建筑陶瓷制品概述

4建筑装饰陶瓷 介绍陶瓷原料的种类 工艺性能以及在陶瓷中的作用 陶瓷砖的生产工艺流程 陶瓷装饰的种类及特点 以干压陶瓷砖的新国标为依据 介绍陶瓷砖的技术要求 应重点掌握釉面砖 墙地砖的种类 性能与特点 以及它们在建筑装饰工程中的应用 此外 还简要介绍了陶瓷锦砖 琉璃制品 陶瓷壁画的特点与应用 本章内容 4 1陶瓷的基本知识4 2釉面砖4 3陶瓷墙地砖4 4陶瓷锦砖4 5其他陶瓷制品 4 1陶瓷的基本知识 传统上 陶瓷的概念是指以粘土及其天然矿物为原料 经过粉碎混炼 成型 焙烧等工艺过程所制得的各种制品 亦称为 普通陶瓷 广义上 陶瓷概念是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的统称 4 1 1陶瓷的概念和分类 陶瓷的概念 1 按陶瓷的概念和用途来分类 陶瓷制品分为两大类 即普通陶瓷 传统陶瓷 和特种陶瓷 新型陶瓷 普通陶瓷根据其用途不同又可分为 日用陶瓷 建筑卫生陶瓷 化工陶瓷 化学陶瓷 电瓷及其他工业用陶瓷 特种陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类 陶瓷的分类 2 按坯体的物理性质和特征分类 根据陶瓷的颜色和吸水率大小不同 普通陶瓷又可分为 陶器 炻器 瓷器 具体内容详见表4 1 表4 1陶瓷制品的分类 陶瓷砖是指由粘土或其他无机非金属原料经成型 煅烧等工艺处理 用于装饰与保护建筑物 构筑物墙面及地面的板状或块状的陶瓷制品 也可称为陶瓷饰面砖 陶瓷砖按吸水率E不同可分为五大类 见表4 2陶瓷砖按使用部位不同可分为内墙砖 外墙砖 室内地砖 室外地砖 广场地砖和配件砖 其定义见表4 3 陶瓷砖的概念及分类 陶瓷砖按其表面是否施釉可分为 有釉砖和无釉砖 陶瓷砖按其表面形状可分为 平面装饰砖和立体装饰砖 平面装饰砖是指正面为平面的陶瓷砖 立体装饰砖是指正面呈凹凸纹样的陶瓷砖 表4 2陶瓷砖的分类 表4 3各部位陶瓷砖的定义 陶瓷所用原料 首先是保证陶瓷制品的各结构物的生成 其次是必须具有加工所需的各工艺性能普通陶瓷所需原料可归纳为三大类 即具有可塑性的粘土类原料 具有非可塑性的石英类原料 瘠性原料 和熔剂原料 除了上述普通陶瓷所需的三大原料外 陶瓷釉料还常常需用各种特殊的熔剂原料 包括采用各种化工原料 4 1 2陶瓷的原料 粘土是一种或多种呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合物 粘土主要是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石 1 粘土的分类按可塑性不同可分为以下几种 高可塑性粘土 低可塑性粘土 可塑性原料 按耐火度不同可分为以下几类 耐火粘土 难熔粘土 易熔粘土 2 粘土的组成 主要化学成分是SiO2 Al2O3和H2O 还含有少量的碱金属氧化物K2O Na2O 碱土金属氧化物CaO MgO以及着色矿物Fe2O3和TiO2等 矿物组成 粘土是多种微细矿物的混合体 主要由粘土矿物 含水铝硅酸盐类矿物 组成 此外还含有石英 长石 碳酸盐 铁和钛的化合物等杂质 粘土的主要粘土矿物可分为高岭石类 蒙脱石类和伊利石 水云母 类三种 另外还有较少见的水铝英石 颗粒组成 是指粘土中含有不同大小颗粒的百分比含量 4 粘土在陶瓷中的作用 粘土赋予原料以可塑性和结合性与稳定性 从而使坯料具有良好的成型性 具有一定的干燥强度 粘土是形成陶器主体结构和炻 陶器中莫来石晶体的主要来源 使陶瓷具有高的耐急冷急热性 机械强度和其他优良性能 3 粘土的工艺性能包括可塑性 结合性 离子交换性 触变性 收缩性 烧结性 耐火度等 可塑性和结合性 收缩性 烧结温度和烧结范围 瘠性原料 为了防止坯体收缩所产生的缺陷 常加入无可塑性而在焙烧过程中不与可塑性物料起化学作用 并在坯体和制品中起骨架作用的原料 称为瘠性原料或非可塑性原料 如石英 莫来石 或莫乃石 是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称 这一类矿物比较稀少 莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物 人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石 天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状 莫来石矿被用来生产高温耐火材料 最常用的熔剂原料是长石 它可以降低烧成温度 提高陶瓷坯体的机械强度和化学稳定性 促进坯体致密 从而提高其透光度 溶剂原料 其他原料 碳酸盐类原料在高温下可起熔剂作用 天然腐殖质或锯末 糖皮 煤粉等有机原料可提高原料的可塑性 但掺入量过多会使成品产生黑色熔洞 将生产陶瓷砖所需的原料按一定比例配合 混合加工后 按一定的工艺方法成型并经烧制而成 常用的成型方法有两种 一种是半干压法成型 另一种方法是浇注法 焙烧陶瓷砖的窑炉常用辊道窑 隧道窑 用半干法成型的陶瓷面砖的典型生产工艺如图4 1所示 4 1 3陶瓷砖的生产工艺流程 图4 1半干法成型的陶瓷砖生产工艺 1 釉的定义和作用 釉是指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层连续的薄薄的玻璃态物质 釉的作用在于改善陶瓷制品的表面性能 其次可以提高制品的机械强度 电光性能 化学稳定性和热稳定性 釉还对坯体起装饰作用 4 1 4陶瓷的装饰 釉 2 釉的原料及分类制釉原料分天然矿物原料和化工原料及辅助原料 天然矿物原料主要有长石 高岭土 滑石 石灰 含锂矿物 含硼矿物等 化工原料主要有硼砂 硝酸钠 铅丹 碳酸钙 氟硅酸钠等 辅助原料中有乳浊剂 着色剂和悬浮剂 釉料种类繁多 常见种类及分类见表4 4 表4 4釉的分类 3 釉的性质和技术性能 釉料能在坯体烧结温度下成熟 一般要求釉的成熟温度略低于坯体烧成温度 釉料要求与坯体牢固地结合 其热膨胀系数稍小于坯体的热膨胀系数 釉料经高温熔化后 应具有适当的粘度和表面张力 釉层质地应坚硬 耐磕碰 不易磨损 釉的技术性能见表4 5 表4 5釉的技术性能 彩料装饰技术可分为针对釉和坯的两类装饰 其装饰方法有 釉上 釉下 釉中 釉层和坯体装饰 1 釉上装饰 釉上装饰是指利用低温釉上彩料在釉烧制品的表面 通过各种装饰技法进行装饰 再在烧花窑或棱式窑中于600 850 烤烧的一种装饰方法此方法主要用于日用陶瓷的装饰中 目前在建筑瓷砖及卫生瓷的装饰中也应用 彩料装饰 2 釉下装饰 釉下装饰是指利用釉下彩料通过各种装饰技法在生坯或素坯上进行装饰 然后覆盖上透明釉或半透明釉 再经高温烧制而成 二次烧成釉面砖等建筑陶瓷产品均是在素坯上装饰 再施釉于1050 1150 下釉烧 3 釉中装饰 釉中装饰是指采用高温快烧釉中彩料装饰在釉烧制品的表面 在低于釉烧温度下进行烤烧 高温快烧 制品表面软化熔融 彩料渗透到釉层表面里 冷却后釉面封闭 形成 釉中彩 相应于建筑陶瓷产品 釉中装饰指在坯体上施一层底釉 然后在其上进行印彩等装饰 再罩上一层透明或半透明釉于1100 1150 一次烧成 4 釉层装饰釉层装饰是指在陶瓷制品的整个釉层上做文章 具体可分为 单一 颜色釉装饰 艺术釉装饰 干式釉装饰和特殊装饰效果釉装饰 艺术釉装饰主要有裂纹釉 花釉 结晶釉 无光釉等 特殊装饰效果釉是指采用特殊的釉组成或采用几种不同釉的组合 5 坯体装饰坯体装饰是指将陶瓷坯体通过施釉 贴花 丝网印花 掺彩等方法进行装饰 具体可分为素坯装饰和生坯装饰两大类 素坯装饰是指在素烧后的坯体上进行装饰 再经二次烧成而得到预期的装饰效果 生坯装饰为直接在成型后的生坯上进行装饰 再入窑一次烧制而成 仿石砖系列 通过压机模具的独特设计 形成凹凸不平的坯体表面 再施一层装饰釉 色釉 耐磨釉 无光釉或干式釉等 烧成后形成天然石材的美观自然的装饰效果 玻化砖系列 玻化砖的装饰目前主要有固体掺彩斑点装饰和液体渗彩印花装饰两大类 4 2釉面砖 釉面砖是指吸水率大于10 小于20 的正面施釉的陶瓷砖 主要用于建筑物 构筑物内墙面 故也称釉面内墙砖 釉面砖采用瓷土或耐火粘土低温烧成 坯体呈白色 表面施透明釉 乳浊釉 无光釉 花釉 结晶釉等艺术装饰釉 近年来 釉面砖花色品种较多 按釉层色彩可分为单色 花色和图案砖 主要种类和特点见表4 6 4 2 1釉面砖的种类和规格 彩面砖的品种 表4 6釉面砖主要种类和特点 釉面砖按形状可分为 通用砖 正方形砖 长方形砖 异形砖 配件砖 通用砖一般用于大面积墙面的铺贴 异形配件砖多用于墙面阴阳角和各收口部位的细部构造处理 通用砖常用外形见图6 2所示 异形配件砖外形见图6 3所示 釉面砖常用规格见表6 7 彩面砖的形状与规格 图4 2通用砖常用外形 图4 3釉面砖异形配件砖 表4 7釉面砖常用规格 mm 釉面砖主要规格尺寸分为 模数化和非模数化两类 模数化规格的特点是考虑了灰缝间隔后的装配尺寸符合模数化 便于与建筑模数相匹配 因此产品实际尺寸小于装配尺寸 非模数化规格的特点是砖的实际尺寸即为产品尺寸 两者是一致的 4 2 2釉面砖的技术要求 尺寸偏差 1 长度 宽度和厚度允许偏差应符合表4 8规定 2 模数名义尺寸连接宽度为1 5 5mm 非模数砖工作尺寸与名义尺寸之间偏差不大于 2mm 3 边直度 直角度和表面平整度应符合表4 9的规定 表4 8长度 宽度和厚度允许偏差 mm 表4 9边直度 直角度和表面平整度偏差 优等品 至少有95 的砖距0 8m远处垂直观察表面无缺陷 合格品 至少有95 的砖距1m远处垂直观察表面无缺陷 表面质量 物理性质 1 吸水率 2 破坏强度和断裂模数 3 抗热震性 4 抗釉裂性 5 耐磨性 6 抗冲击性 7 线性热膨胀系数 8 湿膨胀 用mm m 9 小色差 10 地砖的摩擦系数 釉面砖具有许多优良性能 它不仅强度较高 防潮 耐污 耐腐蚀 易清洗 变形小 具有一定的抗急冷急热性能 而且表面光亮细腻 色彩和图案丰富 风格典雅 具有很好的装饰性 主要用作厨房 浴室 厕所 盥洗室 实验室 医院 游泳池等场所的室内墙面和台面的饰面材料 6 2 3釉面砖的特点与应用 4 3陶瓷墙地砖 陶瓷墙地砖具有强度高 致密坚实 耐磨 吸水率小 10 抗冻 耐污染 易清洗 耐腐蚀 经久耐用等特点 陶瓷墙地砖品种较多 按其表面是否施釉可分为 彩釉墙地砖和无釉墙地砖 近年来墙地砖品种创新很快 劈离砖 渗花砖 玻化砖 仿古砖 大颗粒瓷质砖 广场砖等得到了广泛的应用 彩釉砖是彩釉陶瓷墙地砖的简称 系以陶土为主要原料 配料制浆后 经半干压成型 施釉 高温焙烧制成的饰面陶瓷砖 彩釉砖的常见规格尺寸见表4 10 平面形状分正方形和长方形两种 彩釉砖的厚度一般为8 12mm 4 3 1彩釉砖 彩釉砖的种类和规格 表4 10彩釉砖的主要规格尺寸 彩釉砖结构致密 抗压强度较高 易清洁 装饰效果好 广泛应用于各类建筑物的外墙 柱的饰面和地面装饰 由于墙 地两用 又被称为彩色墙地砖 用于不同部位的墙地砖应考虑不同的要求 用于寒冷地区时 应选用吸水率尽可能小 E 3 抗冻性能好的墙地砖 彩釉砖的特点与应用 无釉砖是无釉墙地砖的简称 是以优质瓷土为主要原料的基料喷雾料加一种或数种着色喷雾料 单色细颗粒 经混匀 冲压 烧成所得的制品 这种制品再加工后分 抛光和不抛光两种 无釉砖吸水率较低 常为无釉瓷质砖 无釉炻瓷砖 无釉细炻砖范畴 4 3 2无釉砖 无釉砖的主要规格有300mm 300mm 400mm 400mm 450mm 450mm 500mm 500mm 600mm 600mm和800mm 800mm 厚度7 12mm 无釉瓷质砖抛光砖富丽堂皇 适用于商场 宾馆 饭店 游乐场 会议厅 展览馆等的室内外地面和墙面的装饰 无釉的细炻砖 炻质砖 是专用于铺地的耐磨砖 劈离砖是以软质粘土 页岩 耐火土和熟料为主要原料再加入色料等 经配料 混合细碎 脱水练泥 真空挤压成型 干燥 高温焙烧而成 由于成型时为双砖背联坯体 烧成后劈离开两块砖 故又称劈裂砖 20世纪60年代初 劈离砖首先在德国兴起并得到发展 4 3 3劈离砖 劈离砖的产生 劈离砖的主要规格尺寸见表4 11 劈离砖的主要技术尺寸 表4 11劈离砖的主要规格尺寸 mm 劈离砖的特点与应用 劈离砖坯体密实 抗压强度高 吸水率小 耐酸碱 防滑防腐 表面硬度大 性能稳定 其砖背面呈楔形凹槽 铺贴时与砂浆层胶结坚固 主要用于建筑内 外墙装饰 也适用作车站 机场 餐厅 楼堂馆所等室内地面的铺贴材料 厚型砖也可适用于甬道 花园 广场等露天地面的铺地用砖 利用呈色较强的可溶性无机化工原料 经过适当的工艺处理 采用丝网印刷方法将预先设计好的图案印刷到瓷质砖坯体上 依靠坯体对渗花釉的吸附和助溶剂对坯体的润湿作用 渗入到坯体2mm以上 经过高温烧成后 这些可溶性无机盐与坯体发生化学反应而着色 抛光后可呈现清晰的彩色图案 4 3 4新型墙地砖 渗花砖 渗花砖的生产大致可分为一次烧成渗花砖和二次烧成渗花砖 二次烧成渗花砖的工艺流程如下 砖坯压制 干燥 素烧 清坯 印刷渗花釉 施透明釉 烧成 分级 入库一次烧成渗花砖的工艺流程如下 砖坯压制 干燥 砖表面清扫 吹风降温 施助渗剂 印刷渗花釉 施助渗剂 施透明釉 烧成 分级 入库 仿古砖本质上是一种釉面装饰砖 其表面一般采用哑光釉或无光釉 产品不磨边 砖面采用凹凸模具 其坯体有两种 一种是直接采用瓷质砖坯体原料 烧成后的吸水率在3 左右 即瓷质仿古砖 另一种是吸水率在8 左右 类似一次烧成水晶地板砖 即炻质仿古砖 仿古砖 仿古砖的生产流程与普通釉面砖相似 只是在施釉线上增加了一些设备 其生产流程如下 坯料制粉 压机成型 干燥 喷水 甩釉柜甩敷釉 甩面釉 甩釉柜甩摩擦釉 磨釉机磨面 丝网印花或胶辊印花 多色 或单色 喷釉机 喷水柜 固定剂 洒干粒机 烧成 它适用于各类公共建筑室内外地面和墙面及现代住宅的室内地面和墙面的装饰 大颗粒瓷质砖是相对无釉瓷质砖的喷雾造粒的小斑点而言的 它使用专用的造粒机 把部分喷雾干燥的粉料加工成1 7mm大的颗粒 用专门的布料设备布料 再机压成型 经干燥 焙烧而成 大颗粒瓷质砖具有花岗岩外观质感和陶瓷马赛克的色点装饰外观 有极好的耐磨 抗折 抗冻和防污等特性 适用于各类公共建筑室内外地面和墙面及现代住宅的室内地面和墙面的装饰 6 3 4 3大颗粒瓷砖 微晶玻璃陶瓷复合板是指将微晶玻璃熔块平铺于普通瓷质砖基板上 一起进行烧成处理 制备出表层为微晶玻璃 基底为普通陶瓷的复合材料 微晶玻璃陶瓷复合板生产工艺精细 产品具有强度高 防污 防碱等优点 适用于高级公共建筑的墙面和地面装饰材料 微晶玻璃陶瓷复合板 金属光泽釉面砖采用了一种新的彩饰方法 即釉面砖表面热喷涂着色工艺 使砖表面呈现金 银等金属光泽 金属光泽釉面砖是一种高级墙体饰面材料 可给人以清新绚丽 金碧辉煌的特殊效果 适用于高级宾馆 饭店以及酒吧 咖啡厅等娱乐场所的内墙饰面 金属光泽釉面砖 1 尺寸偏差 瓷质砖长度 宽度和厚度允许偏差应符合表4 12的规定 边直度 直角度和表面平整度应符合表4 13的规定 2 瓷质砖的物理性能和表面质量 瓷质砖 炻瓷砖 细炻砖 炻质砖的物理性能和表面质量汇总见表6 14 4 3 5墙地砖的技术要求 瓷质砖技术要求 表4 12瓷质砖与炻瓷砖长度 宽度和厚度允许偏差 1 尺寸偏差 炻瓷砖长度 宽度和厚度允许偏差应符合表4 12的规定 炻瓷砖边直度 直角度和表面平整度应符合表4 13的规定 2 炻瓷砖的物理性能和表面质量见表4 14 炻瓷砖的技术要求 细炻砖的技术要求 1 尺寸偏差 细炻砖长度 宽度和厚度允许偏差应符合表4 15的规定 细炻砖边直度 直角度和表面平整度见表4 16 2 细炻砖的物理性能和表面质量见表4 14 表4 15细炻砖与炻质砖长度 宽度和厚度允许偏差 1 尺寸偏差 炻质砖长度 宽度和厚度允许偏差应符合表4 15的规定 炻质砖边直度 直角度和表面平整度见表表4 16 2 炻质砖的物理性能和表面质量见表4 14 炻质砖的技术要求 4 4陶瓷锦砖 陶瓷锦砖俗称马赛克 是由各种颜色 多种几何形状的小块瓷片 长边一般不大于50mm 铺贴在牛皮纸上形成色彩丰富 图案繁