淺談建筑衛(wèi)生陶瓷泥砂類原料的檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)化

劉 暢

(佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司 廣東 佛山 528031)

前言

在建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中，原料是基礎(chǔ)，成形是條件，燒成是關(guān)鍵。原料的合理選擇和科學(xué)的分析對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)來說至關(guān)重要。陶瓷坯用原料種類繁多，即使是同一種原料，雖然名稱相同，但由于其原礦的產(chǎn)區(qū)不同，其性能也會(huì)有很大差別。如何控制好原料的質(zhì)量，確保批次原料符合公司的技術(shù)指標(biāo)，規(guī)范的原料采購(gòu)和驗(yàn)收，不同企業(yè)都有各自的操作模式，筆者就建筑陶瓷行業(yè)如何對(duì)原料進(jìn)行質(zhì)量控制和驗(yàn)收分享自己的經(jīng)驗(yàn)。

1 泥砂類原料的關(guān)鍵性能指標(biāo)

一般建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)對(duì)泥砂類原料的使用和驗(yàn)收指標(biāo)要求包括：

1)外觀質(zhì)量的指標(biāo)。硬度、粒度、色澤、水分、含砂率、雜質(zhì)、觸摸手感等。

2)物理性能指標(biāo)?？伤苄浴⒄辰Y(jié)性、干燥收縮、煅燒白度、煅燒收縮、燒后呈色、煅燒后吸水率、干燥強(qiáng)度、粘度等。

3)化學(xué)性能指標(biāo)?；瘜W(xué)成分(SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO)、燒失量、礦物組成、可溶性鹽類、pH值等。

1.1 泥砂類原料檢測(cè)驗(yàn)收流程圖

1.2 泥砂類原料檢測(cè)驗(yàn)收方法

1.2.1 原料檢測(cè)的主要設(shè)備、儀器和工具

球磨機(jī)、球磨罐、磨具、千斤頂、窯爐、數(shù)顯白度儀、游標(biāo)卡尺、硅酸鹽智能快速分析儀、火焰光度計(jì)(測(cè)K、Na)、馬弗爐、不銹鋼碟、電子天平、干燥箱、篩子、篩網(wǎng)、流速杯、秒表、破碎機(jī)、不銹鋼盤、量筒等。

1.2.2 取樣

1)原料未進(jìn)入堆場(chǎng)前，直接在車上取樣，以每車為一個(gè)抽檢批次。首先目測(cè)車上原料的分布情況，從車上不同位置取有代表性的樣品，至少9個(gè)采樣點(diǎn)，取樣總質(zhì)量不低于3 kg，裝入密封袋或塑料桶，貼上標(biāo)簽并注明：物料名稱及樣品編號(hào)、采樣日期、采樣人、采樣地點(diǎn)等。取回的樣品抽取1 kg備案(至該原料用完后1個(gè)月即可清理)，并記錄其外觀特征。

2)原料進(jìn)入堆場(chǎng)，對(duì)堆場(chǎng)內(nèi)同一種砂泥原料取樣，以外觀基本一致、不超過1 000 t的物料為一個(gè)抽檢批次。首先目測(cè)原料中各類型砂、石等的分布情況，抽取有代表性的樣品。樣本從每個(gè)不規(guī)則錐型堆頭的上、中、下3點(diǎn)取樣，取樣總質(zhì)量不低于3 kg，裝入密封袋或塑料桶，貼上標(biāo)簽并加以注明，記錄堆場(chǎng)原料的外觀特性。

1.2.3 原料外觀對(duì)比檢測(cè)(與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比)

將適量樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品置于不銹鋼碟在干燥箱內(nèi)烘干，取出冷卻后分別取樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品平鋪在白紙片或白瓷片上，在自然光下目測(cè)比較外觀和雜質(zhì)，并記錄。

1.2.4 水分(含水率)的檢測(cè)

稱取100 g的待測(cè)樣品置于恒重的不銹鋼碟中，然后將試樣放入干燥箱中于180 ℃±10 ℃的溫度恒溫干燥120 min。取出，在空氣中冷卻10 min，稱得干樣質(zhì)量為m1， 按公式W(%)=(100-m1)/100計(jì)算出樣品的含水率。

1.2.5 含砂率的檢測(cè)(泥類原料用200目篩網(wǎng)，高溫砂類原料用40目篩網(wǎng))

1)將試驗(yàn)篩用水浸濕，將干燥后試樣攪拌均勻后，稱取100 g全部置于篩內(nèi)，然后用水漂洗至水清(或無泥樣物)為止，用少量水將篩上物全部移至已恒重的不銹鋼碟中，待沉淀后將上部清水小心傾出。

2)將篩上物放入恒溫干燥箱內(nèi)于180 ℃±10 ℃的溫度，恒溫干燥40 min。取出，在空氣中冷卻10 min，稱得干樣質(zhì)量為m1。

3)試樣含砂率：S(%)=m1

1.2.6 漿料的制備

1)干燥、破碎、除鐵。將取回的樣品混合均勻，置于180 ℃±10 ℃烘箱內(nèi)干燥至恒重。需要時(shí)，用研缽或輪碾機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后用除鐵棒進(jìn)行除鐵。

2)配料按表1所示進(jìn)行配料。

表1 原料組成

3)球磨。將稱量好的樣品放進(jìn)球磨罐中球磨，球磨時(shí)間如表2所示。

表2 不同砂類原料的球磨時(shí)間

每個(gè)快速球磨罐中高鋁球石的質(zhì)量為700 g，其中直徑0～15 mm高鋁球石約為350 g，直徑15～22 mm的約為350 g。每隔15 d需按此配比加入新的球石，以保證球磨效率的一致性。

1.2.7 流速的檢測(cè)

將制好的漿料混合均勻，倒入流速杯中至滿杯，一只手封住杯底，一只手拿住秒表。然后，將手移開并開始計(jì)數(shù)，至流速杯里的漿料完全流出時(shí)停止計(jì)數(shù)。記錄秒表上的數(shù)據(jù)t1，即為漿料的流速。

1.2.8 原料化學(xué)成分檢測(cè)

將球磨好的漿料干燥后過200目篩，取20 g樣品送到化學(xué)分析室，檢測(cè)分析成分包括：SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、燒失量。

1.2.9 煅燒白度、煅燒收縮、燒后呈色、煅燒后吸水率的檢測(cè)

1)粉料的制備。將球磨好的漿料除鐵后過80目篩，然后進(jìn)行干燥。砂類原料含水率3%～8%，泥類原料含水率8%～12%。將干燥后的試樣過20目標(biāo)準(zhǔn)篩成粉料備用。

2)壓制成形、干燥。稱量35 g粉料放入直徑為5.02 mm的圓形模具中用液壓千斤頂進(jìn)行壓制成形，將成形后的圓餅至于180 ℃±10 ℃干燥箱中干燥至恒重(30～40 min)。

3)燒成。將干燥后的圓餅樣品送到窯爐車間(約1 200 ℃)燒成。

4)煅燒白度的檢測(cè)。將燒制好的樣品冷卻后，用數(shù)顯白度儀進(jìn)行檢測(cè)，并記錄。

5)煅燒收縮的檢測(cè)。將燒制好的樣品冷卻后，用游標(biāo)卡尺量取樣品的直徑D1，按公式L(%)=(5.02- D1)/5.02計(jì)算出樣品煅燒收縮率。

6)煅燒呈色的檢測(cè)。將燒后的樣品冷卻后，在自然光下目視其樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣發(fā)色的偏差，并記錄。

7)煅燒后吸水率的檢測(cè)。將燒好的樣品送至物理檢測(cè)室，用陶瓷吸水率測(cè)定儀進(jìn)行檢測(cè)，并記錄。

1.2.10 球土類原料的強(qiáng)度檢測(cè)

1)取約300 g球土原料置于不銹鋼碟中，將其放入干燥箱(180 ℃±10 ℃)烘干至恒重，然后取出冷卻。

2)干燥后的原料稱取100 g，并在樣品上均勻噴灑12 g的水，然后過20目篩。

3)取過篩后的粉料35 g壓制成長(zhǎng)條試樣(尺寸：100 mm×20 mm )，總計(jì)壓制3個(gè)試樣。

4)將長(zhǎng)條試樣放入干燥箱(160 ℃±10 ℃)干燥1 h，然后取出冷卻至室溫。

5)將干燥后的試樣放入電動(dòng)材料抗折儀上測(cè)試，記錄數(shù)據(jù)，并計(jì)算出試樣強(qiáng)度的平均值。

1.2.11 泥砂類原料的批量判定及不合格處理方法

對(duì)批次原料抽樣進(jìn)行外觀及理化性能分析，根據(jù)原料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果對(duì)原料進(jìn)行合規(guī)性判定，對(duì)不合格的原料根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行扣罰、讓步接收或退貨處理。

2 原料標(biāo)準(zhǔn)化的思考

目前我國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷使用的原料性能波動(dòng)很大，給工藝控制和質(zhì)量管理帶來了很大的困難。有很多專家認(rèn)為可以借鑒西班牙、意大利在不同的產(chǎn)區(qū)建立標(biāo)準(zhǔn)化的陶瓷礦物原料廠，給產(chǎn)區(qū)集中供應(yīng)，然而這些方案都沒有獲得成功，主要原因有3點(diǎn)：

1)企業(yè)可以通過工藝調(diào)節(jié)控制原料波動(dòng)的影響。

2)原料標(biāo)準(zhǔn)化集中供應(yīng)方案的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陶瓷企業(yè)利用技術(shù)員調(diào)試配方的成本。

3)不同企業(yè)有各自的采購(gòu)策略和合作供應(yīng)商。標(biāo)準(zhǔn)化的目的是提升效率、降低成本，而非僵化地實(shí)行原料標(biāo)準(zhǔn)化供應(yīng)。

目前陶瓷企業(yè)完全可以利用標(biāo)準(zhǔn)化的料倉(cāng)堆料流程對(duì)企業(yè)自身原料的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行處理，利用原料的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)原料進(jìn)行入廠檢驗(yàn)，并根據(jù)原料的波動(dòng)，調(diào)整配方、試燒對(duì)比、確定配方，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。因此原料標(biāo)準(zhǔn)化的有效實(shí)施還有待進(jìn)一步探討。