关于陶瓷砖薄型化推进的几点建议＊

白战英 张卫星

（1咸阳陶瓷研究设计院 陕西 咸阳 712000）（2国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心 陕西 咸阳 712000）

关于陶瓷砖薄型化推进的几点建议＊

白战英1张卫星2

（1咸阳陶瓷研究设计院 陕西 咸阳 712000）（2国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心 陕西 咸阳 712000）

陶瓷砖薄型化是国家“十二五”规划中建筑卫生陶瓷产业结构调整的首要问题。然而，如何推进薄型化工作以及推进的科学依据一直是业界技术人员研究的一个重要课题。笔者通过对陶瓷砖数据的分析提出了几种典型抛光砖和内墙砖产品的限定厚度值，同时通过对外墙砖验证试验的设计，希望广大生产企业通过科学试验方法提出薄型外墙砖的限定厚度值。

陶瓷砖 薄型化 限定值

1 背景

近年来，陶瓷砖的薄型化成为建筑卫生陶瓷行业的一个热点。随着陶瓷砖的薄型化，原材料、能源、运输、建筑负荷所相关的成本都可望大幅度降低，使“薄型化”成为行业关注的热点。2011年11月8日，中华人民共和国信息化产业部发布了《建材工业“十二五”发展规划》，在附件3“四、发展重点”中明确提出，加快产业结构调整的首要问题是“大力推进陶瓷砖产品薄型化”。这也使得行业中讨论了多年的“要不要薄型化”的问题有了定论，并且以产业政策的形式确定下来，“陶瓷砖薄型化之路，势在必行”。目前行业所面对的是陶瓷砖如何薄型化及如何推进薄型化的问题。

2 陶瓷砖薄型化推进的工作方向及建议

2.1 方向之一：发展陶瓷超薄板

陶瓷超薄板的制造工艺的完善，建筑施工规范的研究、应用研究及市场推进是其工作方向之一。就陶瓷超薄板而言，目前已经有干压成形和挤压成形2种方法，从表面性状可分为上釉（亚光釉和亮光釉）、不上釉（无釉抛光、无釉不抛光）。产品厚度为3～6.5mm不等，边长超过900mm，其产品制造技术已日趋完善，但是由于原陶瓷砖施工规范并不完全适用，对铺贴基础、粘结剂及施工过程要求较高，目前仍未成为主流产品。所以课题的重点应放在建筑施工规范的研究上。另外，由于该产品的特殊性，可以考虑拓宽使用范围，如天花板、隧道工程、装饰墙、喷墨打印壁画等，可替代其他薄型板材的使用。

2.2 方向之二：传统陶瓷砖减薄

对于大规格瓷质抛光砖和内墙砖，如何确保在减薄的同时保证其性能符合标准及减薄尺度和相关工艺调整的研究。目前终端市场上客户和消费者有“厚重则优”的观念，故许多产品做得偏厚，冗余、强度较高。通过对国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心近5年来检验数据分析发现，大规格瓷质抛光砖产品和内墙砖产品破坏强度值远高于标准要求，完全可以通过减薄降低过剩的强度。所以“减薄不减质”对于这2类产品比较适用。但是，减薄到何种程度，是研究的关键所在。为此，国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心对2008～2010年所承检样品的5类主流产品数据进行了分析，分析基于以下假设：

1）在推进陶瓷砖薄型化的早期阶段，要抓住最主要、质量趋同、容易标准化的大众化产品，通过在这些产品中率先提出薄型化的理念，并对部分产品提出厚度的限定值，从而引导消费者逐步接受陶瓷砖薄型化的观念，推进陶瓷砖生产企业主动生产较薄的产品。

2）对上承检型号的瓷质砖产品和陶质砖产品分别收集大量检测数据，分析每种产品的破坏强度的富裕量，提出假设的、通用的破坏强度值。考虑到陶瓷砖个体间的差异，该破坏强度值应保证一定的富裕量。

3）由于不同企业不同产品的断裂模数取决于其压制过程的致密度、配方、烧结程度，所以不同企业均有差异，本方案通过上述假设的破坏强度值和本企业该产品的断裂模数值反算出可以满足假设的破坏强度值的厚度。

4）分析各企业计算出的厚度，并在确保破坏强度值超过标准值30%的前提下，提出该类产品行业通用的建议的厚度限定值（见表1）。

表1 陶瓷砖减薄基础数据研究统计计算表

续表1

表1中所提出厚度建议值：瓷质抛光砖：600mm×600mm为8mm；800mm×800mm为9mm；1 000mm×1 000mm为10.5mm；陶质内墙砖：300mm×450mm为8mm；300mm×600mm为9mm。

当然，上述试验目前仅考虑了强度的符合性，并考虑到了使用过程中的安全系数，仅是理想状态的建议值，正式推行还需考虑以下几点：

1）陶瓷砖减薄后应当考虑工艺过程的改进。例如半成品在输送带上的破损率、施釉过程中的破损率、一次烧釉面砖产品的工艺路线调整、坯体增强剂使用的可行性、压砖机布料技术的调整、二次布料的复杂产品考虑到布料的花纹是否会受到影响、烘干和烧成周期的调整、抛光工艺的调整、表面平整度的拣选等。同时还应考虑成品包装方案是否要调整，运输的样品破损率能否降低等。故应把建议的厚度限定值在行业内公布，并分析按照厚度限定值生产产品对生产过程、运输和使用中产生的影响。在此过程中可以由协会组织、质检中心协助组织相关的陶瓷砖减薄评比活动，以正确引导企业参与。

2）召集、研讨解决陶瓷砖减薄后出现的各种问题的方案措施及风险与经济性分析，并修正建议的厚度值。

3）提出厚度限定值的标准，要求企业按标准实施。

4）由行业协会组织，必要时工信部和质量技术监督局可协助进行陶瓷砖减薄工作的专项检查。

5）对于尺寸为250mm×330mm、200mm×300mm甚至更小的陶质内墙砖，倡导生产厚度小于7.4mm，破坏强度在350N以上的产品。但是生产加工过程中的生坯强度是否能够满足运输、印花等工艺过程成为制约条件。如果多数企业在生产过程中破损率未明显上升，满足厚度为7.4mm可以作为一个限定条件。

6）对于表面平整的瓷质仿古砖，可以参考本方案进行实施。

2.3 方向之三：薄型外墙砖的推广和使用

对于外墙砖产品而言，到底有没有必要做那么厚，破坏强度需要多大，需要研究的问题是薄型外墙砖的可靠性的问题，从而提出“薄型外墙砖”的理念。外墙砖的强度与其抗冷冻试验、水泥膨胀的拉应力破坏试验以及运输试验的能力相关。故该类产品减薄的重点是在产品减薄、破坏强度达不到国家标准要求的前提下，其他使用性能是否能够达到要求，同时应当考虑是否能够满足燕尾槽设计的厚度。这些需要通过生产超薄外墙砖的企业提供铺贴试验数据，或委托国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心进行铺贴性能的机理性试验数据。最终目的是获得破坏强度的最小限定值。

针对上述目的，笔者设计了《薄型陶瓷外墙砖破坏强度验证试验方案》，仅供同行参考。

1）试验目的。探索陶瓷外墙砖减薄至6.0mm以下时，产品破坏强度可以容许的最小值。本试验只适用于厚度为6.0mm（含背纹）以下，破坏强度小于700MPa的陶瓷外墙砖。

2）样品描述。厚度小于6.0mm，边长不小于40 mm的典型的陶瓷外墙砖产品。

3）试验原理。陶瓷外墙砖设定破坏强度的限定值的目的是确保陶瓷外墙砖在运输、堆放、铺贴及使用以后可以耐受各种外力环境而不被破坏。

陶瓷外墙砖与粘接的灰浆和胶粘剂之间由于膨胀系数的差异导致的应力是其铺贴后产生破坏的主要原因。膨胀系数的差异来自于以下几个方面：墙体在空气中凝固时，灰浆层会发生收缩，陶瓷砖层不会收缩，且可能发生膨胀。墙体在潮湿的空气中，灰浆层可能会因为水化过程发生膨胀，同时陶瓷砖也会发生吸湿膨胀，但是陶瓷砖的吸湿膨胀率不超过0.03%（国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心检验最大湿膨胀率0.026%），根据GB 750－1992《水泥压蒸安定性试验方法》规定，普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥膨胀率不超过0.50%，硅酸盐水泥不超过0.80%，所以水泥在潮湿环境下膨胀系数会超过陶瓷砖。在冻融环境下，会导致灰浆层与陶瓷砖膨胀系数的差异。事实上，由于陶瓷产品是脆性材料，其抗压强度远大于抗拉强度，即使是陶瓷砖由于灰浆层的收缩而承受压应力，其破坏的瞬间也是由于表面张应力作用产生的。这也正是GB/T 3810中仅列出陶瓷砖破坏强度（实际是弯曲强度）的试验方法的原因。

4）样品制备。按照GB 8239－1997《普通混凝土小型空心砌块》的制作方法制作数块尺寸为350mm×350 mm×50mm的实心砌块，养护28d待用。按照《建筑陶瓷饰面工程的设计、安装及验收指南》中3.1的要求选择强度为M20的中等保水性抹灰砂浆，按照4.2规定抹一层6～12mm厚的中等保水性抹灰砂浆，将砌块表面找平；按照5.4.1要求进行洒水处理并养护7d；使用表4.4.1中所示的在“室外钢筋混凝土墙面上铺设陶瓷砖”的工况下用C2TE型胶粘剂进行外墙陶瓷砖粘接，胶粘剂厚度为2～6mm，同一批试样应确保厚度一致。铺贴方法按照5.4.2、6.1、6.2。灰缝的预留也按照该规范执行（确保在一块试验基础上铺贴尽可能多的陶瓷砖），在空气中放置28d待用。

5）试验步骤。28d后观察陶瓷砖表面有无损坏、裂纹等。按照SL 352－2006《水工混凝土试验规程》中4.12“混凝土干缩湿胀试验”所使用的干燥环境和潮湿环境分别进行4个循环试验，每个循环干燥环境为3d，潮湿环境为3d。试验后，观察陶瓷砖表面有无损坏、裂纹等。按照GB 50178－1993《建筑气候区域标准》中严寒地区的要求，把“试验步骤1”中试验完成后无损的试样放在冻融循环箱中，按照GB/T 3810.12－2006试验50个循环；对于破坏强度小于700MPa的外墙陶瓷砖产品，根据上述验证试验来确定其是否能够达到使用要求，从而确定其破坏强度容许的最小值。

6）样品选择。按照吸水率划分的不同类别的产品应当分别进行试验。同样，企业的产品应当选择除去背纹后厚度最小的产品，对于同样厚度的产品尽可能选择背纹最深的产品。

通过上述试验方案可得到外墙砖的最低限厚标准的建议值。这需要企业积极的参与，并向行业协会、国家质检中心及标准化主管机构的反馈能够承受的建议值。

2.4 方向之四：其他类型产品薄型化推广问题

其他类型产品，如陶瓷砖后加工产品、洞石、表面不平整的凹凸明显的仿古砖产品，由于款式不同，吸水率差别也较大，在“薄型化”产品推进的早期阶段，不宜涉及，待消费者接受其他3类产品的“薄型化”后，生产企业再进行改进。

3 结论

在资源日益短缺的今天，推进建筑陶瓷薄型化工作意义重大。希望政府机构、行业协会、标准化机构、广大生产企业、业界专家能够站在产业可持续发展及产业结构调整的高度积极推进该项工作，也希望业内媒体积极向消费者介绍“薄型化不会减质”的质量意识，共同把陶瓷砖薄型化工作落到实处，这样方能做到利国利民。

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

白战英（1973－），本科，陶瓷工艺高级工程师；主要从事建筑卫生陶瓷工艺技术标准化、检测技术及质量管理研究工作。