陶瓷薄板的材料性能与装饰实践应用研究

范发晟

1 陶瓷薄板材料的构成及制备工艺

市面上陶瓷板、陶瓷大板、陶瓷薄板、岩板等称呼给消费者的选择和使用增加了难度。根据《陶瓷板》（GB/T 23266-2009）中的术语和定义，陶瓷薄板（陶瓷板）是由黏土和其他无机非金属材料经成形、高温烧成等生产工艺制成的板状陶瓷制品，其厚度不大于6 mm，上表面面积不小于1.62 m2。常见的规格有1 000 mm×2 000 mm 和900 mm×1 800 mm 等，为便于区分，本文统称陶瓷薄板。

陶瓷薄板的原材料为高品质黏土、长石、高岭石、滑石以及改性添加剂等，材料的主要物质成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O等[1]。通过调整配方中材料的比例来提升陶瓷薄板的强度和韧性，最终形成以石英为主晶相，以莫来石为次晶相的晶相体系。与普通陶瓷相比，陶瓷薄板通过Al2O3的添加量来提升莫来石的含量，提高产品弹性和断裂模数，坯体突破建筑陶瓷原有的SiO2-Al2O3-K2O/Na2O 配方体系，形成新型的莫来石-刚玉配方体系及SiO2-Al2O3-CaO/MgO 配方体系等，并研制出与之相适应的窑炉低温快烧工艺和冷却工艺，提高了成品强度、韧性和可加工性。另外，陶瓷薄板有干法工艺和湿法制备工艺两种，其中干法为传统陶瓷生产工艺，主要分为干压成型和等静压成型；湿法主要分为挤压成型和滚压成型。

2 陶瓷薄板的特征

陶瓷薄板的生产是国家绿色制造的重要一环，是碳达峰、碳中和的重要组成部分。根据咸阳陶瓷研究设计院对建筑陶瓷行业（以下简称建陶行业）的调研结果显示，生产优质抛光砖产品的耗能最大，如果陶瓷砖厚度在原有的基础上减少3 mm，那么每年可节约大量的资源和能源。此外，在同样的铺贴面积下，使用陶瓷薄板能够节约1/3 ～1/4 的物流运输成本。陶瓷薄板具有以下特征。

（1）硬度高。石英石材料的一般硬度为莫氏5 ～6 级，普遍应用于吧台台面、厨房等。陶瓷薄板的硬度高，达到莫氏硬度7 级，耐磨性和耐刮性非常好，普通刀具无法划伤，这为大面积使用餐厨空间提供了可能，可以在台面上直接切割食物。由于硬度高，其在加工施工材料时难度加大，特别是在一些倒角工艺中容易崩角、崩边，对切割工具的要求较高。

（2）吸水率低。陶瓷薄板的吸水率仅有0.04%，比普通瓷砖和石材低一个数量级。一方面可以广泛应用于卫生间、厨房等空间，表面有较好的防水和清洁能力；另一方面则增加了铺贴难度，传统的砂浆铺贴无法满足要求，需要采用专用胶粘剂或者干挂工艺[2]。

（3）密度较大。陶瓷薄板的密度为2.38 g/cm3，耐磨性和耐污染性能良好，表面安全标准可达到食品级，是良好的装饰材料。

（4）耐高温。陶瓷薄板为A1 级防火材料，直接接触高温不变形，1 200oC下不产生物理变化，可广泛应用于建筑内外墙装饰。

（5）厚度薄。陶瓷薄板的厚度小于6 mm，使得一片瓷砖的原材料用量至少缩减了50%。

总体来说，陶瓷薄板作为一种新型建筑装饰装修材料，不仅具有耐磨、耐腐蚀、耐污染、防火、防水以及装饰美观等优点，还具有薄、大、轻、韧的特点，便于切割铺贴，可大大减轻楼体重量，增大使用空间，便于施工且物美价廉[3]。

3 陶瓷薄板在项目中的应用

3.1 大规格陶瓷薄板的应用

笔者参与的福州某会所项目中大面积的采用了大规格陶瓷薄板，规格为1 200 mm×3 000 mm×4.5 mm。由于项目为钢结构，使用大规格陶瓷薄板减轻了重量，项目完工效果如图1 所示。

图1 室内陶瓷薄板完工效果（来源：作者自摄）

3.1.1 工程难点

一是，陶瓷薄板材料的运输问题。材料规格大，涉及从工厂运至现场、从现场运至室内两次搬运，有限的室内交通空间给材料搬运带来了较大影响。二是，大规格饰面测量放线工作量大。现场提前焊制了钢结构，预留了锚固点，对各定位点的精度要求高，钢架加工及施工安装精度直接决定了本工程的整体施工质量。三是，现场安装问题突出。现场施工交叉作业多，且材料规格大，作业空间小，材料易碎，需避免磕碰，由此增加了安装难度。

3.1.2 应对措施

第一，根据现场空间尺寸，提前建立建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）对每块陶瓷大板进行排版编号与对花。同时，瓷砖厂家、室内设计单位以及现场精装施工单位现场协同办公，确认定位和尺寸，保证精度和效果。第二，材料在工厂切割加工后进行预铺，检验合格后使用集装箱从厂家运出。材料运到现场后调整工序，将屋面封顶工作调整至材料进场工作后，就可以采用吊机将材料从屋顶吊入，然后再进行屋面封顶工作[4]。第三，钢结构挂件采用激光垂直水准仪定位水平及垂直度，通过微调固定面板角钢螺栓来调整水平标高及板缝宽度，使水平及垂直宽度一致。由于薄板的硬度大、密度高，需采用玻璃刀进行切割，开孔时采用玻璃钻头开孔。第四，通过BIM 技术建模、现场激光定位放样与安装解决了大规格陶瓷板运输困难、安装后偏差大、精度低以及施工控制难度高等问题，满足了工程设计与施工的要求。每块板需要2 ～6 名工人采用搬运吸盘机架搬运，如图2所示。

图2 吸盘搬运架（来源：网络）

3.2 陶瓷薄板在橱柜柜门中的应用

陶瓷薄板在厨房系统中的应用很多，如3 mm 厚的陶瓷薄板可应用于柜门饰面，而橱柜一般采用夹层陶瓷薄板复合材料。陶瓷薄板的缺点是厚度薄、刚度小及抗冲击性能弱，优点是质量比较轻、装饰性强、耐酸碱抗刮花及防污染。

3.2.1 安装问题

该款材料在图纸设计端与工厂加工端都没有太大问题，问题主要出现在现场安装阶段。

（1）安装尺寸的精确性难控制，按照图纸加工的门板到现场安装后有较大误差。由于施工现场建筑的平整度要求小于5 mm，经过精装放线找平后现场量尺下单，然后进行瓷砖饰面铺贴，精装修平整度要求小于3 mm。但是门板在工厂的加工精度小于1 mm，导致现场安装时会产生至少2 mm 的施工误差，造成柜门碰撞在一起无法打开[5]。

（2）上下游工序的施工组织难度大。柜门的安装涉及4 个工序的交接：一是土建单位移交精装单位；二是精装木工放线移交泥水工，泥水工铺贴墙面瓷砖；三是瓷砖厂进行加工后发货给橱柜厂；四是橱柜厂收货后进行柜门安装。

（3）项目的施工进度管理难度大。要保证产品品质，橱柜厂需要在完成现场泥水施工后再进行复尺下单，导致整体工期延后40 ～60 d，会影响整个项目按期交付。如果在精装放线时进行下单，后期安装时就会出现大量的尺寸不符而导致返工，造成人力和物力的浪费。

3.2.2 解决方案

（1）对于尺寸精度难控制问题，有两个解决方案：一是通过现场预留调节板来调节尺寸，但是这样会造成装饰效果不美观；二是采用逆作法，根据放线提前锁定柜门尺寸，保证批量交付的尺寸固定，剩余3 ～5 mm 的误差通过湿作业来规避，并使用激光定位将精度控制到1 mm 范围内。

（2）保证加工精度的基础上调整供货策略，由橱柜厂采购加工好瓷砖进行二次安装，避免责任推诿，明确责任。

（3）通过工厂标准化尺寸加工和现场高精度施工，由串行工序改为并行工序，可以压缩整体工期。

3.3 普通规格板材在批量交付精装房中的应用

除大规格板材，项目中用量最大的是普通规格板材，陶瓷薄板可以加工成为600 mm×1 200 mm 的尺寸，主要用于厨房卫生间墙面、地面、客厅背景墙、公区大堂以及建筑外立面。良好的建筑模数可与建筑门窗、檐口、栏杆等有机结合，满足使用功能的同时展示建筑的设计美感[6]。

（1）用于铺设地面。陶瓷薄板的原料及工艺有别于传统陶瓷，虽然厚度减少很多，但物理性能仍优于《陶瓷砖》（GB/T 4100-2015）中规定的各项性能指标，对地面平整度要求比较高，只要施工符合标准，完全可以大面积铺设于地面。

（2）用于定制客厅背景墙。陶瓷薄板的图案更加个性，在减少缝隙、延展性上效果更好，大量应用于满足交付标准的客厅背景墙，使得空间整洁大气。

（3）用于厨卫空间中。陶瓷薄板轻质且厚度超薄，在厨卫空间的墙面粘贴时，能够减少空间浪费，同时降低整栋楼面砖的自重和粘接剂的用量，有效降低单位荷载，提升平整度和表面效果，是优良的装饰面材[7]。陶瓷薄板具有薄型化、轻量化等特点，不仅能够降低运输成本及安装运用上的难度，节省铺贴空间，同时令陶瓷薄板的运用有更多的可能。

目前，市场上除了最常见的装饰墙地面使用陶瓷薄板外，还出现了一些特殊部位及空间的使用，如橱柜柜门、浴缸、容器、娱乐设备等，而且在家电、家具等方面也有广阔的应用前景。家电陶瓷薄板厚度一般为3 mm，达到家电饰面板标准要求，不生锈、易清洁、耐腐蚀，颜色花样根据电器设计定制，满足高端需求。

家具应用中的陶瓷薄板除了要满足厚度、花色等性能要求外，还要能与木材、金属、石材、皮革等材料进行搭配，做好倒角收边收口等工序，花样色彩也要随设计潮流发展进行定制，做到与时俱进[8]。

陶瓷生产作为制造业，可以利用大数据、云计算以及自动控制等技术，解决陶瓷薄板在研发与生产中的前瞻性和预测性问题，从而更快速地响应市场需求。

4 结语

陶瓷薄板作为一款优秀的新型建筑材料，具有良好的物理化学性能和良好的装饰效果，可以降低能耗和污染，具有广阔的应用前景。本文重点分析了陶瓷薄板的特征及在项目实践中的应用，以期为相关研究提供借鉴。