建筑装饰陶瓷

6建筑装饰陶瓷较详细地介绍了陶瓷原料的种类、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（GB/T4100.1—1999~GB/T4100.5—1999）为依据，介绍了陶瓷砖的技术要求。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。本章提要本章内容6.1陶瓷的基本知识6.2釉面砖6.3陶瓷墙地砖6.4陶瓷锦砖6.5其他陶瓷制品6.1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”。广义的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。6.1.1陶瓷的概念和分类6.1.1.1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。6.1.1.2陶瓷的分类（2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6.1。表6.1陶瓷制品的分类名称特点主要制品颜色吸水率（%）粗陶器带色＞10日用缸器、砖、瓦精陶器石灰质长石质白色白色18~229~12日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面炻器粗炻器细炻器白或带色4~8＜1缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖日用器皿、化工及电器工业用品、瓷质砖瓷器长石瓷绢云母瓷滑石瓷骨灰瓷白色白色白色白色＜0.5＜0.5＜0.5＜0.5日用餐茶具、陈设瓷、高低压电瓷日用餐茶具、美术用品日用餐茶具、美术用品日用餐茶具、美术用品名称特点主要制品颜色吸水率（%）特种瓷高铝质瓷镁质瓷锆质瓷钛质瓷磁性瓷电子陶瓷金属陶瓷其他耐高频、高强度、低介电损失高强度、高熔点、高韧性、抗氧化钛酸钡瓷、钛酸锶瓷、金红铁淦氧瓷、镍锌磁性瓷铁、镍、钴金属陶瓷，如火氧化物、碳化物、硅化物瓷等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。陶瓷砖按吸水率不同可分为五大类，见表6.2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6.3。6.1.1.3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6.2陶瓷砖的分类吸水率（%）E≤0.50.5＜E≤33＜E≤66＜E≤10E＞10陶瓷砖名称瓷质砖炻瓷砖细炻砖炻质砖陶瓷砖，正面施釉也可称釉面砖表6.3各部位陶瓷砖的定义名称定义内墙砖用于装饰与保护建筑物内墙的陶瓷砖外墙砖用于装饰与保护建筑物外墙的陶瓷砖室内地砖用于装饰与保护建筑物内部地面的陶瓷砖室外地砖用于装饰与保护建筑物外部地面的陶瓷砖广场地砖用于铺砌广场及道路的陶瓷砖配件砖用于铺砌建筑物墙脚、拐角等特殊装修部位的陶瓷砖陶瓷所用原料，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6.1.2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：①高可塑性粘土②低可塑性粘土6.1.2.1可塑性原料按耐火度不同可分为以下几类：①耐火粘土②难熔粘土③易熔粘土（2）粘土的组成粘土的组成包括矿物组成、化学组成和颗粒组成。组成粘土的主要化学成分是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。粘土的矿物组成：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。（3）粘土的工艺性能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。①可塑性和结合性②收缩性③烧结温度和烧结范围（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。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。6.1.2.2瘠性原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。6.1.2.3溶剂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。6.1.2.4其他原料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6.1所示。6.1.3陶瓷砖的生产工艺流程图6.1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。6.1.4陶瓷的装饰6.1.4.1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6.4。表6.4釉的分类分类方法种类按坯体种类瓷器釉、陶瓷釉、炻器釉按化学组成长石釉、石灰釉、滑石釉、混合釉、铅釉、硼釉、铅硼釉、食盐釉按烧成温度易熔融（1100℃以下）中温釉（1100~1250℃高温釉（1250℃以上）按制备方法生料釉、熔块釉、盐釉（挥发釉）、土釉按外表特征透明釉、乳浊釉、有色釉、光亮釉、无光釉、结晶釉、砂晶釉、碎纹釉、珠光釉、花釉（3）釉的性质和技术性能①釉料能在坯体烧结温度下成熟，一般要求②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。③釉料经高温熔化后，应具有适当的粘度和表面张力④釉层质地应坚硬、耐磕碰、不易磨损。釉的技术性能见表6.5。表6.5釉的技术性能项目性能指标始熔温度（℃）1150～1200成熟温度（℃）1300～1450高温流动度（斜槽法）（mm）30~60平均膨胀系数（20～100℃，1×10-6℃-1）2.9～5.3釉面显微硬度（MPa）6000~9000热稳定性(℃)220（不裂）光泽度(%)＞90白度(%)＞80彩料装饰技术可分为针对釉和坯的两类装饰，其装饰方法有釉上装饰、釉下装饰、釉中装饰、釉层装饰和坯体装饰。（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6.1.4.2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。①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。②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。6.2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6.6。6.2.1釉面砖的种类和规格6.2.1.1彩面砖的品种表6.6釉面砖主要种类和特点种类代号特点说明白色釉面砖F，J色纯白，釉面光亮，粘贴于墙面清洁大方彩色釉面砖有光彩色釉面砖YG釉面光亮晶莹，色彩丰富雅致无光彩色釉面砖SHG釉面半无光，不晃眼，色泽一致、柔和装饰釉面砖花釉砖HY系在同一砖上施以多种彩釉，经高温烧成，色釉互相渗透，花纹千姿百态，有良好的装饰效果结晶釉砖JJ晶花辉映，纹理多姿斑纹釉砖BW斑纹釉面，丰富多彩大理石釉砖LSH具有天然大理石花纹，颜色丰富，美观大方种类代号特点说明图案砖白地图案砖BT系在白色釉面砖上装饰各种图案，经高温烧成。纹样清晰，色彩明朗，清洁优美色地图案砖YGTD-YGTSHGT系在有光（YG）或无光（SHG）彩色釉面砖上装饰各种图案，经高温烧成。产生浮雕、缎光、绒毛、彩漆等效果，做内墙饰面瓷砖画及色釉陶瓷字砖瓷砖画以各种釉面砖拼成各种瓷砖画，或根据已有画稿烧制成釉面砖，拼装成各种瓷砖画，清洁优美，永不褪色色釉陶瓷字砖以各种色釉、瓷土烧制而成，色彩丰富，光亮美观，永不褪色釉面砖按形状可分为通用砖（正方形砖、长方形砖）和异形砖（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。6.2.1.2彩面砖的形状与规格图6.2通用砖常用外形图6.3釉面砖异形配件砖表6.7釉面砖常用规格（mm）长宽厚长宽厚15215251527651081085767651527558080430015051101104300200515215243002004108108430015041527542002005200200430020062002005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；而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。6.2.2釉面砖的技术要求6.2.2.1尺寸偏差(1)长度、宽度和厚度允许偏差应符合表6.8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