關(guān)于陶瓷磚薄型化推進(jìn)的幾點(diǎn)建議＊

白戰(zhàn)英 張衛(wèi)星

（1咸陽陶瓷研究設(shè)計院 陜西 咸陽 712000）（2國家建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 陜西 咸陽 712000）

關(guān)于陶瓷磚薄型化推進(jìn)的幾點(diǎn)建議＊

白戰(zhàn)英1張衛(wèi)星2

（1咸陽陶瓷研究設(shè)計院 陜西 咸陽 712000）（2國家建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 陜西 咸陽 712000）

陶瓷磚薄型化是國家“十二五”規(guī)劃中建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的首要問題。然而，如何推進(jìn)薄型化工作以及推進(jìn)的科學(xué)依據(jù)一直是業(yè)界技術(shù)人員研究的一個重要課題。筆者通過對陶瓷磚數(shù)據(jù)的分析提出了幾種典型拋光磚和內(nèi)墻磚產(chǎn)品的限定厚度值，同時通過對外墻磚驗(yàn)證試驗(yàn)的設(shè)計，希望廣大生產(chǎn)企業(yè)通過科學(xué)試驗(yàn)方法提出薄型外墻磚的限定厚度值。

陶瓷磚 薄型化 限定值

1 背景

近年來，陶瓷磚的薄型化成為建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的一個熱點(diǎn)。隨著陶瓷磚的薄型化，原材料、能源、運(yùn)輸、建筑負(fù)荷所相關(guān)的成本都可望大幅度降低，使“薄型化”成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。2011年11月8日，中華人民共和國信息化產(chǎn)業(yè)部發(fā)布了《建材工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，在附件3“四、發(fā)展重點(diǎn)”中明確提出，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的首要問題是“大力推進(jìn)陶瓷磚產(chǎn)品薄型化”。這也使得行業(yè)中討論了多年的“要不要薄型化”的問題有了定論，并且以產(chǎn)業(yè)政策的形式確定下來，“陶瓷磚薄型化之路，勢在必行”。目前行業(yè)所面對的是陶瓷磚如何薄型化及如何推進(jìn)薄型化的問題。

2 陶瓷磚薄型化推進(jìn)的工作方向及建議

2.1 方向之一：發(fā)展陶瓷超薄板

陶瓷超薄板的制造工藝的完善，建筑施工規(guī)范的研究、應(yīng)用研究及市場推進(jìn)是其工作方向之一。就陶瓷超薄板而言，目前已經(jīng)有干壓成形和擠壓成形2種方法，從表面性狀可分為上釉（亞光釉和亮光釉）、不上釉（無釉拋光、無釉不拋光）。產(chǎn)品厚度為3～6.5mm不等，邊長超過900mm，其產(chǎn)品制造技術(shù)已日趨完善，但是由于原陶瓷磚施工規(guī)范并不完全適用，對鋪貼基礎(chǔ)、粘結(jié)劑及施工過程要求較高，目前仍未成為主流產(chǎn)品。所以課題的重點(diǎn)應(yīng)放在建筑施工規(guī)范的研究上。另外，由于該產(chǎn)品的特殊性，可以考慮拓寬使用范圍，如天花板、隧道工程、裝飾墻、噴墨打印壁畫等，可替代其他薄型板材的使用。

2.2 方向之二：傳統(tǒng)陶瓷磚減薄

對于大規(guī)格瓷質(zhì)拋光磚和內(nèi)墻磚，如何確保在減薄的同時保證其性能符合標(biāo)準(zhǔn)及減薄尺度和相關(guān)工藝調(diào)整的研究。目前終端市場上客戶和消費(fèi)者有“厚重則優(yōu)”的觀念，故許多產(chǎn)品做得偏厚，冗余、強(qiáng)度較高。通過對國家建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心近5年來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，大規(guī)格瓷質(zhì)拋光磚產(chǎn)品和內(nèi)墻磚產(chǎn)品破壞強(qiáng)度值遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求，完全可以通過減薄降低過剩的強(qiáng)度。所以“減薄不減質(zhì)”對于這2類產(chǎn)品比較適用。但是，減薄到何種程度，是研究的關(guān)鍵所在。為此，國家建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對2008～2010年所承檢樣品的5類主流產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，分析基于以下假設(shè)：

1）在推進(jìn)陶瓷磚薄型化的早期階段，要抓住最主要、質(zhì)量趨同、容易標(biāo)準(zhǔn)化的大眾化產(chǎn)品，通過在這些產(chǎn)品中率先提出薄型化的理念，并對部分產(chǎn)品提出厚度的限定值，從而引導(dǎo)消費(fèi)者逐步接受陶瓷磚薄型化的觀念，推進(jìn)陶瓷磚生產(chǎn)企業(yè)主動生產(chǎn)較薄的產(chǎn)品。

2）對上承檢型號的瓷質(zhì)磚產(chǎn)品和陶質(zhì)磚產(chǎn)品分別收集大量檢測數(shù)據(jù)，分析每種產(chǎn)品的破壞強(qiáng)度的富裕量，提出假設(shè)的、通用的破壞強(qiáng)度值?？紤]到陶瓷磚個體間的差異，該破壞強(qiáng)度值應(yīng)保證一定的富裕量。

3）由于不同企業(yè)不同產(chǎn)品的斷裂模數(shù)取決于其壓制過程的致密度、配方、燒結(jié)程度，所以不同企業(yè)均有差異，本方案通過上述假設(shè)的破壞強(qiáng)度值和本企業(yè)該產(chǎn)品的斷裂模數(shù)值反算出可以滿足假設(shè)的破壞強(qiáng)度值的厚度。

4）分析各企業(yè)計算出的厚度，并在確保破壞強(qiáng)度值超過標(biāo)準(zhǔn)值30%的前提下，提出該類產(chǎn)品行業(yè)通用的建議的厚度限定值（見表1）。

表1 陶瓷磚減薄基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究統(tǒng)計計算表

續(xù)表1

表1中所提出厚度建議值：瓷質(zhì)拋光磚：600mm×600mm為8mm；800mm×800mm為9mm；1 000mm×1 000mm為10.5mm；陶質(zhì)內(nèi)墻磚：300mm×450mm為8mm；300mm×600mm為9mm。

當(dāng)然，上述試驗(yàn)?zāi)壳皟H考慮了強(qiáng)度的符合性，并考慮到了使用過程中的安全系數(shù)，僅是理想狀態(tài)的建議值，正式推行還需考慮以下幾點(diǎn)：

1）陶瓷磚減薄后應(yīng)當(dāng)考慮工藝過程的改進(jìn)。例如半成品在輸送帶上的破損率、施釉過程中的破損率、一次燒釉面磚產(chǎn)品的工藝路線調(diào)整、坯體增強(qiáng)劑使用的可行性、壓磚機(jī)布料技術(shù)的調(diào)整、二次布料的復(fù)雜產(chǎn)品考慮到布料的花紋是否會受到影響、烘干和燒成周期的調(diào)整、拋光工藝的調(diào)整、表面平整度的揀選等。同時還應(yīng)考慮成品包裝方案是否要調(diào)整，運(yùn)輸?shù)臉悠菲茡p率能否降低等。故應(yīng)把建議的厚度限定值在行業(yè)內(nèi)公布，并分析按照厚度限定值生產(chǎn)產(chǎn)品對生產(chǎn)過程、運(yùn)輸和使用中產(chǎn)生的影響。在此過程中可以由協(xié)會組織、質(zhì)檢中心協(xié)助組織相關(guān)的陶瓷磚減薄評比活動，以正確引導(dǎo)企業(yè)參與。

2）召集、研討解決陶瓷磚減薄后出現(xiàn)的各種問題的方案措施及風(fēng)險與經(jīng)濟(jì)性分析，并修正建議的厚度值。

3）提出厚度限定值的標(biāo)準(zhǔn)，要求企業(yè)按標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

4）由行業(yè)協(xié)會組織，必要時工信部和質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局可協(xié)助進(jìn)行陶瓷磚減薄工作的專項(xiàng)檢查。

5）對于尺寸為250mm×330mm、200mm×300mm甚至更小的陶質(zhì)內(nèi)墻磚，倡導(dǎo)生產(chǎn)厚度小于7.4mm，破壞強(qiáng)度在350N以上的產(chǎn)品。但是生產(chǎn)加工過程中的生坯強(qiáng)度是否能夠滿足運(yùn)輸、印花等工藝過程成為制約條件。如果多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)過程中破損率未明顯上升，滿足厚度為7.4mm可以作為一個限定條件。

6）對于表面平整的瓷質(zhì)仿古磚，可以參考本方案進(jìn)行實(shí)施。

2.3 方向之三：薄型外墻磚的推廣和使用

對于外墻磚產(chǎn)品而言，到底有沒有必要做那么厚，破壞強(qiáng)度需要多大，需要研究的問題是薄型外墻磚的可靠性的問題，從而提出“薄型外墻磚”的理念。外墻磚的強(qiáng)度與其抗冷凍試驗(yàn)、水泥膨脹的拉應(yīng)力破壞試驗(yàn)以及運(yùn)輸試驗(yàn)的能力相關(guān)。故該類產(chǎn)品減薄的重點(diǎn)是在產(chǎn)品減薄、破壞強(qiáng)度達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，其他使用性能是否能夠達(dá)到要求，同時應(yīng)當(dāng)考慮是否能夠滿足燕尾槽設(shè)計的厚度。這些需要通過生產(chǎn)超薄外墻磚的企業(yè)提供鋪貼試驗(yàn)數(shù)據(jù)，或委托國家建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行鋪貼性能的機(jī)理性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最終目的是獲得破壞強(qiáng)度的最小限定值。

針對上述目的，筆者設(shè)計了《薄型陶瓷外墻磚破壞強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)方案》，僅供同行參考。

1）試驗(yàn)?zāi)康摹Ｌ剿魈沾赏鈮Υu減薄至6.0mm以下時，產(chǎn)品破壞強(qiáng)度可以容許的最小值。本試驗(yàn)只適用于厚度為6.0mm（含背紋）以下，破壞強(qiáng)度小于700MPa的陶瓷外墻磚。

2）樣品描述。厚度小于6.0mm，邊長不小于40 mm的典型的陶瓷外墻磚產(chǎn)品。

3）試驗(yàn)原理。陶瓷外墻磚設(shè)定破壞強(qiáng)度的限定值的目的是確保陶瓷外墻磚在運(yùn)輸、堆放、鋪貼及使用以后可以耐受各種外力環(huán)境而不被破壞。

陶瓷外墻磚與粘接的灰漿和膠粘劑之間由于膨脹系數(shù)的差異導(dǎo)致的應(yīng)力是其鋪貼后產(chǎn)生破壞的主要原因。膨脹系數(shù)的差異來自于以下幾個方面：墻體在空氣中凝固時，灰漿層會發(fā)生收縮，陶瓷磚層不會收縮，且可能發(fā)生膨脹。墻體在潮濕的空氣中，灰漿層可能會因?yàn)樗^程發(fā)生膨脹，同時陶瓷磚也會發(fā)生吸濕膨脹，但是陶瓷磚的吸濕膨脹率不超過0.03%（國家建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)最大濕膨脹率0.026%），根據(jù)GB 750－1992《水泥壓蒸安定性試驗(yàn)方法》規(guī)定，普通硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥膨脹率不超過0.50%，硅酸鹽水泥不超過0.80%，所以水泥在潮濕環(huán)境下膨脹系數(shù)會超過陶瓷磚。在凍融環(huán)境下，會導(dǎo)致灰漿層與陶瓷磚膨脹系數(shù)的差異。事實(shí)上，由于陶瓷產(chǎn)品是脆性材料，其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，即使是陶瓷磚由于灰漿層的收縮而承受壓應(yīng)力，其破壞的瞬間也是由于表面張應(yīng)力作用產(chǎn)生的。這也正是GB/T 3810中僅列出陶瓷磚破壞強(qiáng)度（實(shí)際是彎曲強(qiáng)度）的試驗(yàn)方法的原因。

4）樣品制備。按照GB 8239－1997《普通混凝土小型空心砌塊》的制作方法制作數(shù)塊尺寸為350mm×350 mm×50mm的實(shí)心砌塊，養(yǎng)護(hù)28d待用。按照《建筑陶瓷飾面工程的設(shè)計、安裝及驗(yàn)收指南》中3.1的要求選擇強(qiáng)度為M20的中等保水性抹灰砂漿，按照4.2規(guī)定抹一層6～12mm厚的中等保水性抹灰砂漿，將砌塊表面找平；按照5.4.1要求進(jìn)行灑水處理并養(yǎng)護(hù)7d；使用表4.4.1中所示的在“室外鋼筋混凝土墻面上鋪設(shè)陶瓷磚”的工況下用C2TE型膠粘劑進(jìn)行外墻陶瓷磚粘接，膠粘劑厚度為2～6mm，同一批試樣應(yīng)確保厚度一致。鋪貼方法按照5.4.2、6.1、6.2。灰縫的預(yù)留也按照該規(guī)范執(zhí)行（確保在一塊試驗(yàn)基礎(chǔ)上鋪貼盡可能多的陶瓷磚），在空氣中放置28d待用。

5）試驗(yàn)步驟。28d后觀察陶瓷磚表面有無損壞、裂紋等。按照SL 352－2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中4.12“混凝土干縮濕脹試驗(yàn)”所使用的干燥環(huán)境和潮濕環(huán)境分別進(jìn)行4個循環(huán)試驗(yàn)，每個循環(huán)干燥環(huán)境為3d，潮濕環(huán)境為3d。試驗(yàn)后，觀察陶瓷磚表面有無損壞、裂紋等。按照GB 50178－1993《建筑氣候區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)》中嚴(yán)寒地區(qū)的要求，把“試驗(yàn)步驟1”中試驗(yàn)完成后無損的試樣放在凍融循環(huán)箱中，按照GB/T 3810.12－2006試驗(yàn)50個循環(huán)；對于破壞強(qiáng)度小于700MPa的外墻陶瓷磚產(chǎn)品，根據(jù)上述驗(yàn)證試驗(yàn)來確定其是否能夠達(dá)到使用要求，從而確定其破壞強(qiáng)度容許的最小值。

6）樣品選擇。按照吸水率劃分的不同類別的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)分別進(jìn)行試驗(yàn)。同樣，企業(yè)的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)選擇除去背紋后厚度最小的產(chǎn)品，對于同樣厚度的產(chǎn)品盡可能選擇背紋最深的產(chǎn)品。

通過上述試驗(yàn)方案可得到外墻磚的最低限厚標(biāo)準(zhǔn)的建議值。這需要企業(yè)積極的參與，并向行業(yè)協(xié)會、國家質(zhì)檢中心及標(biāo)準(zhǔn)化主管機(jī)構(gòu)的反饋能夠承受的建議值。

2.4 方向之四：其他類型產(chǎn)品薄型化推廣問題

其他類型產(chǎn)品，如陶瓷磚后加工產(chǎn)品、洞石、表面不平整的凹凸明顯的仿古磚產(chǎn)品，由于款式不同，吸水率差別也較大，在“薄型化”產(chǎn)品推進(jìn)的早期階段，不宜涉及，待消費(fèi)者接受其他3類產(chǎn)品的“薄型化”后，生產(chǎn)企業(yè)再進(jìn)行改進(jìn)。

3 結(jié)論

在資源日益短缺的今天，推進(jìn)建筑陶瓷薄型化工作意義重大。希望政府機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)、廣大生產(chǎn)企業(yè)、業(yè)界專家能夠站在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的高度積極推進(jìn)該項(xiàng)工作，也希望業(yè)內(nèi)媒體積極向消費(fèi)者介紹“薄型化不會減質(zhì)”的質(zhì)量意識，共同把陶瓷磚薄型化工作落到實(shí)處，這樣方能做到利國利民。

Several Advice on Prompting Thickness－reduction Process of Ceramic Tiles

Bai Zhanying1，Zhang Weixing2（1Xianyang Research ＆ Design Institute of Ceramics，Shaanxi，Xianyang，712000）（2National Quality Supervision Test Center of Building ＆ Sanitary Ceramics，Shaanxi，Xianyang，712000）

The action of thickness－reduction process of ceramic tiles is the most important step of the“National 12th Plan”in the field of building and sanitary ceramics.However，how to prompting the action and the technological basis have been a important problem for most of engineers in the field for several years.The writer advise the limit thickness for several types of polished tiles and interior tiles according to quantity of test result，and a test method for verifying thickness of exterior tiles was advised too，it is hoped that manufacturers may used the method to achieving the limit thickness.

Ceramic tiles；Action of thickness－reduction process；Limit of thickness

TQ174.7

B

1002－2872（2012）07－0045－04

白戰(zhàn)英（1973－），本科，陶瓷工藝高級工程師；主要從事建筑衛(wèi)生陶瓷工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、檢測技術(shù)及質(zhì)量管理研究工作。