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研究開發(fā)中心 廣東 佛山 528211）

高檔紅坯仿古磚的研制
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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研究開發(fā)中心 廣東 佛山 528211）

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

劣質原料 紅坯 仿古磚

前言

近幾年來，國內的陶瓷工業(yè)發(fā)展迅猛，其對原材料的需求也越來越大，按目前我國陶瓷行業(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，優(yōu)質原料卻日趨減少，如廣東的優(yōu)質黑泥資源已接近枯竭，并且質量也大不如前，陶瓷行業(yè)今后如何發(fā)展成了大家關注的問題［1］。目前，國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的企業(yè)作為“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型試點企業(yè)，這是一個強烈的信號，就是鼓勵企業(yè)積極做好節(jié)能減排、降耗工作。

利用紅泥等劣質原料生產(chǎn)有釉磚在數(shù)年之前曾經(jīng)被專家大力倡導過，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，使得大家認為紅坯陶瓷就是劣質陶瓷的代名詞，因此現(xiàn)在只有極少數(shù)廠家還在堅持生產(chǎn)。佛山是建筑陶瓷企業(yè)最集中的地區(qū)之一，節(jié)能減排的任務非常艱巨，隨著“十二五”規(guī)劃開始貫徹執(zhí)行，政府將逐步推進各行業(yè)的節(jié)能減排工作，以降低單位GDP產(chǎn)值的能耗、物耗。對陶瓷行業(yè)來說，目前原材料價格上漲幅度很大，因此對劣質原料的利用已經(jīng)受到越來越多地關注和研究［2～5］。筆者以紅泥等當?shù)亓淤|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優(yōu)質原料的依賴。

1 實驗過程

1.1 原材料

實驗原材料為佛山當?shù)氐牧淤|原料紅泥、紅砂，另外還有少部分普通陶瓷原料。

表1 原料的化學組成（質量%）

1.2 工藝流程及工藝參數(shù)

工藝流程：原料混合均勻→稱量→球磨→過篩→造?！尚巍稍铩苡浴』ā鸁伞ミ叀稍?。

主要工藝參數(shù)如下：

漿料細度（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 性能測試

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

表2 性能檢測結果

2 結果與討論

2.1 坯體對釉面的影響

紅坯陶瓷的特點是坯體呈紅褐色，要保證釉面質量不受影響，除了要做到與普通坯體陶瓷要注意的事項以外［6］，還要特別控制底釉的透水性。有研究指出［7］，通過加強底釉的遮蓋力，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，可以通過優(yōu)化配方設計盡量降低產(chǎn)品的吸水率，以減少坯體中水的滲透性。坯體對釉面另一個重要影響因素是坯釉適應性，控制好坯釉的膨脹系數(shù)是關鍵，坯釉的平均線膨脹系數(shù)見表3，從表3可以看出，坯釉之間膨脹系數(shù)的關系是坯＞底釉＞面釉，并且它們之間的差別在一個合理的范圍之內，這樣釉面就呈現(xiàn)出一種壓應力，可以大大提高產(chǎn)品的強度和熱穩(wěn)定性。

表3 坯釉膨脹系數(shù)（×10－6/K）（40～600℃）

2.2 配方對工藝制度及產(chǎn)品性能的影響

配方設計是至關重要的，紅坯體的化學組成見表4，從表4可以看出，配方化學組成中Fe2O3的含量比較高，這是紅坯陶瓷的特點，因此，在生產(chǎn)中可以免除除鐵工藝過程，另外，F(xiàn)e2O3是強熔劑，當其含量高時，坯體液相粘度變化快，導致燒成范圍變窄，造成生產(chǎn)的波動。在這種情況下，可以適當減少Na2O含量，增加K2O含量，提高液相粘度；另外，可以適當引入少量硅灰石，減少液相產(chǎn)生時的急劇收縮［8］，也可以增加能提高高溫液相粘度的物質以拓寬燒成范圍［9］。

表4 紅坯體化學組成（質量%）

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，這說明，通過好的配方設計，利用劣質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)約大量優(yōu)質原料，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。當其受到水侵蝕后，就與水中的H＋進行快速交換，使pH值增高，就開始了OH－對玻璃相的侵蝕，使Na2O、K2O被侵蝕出來，增大了比表面積，結果產(chǎn)生濕膨脹。為此必須控制坯體配方中鉀、鈉含量，適當增加鈣、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 結論

以上研究結果表明，通過好的配方設計，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?shù)氐牧淤|原料（如紅泥等）生產(chǎn)紅坯仿古磚以減少優(yōu)質資源的消耗，節(jié)約成本，實現(xiàn)陶瓷磚的綠色制造，保護環(huán)境。

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

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3 徐曉虹，滕方雄，吳建鋒，等.赤泥質陶瓷內墻磚的制備及結構研究.陶瓷學報，2007，28（3）：164～170

4 韓復興，李小雷.利用四會本地劣質原料生產(chǎn)二次燒內墻磚.佛山陶瓷，2008（7）：4～7

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

6 謝志軍，文衛(wèi)國，巫資德.如何提高二次燒內墻磚產(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用.中國陶瓷，2004，40（5）：40～43

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

9 劉志國.特種熔劑原料及其應用.佛山陶瓷，2003（1）：18～30

10 W D金格瑞，等著.陶瓷導論.清華大學無機非金屬材料教研組譯.北京：中國建筑工業(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