁画。
12.3.5 琉璃制品
建筑琉璃制品,是一种具有中华民族文化特色与风格的传统建筑材料,不仅用于中国古典式建筑物,也用于具有民族风格的现代建筑物。
琉璃制品是一种带釉陶瓷,其坯体泥质细净坚实,烧成温度较高。琉璃制品主要有琉璃瓦类(板瓦、滴水瓦、筒瓦、沟头等)、脊类(正脊筒瓦、正当沟等)及装饰制件类(吻、兽、博古等)三类。
琉璃制品质地致密、表面光滑、耐久性好、不易剥釉、不易褪色、表面光滑、不易玷污、色泽鲜艳,装饰建筑物富丽堂皇,雄伟壮观,富有我国传统的民族特色。因价格较贵且自重大,故主要用于具有民族色彩的宫殿式建筑的屋面,以及少数纪念性建筑物上,也常用来建造园林中的亭、台、楼、阁,以增加园林的景色。目前,还常用在屋檐上点缀建筑物立面,以美化建筑造型。
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