問:陶瓷薄板的鋪貼與傳統(tǒng)瓷磚的鋪貼有較大區(qū)別,請介紹一下它的施工方法?
答:廣義的陶瓷薄板是由粘土或高嶺土以及其它無機非金屬材料經成形、高溫燒成等生產工藝制成的板狀陶瓷制品。它既具有無機材料的優(yōu)越性能,又沒有石材、水泥制板、金屬板等傳統(tǒng)無機材料厚重、高碳的缺陷。
它的最大特征就是“薄”,因為一般拋釉磚的厚度為10.6mm(600mm×1200mm),而陶瓷薄板的厚度僅為4.7~5.5mm,比拋光磚減少了一半,同時為了達到瓷磚的性能強度要求,薄板的配方也與傳統(tǒng)的瓷磚有所不同,故此在選用鋪貼輔料、工藝流程方面都與傳統(tǒng)的瓷磚有很大不同。它主要表現(xiàn)在:①粘合材料不同,傳統(tǒng)瓷磚的濕貼可用水泥和沙漿,但薄板只能用專用的粘結劑;②薄板的鋪貼方式一般采用干掛和濕法鋪貼。目前有一種新型的簡便施工方法——薄法施工,現(xiàn)介紹如下:
陶瓷薄板鋪貼使用薄板專用粘結劑有著無可替代的優(yōu)勢:①水泥凝結比較快,在刮膠的時候容易凝固變硬,造成施工困難;而粘結劑凝固時間較慢,柔性好,還有一定的抗垂流能力(即鋪貼好的薄板在重力的作用下無需外力承托,依靠粘結劑本身的粘貼力也可以保證其不下滑),有利于薄板的施工。②水泥在凝固時有較大的收縮性,收縮應力過大時可以導致薄板與基面相互剝離;粘結劑的收縮量非常微小,可以避免以上的問題。③水泥和粘結劑相比較韌性不足,粘貼薄板的時候,建筑物受到溫差、融凍的影響,以及建筑物本身的沉降和形變,都會影響薄板與基面的粘合。所以選用具有柔韌性(橫向變形)的粘結劑,可以抵消部分變形應力從而避免瓷磚剝離。④陶瓷薄板吸水率極低,普通水泥砂漿無法提供良好的粘貼力。
薄法施工也稱鏝刀法,通過用特制乳液與水泥砂漿混合或特種干粉砂漿形成厚度僅為3~10mm的強力粘結薄層,對薄板進行安裝施工的新型簡便施工方法。通過薄法粘貼施工,薄板可以應用于幾乎所有類型的基材表面,像混凝土、金屬(鋼材、鋁)、玻璃、復合木板、石膏板、水泥板、磚砌塊、混凝土砌塊、水磨石、瓷磚上粘貼瓷磚(翻新鋪貼)等。針對各種不同的基材,均應采用相適應配套的粘結劑,如水泥基粘結劑適用于除金屬、玻璃外幾乎所有基材表面;環(huán)氧類粘結劑專用于金屬、玻璃等特殊基材表面等。
采用新型的薄法施工進行薄板鋪貼具有以下優(yōu)勢:①傳統(tǒng)的厚法施工,瓷磚的尺寸在水平地面施工時一般為600mm×600mm,尺寸過大就容易出現(xiàn)空鼓等問題,一般不適用于垂直墻面,而薄法施工時瓷磚尺寸在水平地面施工時基本不受限制,在垂直墻面亦可施工;對于瓷磚的材質方面,水泥僅限于普通陶質瓷磚及對水不敏感的普通石材,而粘結劑卻對材質沒有限制,可用于釉面磚、?;u、通體磚、玻璃、馬賽克等不吸水和難粘貼的磚體,甚至可用于水敏性石材的鋪貼。②相比較厚法施工的基材局限于普通混凝土或砂漿墊層、磚混砌塊(僅限水平安裝)等,抗化學腐蝕性能差、抗物理沖擊性能差、抗溫差變化性能差、保水性能差、抗污性能差、抗開裂能力差,粘貼強度低,應用范圍窄,顏色單一(水泥灰色)、不美觀,施工綜合造價高(返修周期短,后期維護費用大,人力成本高)等缺陷。薄法施工具有基材種類多樣,可以在木材、金屬、水泥板、PVC、水磨石瓷磚等已有表面施工,它具有抗化學腐蝕性能強;耐酸堿和腐蝕性鹽類;抗物理沖擊能力強,還具有很好的韌性和變形性能,能夠在高速撞擊時保持瓷磚的完整性,不會脫落;粘貼強度高(聚合物、乳膠加強,粘結強度高,經久耐用);抗溫差變化能力強,尤其是北方及日夜溫差變化大的地區(qū);和易性能好,具有良好的保水性,瓷磚粘貼后可有足夠的時間調整位置;抗污染能力強,幾乎不受污染,沒有泛堿現(xiàn)象產生;抗微生物及霉菌性能強;并且節(jié)約勞動力,施工迅速,應用范圍廣(室內、室外、高溫、低溫、腐蝕、潮濕、霉菌、沖擊、污染、微生物惡劣環(huán)境下均可使用),顏色美觀豐富(伴隨填縫劑可以組合出多種變幻色彩,甚至可以賦予熒光效果),施工綜合造價低等優(yōu)勢。
值得一提的是,厚法施工的施工厚度在50mm以上,單位面積自重大,降低了房屋的有效層高,增加結構自重;而薄法施工的施工厚度為3~20mm,自重輕,方便靈活;解決了普通厚法施工自重大、設計不靈活、支撐構件也需增加的缺點。
問:請介紹陶瓷熔塊市場的主要分布情況和現(xiàn)狀?
答:我國的熔塊生產主要集中于佛山、福建、山東等地,其中佛山的企業(yè)在市場競爭力方面占有絕對優(yōu)勢。福建、山東的熔塊企業(yè),大部分是私人作坊,一般企業(yè)只有一條窯爐生產線,生產能力為20~25t/d,但因其燃料方面的成本較低,所以整體加工成本較之佛山也低。
在佛山,大的熔塊企業(yè)其綜合優(yōu)勢具有壟斷的特性。目前,佛山的熔塊生產企業(yè)主要有大鴻、精博、瑭虹、遠泰、科捷、飛鷹等。其中,精博的熔塊品種達70余種,可根據(jù)客戶要求進行個性化定制,產品銷售區(qū)域遍及全國各地并出口到東南亞、澳洲、歐洲等地。另外,有些熔塊生產企業(yè)還在外省建立分廠,像瑭虹就在山東和四川設立了分廠,其年總產量達10萬t。其第二代不透水熔塊,連滲透力極強的墨汁都滲透不進去,改變了瓷片普通底釉熔塊滲水、滲污,影響裝飾使用效果的局面。
現(xiàn)在熔塊市場上主要有透明熔塊、內墻鋯白熔塊、特殊熔塊、高膨脹熔塊、低膨脹熔塊等產品。其中,2011年市場上推出的拋金熔塊,其價格雖然一路走高,但銷售狀況良好。與高嶺土等產品類似,熔塊也是因產品品質的不同價格變化較為明顯。據(jù)悉,2012年熔塊原材料成本上漲超過10%,而目前市場上透明熔塊的最低價格在2 000元 /t左右,以2700~2800元 /t的價格區(qū)間相對集中,陶瓷企業(yè)在選購時又多集中在3000元/t左右;半乳濁熔塊因其平整度等方面較好,價格稍貴,在4000元/t左右;內墻鋯白熔塊的價格在6000元/t左右。
問:陶瓷纖維因具有優(yōu)良的性能廣泛應用于陶瓷等行業(yè),請介紹一下其生產工藝特點和發(fā)展現(xiàn)狀?
答:陶瓷纖維制品是20世紀60年代初期發(fā)展起來的一種纖維狀的輕質耐火材料。按其結構形態(tài)劃分屬于非晶質(玻璃態(tài))纖維。它是以硬質粘土熟料或工業(yè)氧化鋁粉與硅石粉合成料為原料,采用電弧爐或電阻爐熔融,經壓縮空氣噴吹(或甩絲法)成纖而制成的。其化學組成主要為Al2O3(30%~55%)和SiO2。經再加工成毯、氈、板、紙、繩等制品及各種預制塊及組件等。
陶瓷纖維是一種纖維狀輕質耐火材料,具有質量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優(yōu)點,應用于陶瓷、機械、冶金、化工、石油、玻璃、電子等行業(yè)。近幾年,由于全球能源價格的不斷上漲,比隔熱磚與澆筑料等傳統(tǒng)耐火材料節(jié)能達10%~30%的陶瓷纖維得到了更廣泛的應用,發(fā)展前景良好。
陶瓷纖維的直徑一般為2~5μm,長度多為30~250 mm,纖維表面呈光滑的圓柱形。其結構特點是氣孔率高(一般大于90%),而且氣孔孔徑和比表面積大。由于氣孔中的空氣具有良好的隔熱作用,因而纖維中氣孔孔徑的大小及氣孔的性質(開氣孔和閉氣孔)對其導熱性能具有決定性的影響。實際上,陶瓷纖維的內部組織結構是一種由固態(tài)纖維與空氣組成的混合結構,其顯微結構特點是固相和氣相都是以連續(xù)相的形式存在。正是由于陶瓷纖維具有這種結構,使其氣孔率較高,氣孔孔徑和比表面積較大,從而使陶瓷纖維具有優(yōu)良的隔熱性能和較小的體積密度。
根據(jù)其化學組分和結構形態(tài)的特征,其安全使用溫度在600~1300℃時,可用作工業(yè)窯爐的絕熱和耐火材料、高溫高壓蒸汽管道的絕熱材料、高溫密封絕熱材料、高溫吸聲材料、耐火建筑用材和防火材料等。
陶瓷纖維原料的熔融一般采用電爐作為熔化設備,主要有電阻爐和電弧爐2種。纖維的成形方法主要分為噴吹法、甩絲法等。
1)噴吹法。合格配合原料加入電弧爐中熔融,形成流股,流股經壓縮空氣或蒸汽噴吹后成為纖維,經過除渣器除渣后,集棉形成成品纖維。成品纖維送入攪拌槽旋渦除渣后,再送至貯料槽,施加粘結劑后形成漿料。漿料經壓機模壓或真空吸濾,干燥形成硅酸鋁棉成品。
2)甩絲法。陶瓷纖維干法針刺毯,根據(jù)其成纖方法不同,有2種生產工藝:電阻法噴吹(包括平吹和立吹)成纖、干法針刺制毯工藝;電阻法甩絲成纖、干法針刺制毯工藝。
到目前為止,國內現(xiàn)有陶瓷纖維生產企業(yè)有200多家,但熔融溫度為1425℃(含鋯纖維)及以下的陶瓷纖維的生產工藝,分為甩絲毯與噴吹毯2種?,F(xiàn)從技術角度分析如下:
1)纖維絲的直徑。甩絲纖維更粗些,甩絲纖維直徑一般為3.0~5.0μm,噴絲纖維直徑一般為2.0~3.0 μm。
2)纖維絲的長度。甩絲纖維更長些,甩絲纖維一般長度為150~250mm,噴絲纖維長度一般為100~200 mm。
3)導熱系數(shù)。噴絲毯由于纖維較細其導熱系數(shù)優(yōu)于甩絲毯。
4)抗拉抗折強度。甩絲毯由于纖維更粗而抗拉抗折強度優(yōu)于噴絲毯。
5)制作陶瓷纖維組塊的應用。甩絲毯由于纖維較粗且長而優(yōu)于噴絲毯,在組塊制作的折疊過程中,噴吹纖維毯易于破碎和撕裂,而甩絲纖維毯可以折疊得非常緊密并且不易損壞,組塊的質量會直接影響到爐襯的質量。
6)余熱鍋爐等大塊毯的豎直層鋪應用。甩絲毯由于纖維絲粗而長,具有更好的抗拉力,更經久耐用,所以甩絲毯優(yōu)于噴絲毯。
從其發(fā)展來看,最早誕生的是噴絲生產工藝,但單線的生產能力較低,年產量為1000~1500t。隨著生產效率提高與生產工藝的不斷探索與研究,最終發(fā)明了更先進的甩絲生產工藝。該工藝的單條生產線的生產能力達到噴絲工藝的2~4倍。以英國摩根熱陶瓷公司在上海的甩絲毯生產線為例,單線年產量達近6000t;以日本伊索來特公司在蘇州的噴絲毯生產線為例,單線年產量僅為1500t,僅為前者的四分之一。
甩絲生產工藝已被市場接受,所以我國在近5年內幾乎所有新建陶瓷纖維生產線都選用甩絲工藝,如:2008年6月在國內投產的美國奇耐聯(lián)合纖維公司的生產線為甩絲工藝,國內的最大的陶瓷纖維生產企業(yè)魯陽公司的主生產線大多采甩絲生產工藝。根據(jù)我國著名的輕質隔熱材料銷售與工程服務公司——上海埃索威耐火材料有限公司的相關市場統(tǒng)計與分析顯示,近5年來,在國內的主要鋼鐵與石化的項目,特別是需要大量陶瓷纖維組塊的項目,幾乎全部選用甩絲工藝法生產的陶瓷纖維毯及組塊。
噴絲纖維毯也有其獨特的應用,較適宜將纖維打碎后做成二次加工產品。因噴絲纖維的纖維較細而更容易與其他原料充分混合。
綜上所述,甩絲與噴絲工藝的陶瓷纖維各有所長,客戶要根據(jù)實際應用選用產品,取其長而避其短,以期達到最佳的效果。就未來的發(fā)展前景來看,我國的陶瓷纖維生產總量還會提高,新的生產線仍以甩絲生產工藝為主.相對而言,噴絲毯的生產規(guī)模與占市場總量的比例將逐步減小,噴絲毯生產工藝較適合于生產規(guī)模較小的企業(yè),特別是早期投入資金較小的企業(yè),甩絲生產工藝的市場競爭,也將越來越激烈了。