淺析功能型建筑陶瓷及其應(yīng)用

任曉輝

(臨沂職業(yè)學(xué)院，臨沂 276017)

淺析功能型建筑陶瓷及其應(yīng)用

任曉輝

(臨沂職業(yè)學(xué)院，臨沂 276017)

摘要:建筑陶瓷的功能化已成為國(guó)內(nèi)建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展的主要方向，隨著功能建筑陶瓷的發(fā)展，眾多具備特殊功能的瓷磚不斷出現(xiàn)。文章介紹了幾種常見(jiàn)功能型建筑陶瓷的特性、原理及應(yīng)用，提出各科研院所、高校、企業(yè)應(yīng)密切合作，使我國(guó)的建筑陶瓷行業(yè)進(jìn)一步向世界先進(jìn)水平靠攏。

關(guān)鍵詞:功能；建筑陶瓷；應(yīng)用

建筑陶瓷的主要功能是保護(hù)建筑物的墻面和地面，以防止污染和破壞，還可用于建筑物表面裝飾從而增加美感。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、人們的生活水準(zhǔn)的提高和工作條件的改善，人們對(duì)建筑陶瓷的性能要求越來(lái)越高，功能陶瓷已成為國(guó)內(nèi)建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展的主要方向。隨著功能建筑陶瓷的發(fā)展，建筑陶瓷出現(xiàn)了許多新品種、新規(guī)格，眾多具備特殊功能的瓷磚不斷擁入市場(chǎng)，滿足了市場(chǎng)需求。

1常見(jiàn)的功能型建筑陶瓷

1．1　自潔凈陶瓷

1．1．1親水陶瓷

親水陶瓷中含有TiO2，TiO2經(jīng)紫外線照射可以發(fā)生光催化，部分TiO2負(fù)載于瓷磚表面，從而瓷磚具有自潔、殺菌，除異味功能。再者，TiO2是一層透明膜，不會(huì)遮蓋釉面的色彩。另外，TiO2是一種無(wú)機(jī)材料，抗燃燒和耐腐蝕能力較強(qiáng)。在紫外光的激發(fā)下，TiO2的光催化活性能持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)間，可分解瓷磚表面的有機(jī)物，潤(rùn)濕瓷磚表面。它的功能主要表現(xiàn)在下列幾方面[1]：

(1)滅菌

TiO2薄膜被催化后會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，它具有極強(qiáng)的氧化性，能將細(xì)菌等微生物氧化，變成CO2和水，從而達(dá)到殺菌的目的。

(2)自潔性

從上文可知，TiO2薄膜具有高潤(rùn)濕性，液體可以很容易地在磚體表面擴(kuò)展?；覊m等很難粘附在具有強(qiáng)氧化性的瓷磚表面，雨水甚至風(fēng)力就可以輕易地將灰塵與磚面分離，從而起到自清潔的作用。

(3)防霧

生成水滴是霧形成的主要原因，因?yàn)樗谶@種瓷磚表面均勻鋪散，水滴難以形成，故具有很好的防霧作用。由于沒(méi)有水滴形成，所以瓷磚表面就沒(méi)有水漬，干燥后瓷磚就有較高的清潔度，浴室里的瓷磚這種優(yōu)勢(shì)更為明顯，使瓷磚的清洗變得較容易。

(4)清潔空氣

親水瓷磚能將其表面空氣中的微生物氧化殺死，隨著空氣的循環(huán)飄動(dòng)，逐步殺滅空氣中的細(xì)菌，從而起到除臭、清潔空氣的作用。

親水瓷磚用途越來(lái)越廣，最先由日本在20世紀(jì)70年代發(fā)明，主要用于衛(wèi)生陶瓷潔具、外墻瓷磚、醫(yī)院等方面。

1.1.2疏水陶瓷

在瓷磚表面涂一層具有疏水性能的納米顆粒，顆粒一般由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料混合組成，疏水層可以有效降低瓷磚的表面張力，使水在表面容易形成水滴，像“荷葉效應(yīng)”一樣水滴容易滾動(dòng)，進(jìn)而帶走表面的一些灰塵雜質(zhì)。

1．2　 抗菌、保健陶瓷

1.2.1殺菌陶瓷

在瓷釉或瓷磚表面涂覆無(wú)機(jī)抗菌劑，能夠殺滅瓷磚表面的病菌，少量抗菌劑的添加并不影響瓷磚的裝飾效果，卻使陶瓷制品具備了抗菌功能。常用的無(wú)機(jī)抗菌劑有兩種類型。一類是銀系抗菌劑，由金屬化合物加無(wú)機(jī)載體配制。另一類是采用光催化材料作為抗菌體，其中二氧化鈦應(yīng)用最為廣泛，所以稱為鈦系列抗菌劑。在這方面日本走在前列，抗菌衛(wèi)生陶瓷、建筑瓷磚已生產(chǎn)上市。

1.2.2 紅外輻射瓷磚

遠(yuǎn)紅外線能夠消毒、保健、殺菌等，紅外輻射瓷磚是將紅外粉料添加到瓷磚釉料中燒制而成的。能促進(jìn)人體新陳代謝，提高人體免疫力，使人精神振奮，消除疲勞，增強(qiáng)身體抵抗力。制備此類瓷磚的關(guān)鍵是選擇具有高輻射率的紅外粉料。紅外粉料在釉料中的最佳加入量約為10%，坯體施釉后進(jìn)行燒制，最后得到紅外輻射瓷磚。紅外輻射瓷磚的輻射性能雖然隨紅外粉料用量的增加而增強(qiáng)，但用量過(guò)大時(shí)瓷磚表面白度會(huì)降低，加入量為10%時(shí)對(duì)瓷磚表面裝飾效果沒(méi)有多大的影響[2]。

1.2.3 負(fù)離子陶瓷

眾所周知，從促進(jìn)人們身體健康的角度來(lái)講，空氣中負(fù)離子濃度越高，空氣質(zhì)量越高，越有利于人體健康。電氣石作為一種硅酸鹽礦物，在空氣中能將空氣電離生成大量負(fù)離子，制備瓷磚時(shí)，在坯料或釉料中加入超細(xì)電氣石粉，一般加入量為5%～15%，燒成時(shí)溫度不要超過(guò)1090℃[3]，因?yàn)闇囟冗^(guò)高電氣石釋放負(fù)離子的量會(huì)減少，這樣就制成了負(fù)離子陶瓷。

1．3　太陽(yáng)能陶瓷

目前，能源問(wèn)題已成為人們關(guān)注的一個(gè)突出問(wèn)題，太陽(yáng)能的利用也越來(lái)越引起人們的重視，瓷磚在建筑中用量很大，將太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)與瓷磚結(jié)合具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

將一定量的鈦釩尾渣加入到普通瓷磚的原料中，因?yàn)槠渲泻?、釩等過(guò)渡元素的化合物較多，所以制得的瓷磚顏色較深，近乎黑色，對(duì)陽(yáng)光的吸收率能達(dá)到90%以上[4]。黑色瓷磚能將光能轉(zhuǎn)換成熱能，且效率較高，可用于制作太陽(yáng)能屋頂、暖氣片、利用太陽(yáng)能加熱熱水等，目前正進(jìn)一步向太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展。

1．4　防靜電瓷磚

在我們的日常工作與生活中，靜電無(wú)處不在，各種摩擦都會(huì)產(chǎn)生靜電。靜電會(huì)給人們生活帶來(lái)許多不便甚至傷害[5]，例如燃燒或者產(chǎn)生火花等，因此，我們通常希望地面材料、墻體材料等具備抗靜電的特性。常見(jiàn)的防靜電瓷磚主要有兩種[6]：

1.4.1無(wú)釉炻質(zhì)磚

這種瓷磚坯體本身可以釋放靜電，在施工時(shí)用易導(dǎo)電的灰漿粘結(jié)瓷磚，灰漿中放一根銅條和地相連，以便導(dǎo)出靜電。在油漆生產(chǎn)車間、印刷廠、軍火庫(kù)中此類瓷磚用的較多。

1.4.2多面施釉地磚

此類地磚表面覆蓋半導(dǎo)體釉，不僅在磚的正面施釉，在瓷磚的所有側(cè)面也都施半導(dǎo)體釉，正面和側(cè)面同時(shí)都能釋放靜電荷。在施工時(shí)也用易導(dǎo)電的灰漿粘結(jié)瓷磚，灰漿中也放一根銅條和地相連。在醫(yī)院手術(shù)室、檢驗(yàn)室、電子設(shè)備較多的辦公室此類瓷磚用的較多。

1．5　發(fā)光陶瓷

在陶瓷釉料中加入發(fā)光粉，制成的陶瓷產(chǎn)品在光照下能夠把光吸收并保存，光照消失后在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)陶瓷表面仍會(huì)發(fā)光，稱為發(fā)光陶瓷。目前，發(fā)光粉的主要成分是稀土離子激活得到的硅酸鹽、鋁酸鹽等，此類發(fā)光粉發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)、亮度高、抗高溫、無(wú)輻射[7]，因而得到廣泛應(yīng)用。要制得質(zhì)量較高的發(fā)光陶瓷，需調(diào)好釉料配方并控制好制品燒成溫度，雖然隨著發(fā)光粉加入量的增加制品發(fā)光性能增強(qiáng)，但發(fā)光粉加入過(guò)多會(huì)影響坯釉的結(jié)合，而且還會(huì)增加產(chǎn)品成本。據(jù)介紹，發(fā)光粉加入30%為最合適加入量[8]。

1．6　陶瓷透水磚

透水磚起源于荷蘭,90年代在中國(guó)被廣泛用于城市道路改造中。透水磚采用礦渣廢料、廢陶瓷為原料，經(jīng)兩次成型，高溫?zé)?，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。它具有保持地面的透水性、保濕性，防滑、耐風(fēng)化、降噪、吸音等特點(diǎn)。當(dāng)?shù)孛嬗晁^多時(shí)，可將雨水迅速滲入地下土層中，補(bǔ)充土層地下水，保持土壤的濕潤(rùn)狀態(tài)；地面干旱時(shí)，地下的水分可穿過(guò)透水磚縫隙回到空氣中。

3結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們對(duì)環(huán)境和生活條件的要求逐漸上升，對(duì)建筑陶瓷各種特殊性能的要求也越來(lái)越高。各建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向投入更多的資金進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)企業(yè)的科研實(shí)力，以研究生產(chǎn)出更多符合市場(chǎng)要求的功能性建筑陶瓷。各科研院所、高校應(yīng)與企業(yè)密切合作，創(chuàng)建新的產(chǎn)業(yè)模式，使我國(guó)的建筑陶瓷行業(yè)進(jìn)一步向世界先進(jìn)水平靠攏。

參考文獻(xiàn)

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Analysis on Functional Ceramics of Building and its Application

Ren Xiaohui

(Linyi Vocational College, Linyi 276017)

Abstract:The functionalization of building ceramics has become the main direction on development of domestic building ceramics industry. With the development of building ceramics, many tiles with special features were produced. This paper introduces the characteristics, principle and application of several common functional building ceramics. Finally it points out that universities, scientific research institutes and enterprises should cooperate closely. So that the building ceramics industry in China will be developed to the advanced level in the world.

Keywords:functional；building ceramics；application

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.03.011

作者簡(jiǎn)介：任曉輝(1969~)，男，碩士.從事建筑復(fù)合材料研究.