家具材料陶瓷
在建筑装饰工程中,陶瓷是最古老的装饰材料之一。随着现代科学技术的发展,陶瓷在花色、品种、性能等方面都有了巨大的变化,为现代建筑装饰装修工程带来了越来越多兼具实用性装饰性的材料。在建筑工程中应用十分普遍。全世界装饰陶瓷的消费量十分巨大,主要消费地区在欧洲,约占53%,其次是美洲。在美国装饰陶瓷已走出厨房和浴室,成为豪华住宅常用的装饰材料。近 10 年来,我国建筑卫生陶瓷行业有了长足的发展。建筑陶瓷砖和卫生陶瓷的年平均增长率分别为41.7%和19.2%。自1993 年建筑陶瓷砖和卫生陶瓷产量双双名列世界第一以来,中国已成为世界卫生陶瓷生产头号大国。2001 年,建筑陶瓷砖产量占世界总产量的41%左右,卫生陶瓷产量占世界总产量的25%左右,稳居世界第一位。
陶瓷,或称烧土制品。是指以粘土为主要原料,经成型、焙烧而成的材料。陶瓷强度高、耐火、耐久、耐酸碱腐蚀、耐水、耐磨、易于清洗,加之生产简单,故而用途极为广泛,几乎应用于从家庭到航天的各个领域。我国的陶瓷生产有着悠久的历史和光辉的成就。尤其是瓷器,是我国的伟大发明之一。唐代的赵窖青瓷和刑窑白瓷、唐三彩;宋代的高温色釉、铁系花釉,
如兔毫、油滴玳瑁斑等;明清时期的青花、粉彩、祭红、郎窑红等产品都是我国陶瓷史上光彩夺目的明珠。我国的陶瓷制品无论在材质、造型或装饰方面都有很高的工艺和艺术造诣。在现代建筑装饰陶瓷中,应用最多的是釉面砖、地砖和锦砖。它们的品种和色彩多达数百余种,而且还在不断涌现新的品种。如日本的浮雕面砖、德国的吸音面砖、澳大利亚的轻质发泡面砖、我国的结晶面砖等等。
6.1 陶瓷的基本知识(P106)
6.1.1 陶瓷的分类及制品特点
从产品种类分,陶瓷可以分为陶器与瓷器两大类。陶器通常有较大的吸水率(大于10%),断面粗糙无光,不透明,敲之声音粗哑,可施釉或不施釉。瓷器坯体致密,基本上不吸水,强度高,耐磨,半透明,通常施釉。另外还有一类产品介于陶器与瓷器之间,称为炻器,也称半瓷。炻器与陶器的区别在于陶器坯体是多孔的,而炻器坯体孔隙率很低;而它与瓷器的主要区别是炻器多数带有颜色且无半透明性。陶器分为粗陶和精陶两种。粗陶的坏料由含杂质较多的砂粘土组成,建筑上常用的砖、瓦及陶管等均属于这一类产品。精陶指坯体呈白色或象牙色的多孔制品,多以塑性粘土、高岭土、长石和石英等为原料。精陶通常要由素烧和釉烧两次烧成。建筑上常用的釉面砖就属于精陶。炻器按其坯体的细密性、均匀程度及粗糙程度分为粗炻器和细炻器两大类。
建筑装饰用的外墙砖、地砖以及耐酸化工陶瓷等均属于粗炻器。日用炻器及陈设品,如我国著名的宜兴紫砂陶即是一种无釉细炻器。炻器的机械强度和热稳定性均优于瓷器,且成本较低。
6.1.2 陶瓷原料
1、粘土
粘土是由多种矿物组成的混合物。具可塑性,是陶瓷坯体生产的的主要原料。粘土按习惯分类有四种并具有如下一些性质:
(1)高岭土:是最纯的粘土,可塑性低,烧后颜色从灰到白色。
(2)粘性土:为次生粘土,颗粒较细,可塑性好,含杂质较多。
(3)瘠性粘土:较坚硬,遇水不松散,可塑性小,不易成可塑泥团。
(4)页岩:性质与瘠性粘土相仿,但杂质较多,烧后呈灰、黄、棕、红等色。
2、石英
石英主要成分为SiO2。石英在高温时发生晶型转变并产生体积膨胀,可以部分抵消坯体烧成时产生的收缩,同时,石英可提高釉面的耐磨性、硬度、透明度及化学稳定性。
3、长石
长石在陶瓷生产中可作助熔剂,以降低陶瓷制品的烧成温度。它与石英等一起在高温熔化后形成的玻璃态物质是釉彩层的主要成分。
4、滑石
滑石的加入可改善釉层的弹性、热稳定性,加宽熔融的范围,也可使坯体中形成含镁玻璃,这种玻璃湿膨胀小,能防止后期龟裂。
5、硅灰石
硅灰石在陶瓷中使用较广,加入制品后,能明显地改善坯体收缩、提高坯体强度和降低烧结温度。此外,它还可使釉面不会因气体析出而产生釉泡和气孔。
6.1.3 陶瓷的制造
图 6-1 是陶瓷制造的基本工艺流程。该图概括地表示了各种陶瓷制品的生产过程,但原料的调整、上釉、烧成等各个过程的细节有所不同,生产过程大致如下:
1、配料和配浆
按坯料要求配比将粉碎精制的原料加水细磨,淘选除去杂质和粗粒,精制成泥浆。
2、成型与干燥
根据坯料含水量多少,成型方法有干法、半干法和湿法。如按工艺划分,有脱模法、挤出法、压制法、旋坯法。脱模法是采用模具,将泥浆置于其中,硬化后脱模成型。挤出法是将可塑性坯料从挤出机的定型孔中挤出,按一定尺寸切断。压制法是将挤出的坯料再用模型压制。旋坯法是用辘轳机旋转切割制成形状对称的坯料。坯体要干燥到一定含水率之后才能装窑,干燥的好坏影响制品的质量,有人工干燥和自然干燥两种方法。前者一般用烧成窑的余热烘干,后者先阴干,再晒干。
3、烧成与上釉
干燥好的坯体可着手烧成,按预热、烧成、冷却过程进行。有的制品在坯体成型、干燥后即上釉,烧成后即为制品。有的制品则在坯体成型、干燥后先素烧,然后上釉再烧成。
6.1.4 陶瓷的表面装饰
陶瓷坯体表面粗糙,易沾污,装饰效果差。除紫砂地砖等产品外,大多数陶瓷制品都要表面装饰加工。最常见的陶瓷表面装饰工艺是施釉面层、彩绘、饰金等。
1、施釉
釉面层是由高质量的石英、长石、高岭土等为主要原料制成浆体,涂于陶瓷坯体表面二次烧成的连续玻璃质层,具有类似于玻璃的某些性质,但釉并不等于玻璃,二者是有区别的。釉面层可以改善陶瓷制品的表面性能并提高其力学强度。施釉面层的陶瓷制品表面平滑、光亮、不吸湿、不透气,易于清洗。釉的种类繁多,组成也很复杂。按外表特征分类有透明釉、乳浊釉、有色釉、光亮釉、无光釉、结晶釉、砂金釉、光泽釉、碎纹釉、珠光釉、花釉、流动釉等。施釉的方法有涂釉、浇釉、浸釉、喷釉、筛釉等。
粘土
助熔原料
改性原料
粉碎
精制
粉碎
精制
粉碎
精制
配料
制浆
脱水
成
型
干燥
制
品
烧
成
成型
素
烧
制
品
烧
成
上
釉
图 6-1 陶瓷制品基本生产工艺流程
2、彩绘
在陶瓷制品表面用彩料绘制图案花纹是陶瓷的传统装饰方法。彩绘有釉下彩绘和釉上彩绘之分。
(1)釉下彩绘
在陶瓷坯体或素烧釉坯表面进行彩绘,然后覆盖一层透明釉,烧制而成的即为釉下彩。
彩料受到表面透明釉层的隔离保护,使彩绘图案不会磨损,彩料中对人体有害的金属盐类也不会溶出。现在国内商品釉下彩料的颜色种类有限,基本上用手工彩画,限制了它在陶瓷制品中的广泛应用。
(2)釉上彩绘
釉上彩绘是在烧好的陶瓷釉上用低温彩料绘制图案花纹,然后在较低温度下(600~900℃)二次烧成的。由于彩烧温度低,故使用颜料比釉下彩绘多,色调
极其丰富。同时,釉上彩绘在高强度陶瓷体上进行,因此除手工绘画外,还可以用贴花、喷花、刷花等方法绘制,生产效率高,成本低廉,能工业化大批量生产。但釉上彩易磨损,表面有彩绘凸出感觉,光滑性差,且易发生彩料中的铅被酸所溶出而引起铅中毒。
(3)饰金
用金、银、铂或钯等贵金属装饰在陶瓷表面釉上,这种方法仅限于一些高级精细制品。饰金较为常见,其它贵金属装饰较少。金装饰陶瓷有亮金、磨光金和腐蚀金等,亮金装饰金膜厚度只有0.5μm,这种金膜容易磨损。磨光金的厚度
远高于亮金装饰,比较耐用。腐蚀金装饰是在釉面用稀氢氟酸溶液涂刷无柏油的釉面部分,使之表面釉层腐蚀。表面涂一层磨光金彩料,烧制后抛光,腐蚀面无光,未腐蚀面光亮,形成亮暗不一的金色图案花纹。
6.2 常用的建筑装饰陶瓷(P109)
建筑装饰陶瓷是用于建筑物墙面、地面及卫生设备的陶瓷材料。主要产品分为陶瓷面砖、卫生陶瓷、大型陶瓷饰面板、装饰琉璃制品等。其中,陶瓷面砖又包括外墙面砖、内墙面砖(釉面砖)和地砖。釉面砖又称内墙面砖,是用于内墙装饰的薄片精陶建筑制品。它不能用于室外,否则经日晒、雨沐、风吹、冰冻,将导致破裂损坏。釉面砖不仅品种多,而且有白色、彩色、图案、无光、石光等多种色彩并可拼接成各种图案、字画,装饰性较强,多用于厨房、卫生间、浴室、理发室、内墙裙等处的装修及大型公共场所的墙面装饰。墙地砖是陶瓷锦砖、地砖、墙面砖的总称,它们强度高,耐磨性、耐腐蚀性、
耐火性、耐水性均好,又容易清洗,不褪色,因此广泛用于墙面与地面的装饰。大型陶瓷饰面板是一种大面积的装饰陶瓷制品,它克服了釉面砖及墙地砖面积小,施工中拼接麻烦,装饰更逼真,施工效率更高,是一种有发展前途的新型装饰陶瓷。卫生陶瓷是以磨细的石英粉、长石粉和粘土为主要原料,注浆成型后一次烧
制,然后表面施乳浊釉的卫生洁具。它具有结构致密、气孔率小、强度大、吸水率小、抗无机酸腐蚀(氢氟酸除外)、热稳定性好等特点,可分为洗面器、大便器、小便器、洗涤器、水箱、返水弯和小型零件等。产品有白色和彩色两种,可用于厨房、卫生间、实验室等。建筑琉璃制品是一种低温彩釉建筑陶瓷制品,既可用于屋面、屋檐和墙面装饰,又可作为建筑构件使用。主要包括琉璃瓦(板瓦、筒瓦、沟头瓦等)、琉璃砖(用于照壁、牌楼、古塔等贴面装饰)、建筑琉璃构件等。具有浓厚的民族艺术特色,融装饰与结构件于一体,集釉质美、釉色美和造型美于一身。
6.3 建筑陶瓷的新产品及发展趋势(P115)
近20 年来,建筑陶瓷的应用范围及用量迅速增加,从厨房、卫生间的小规模使用到大面积的室内外装修,建筑陶瓷已成为一种重要的建筑装饰材料。陶瓷面砖产品总的发展趋势是:增大尺寸,提高精度,品种多样,色彩丰富,图案新颖,强度提高,收缩减少,并注意与卫生洁具配套,协调一致。施工对产品的要求是便于铺贴,粘结牢固,不易脱落。
6.3.1 建筑陶瓷的新产品
1、陶瓷劈离砖
劈离砖又称劈裂砖,是近几年来开发的新型装饰材料品种,分彩釉和无釉两种。可用于建筑物的外墙、内墙、地面、台阶等部位。60 年代初,劈离砖首先在德国兴起并得到发展。由于制造工艺简单、能耗低、使用效果好,逐渐在欧洲各国流行。劈离砖是将粘土、页岩、耐火土等几种原料按一定比例混合,经湿化、真空挤出成型、干燥、施釉(也可不施釉)、烧结、劈离(将一块双联砖分为两块砖)、分选和包装等工序制成。
一般规格为:115mm×240mm×(11×2)mm,200mm×100mm×(11×2)mm,240mm×71mm×(11×2)mm,200mm×200mm×(14×2)mm,300mm×300mm×(14×2)mm。劈离砖的特点在于它兼有普通粘土砖和彩釉砖的特性,即由于制品内部结构特征类似粘土砖,故其具有一定的强度、抗冲击性、抗冻性和可粘结性;而且表面可以施釉,故亦具有一般压制成型的彩釉地砖的装饰效果及可清洗性。正是由于这种特点,使得劈离砖的推广受到世界上许多国家的重视。
2、大型陶瓷饰面板
大型陶瓷饰面板是一种新型的高档建筑装饰材料,具有单块面积大、厚度薄、平整度好、吸水率小、抗冻、抗化学腐蚀、耐急冷急热以及施工方便等优点,并有绘制艺术、书法、条幅和壁画等多种功能。产品表面可做成平滑或浮雕花纹图案,并施以各种彩色釉,可用作建筑物外墙、内墙、墙裙、廊厅和立柱的装饰,尤其适用于宾馆、机场、车站和码头的装饰。产品的主要规格有:595mm×295mm,295mm×197mm,厚度为4mm,5.5mm,8mm。
3、锦砖图案砖和壁画
目前,我国生产的陶瓷面砖除了各种单色之外,还有采用丝网印、贴花和手绘的方法生产的各种鲜艳多彩或淡雅的图案和壁画,既美化了环境,又提高了装饰效果。
锦砖除了可以制成各种形状和色彩的品种外,还可以利用现有的品种进行各种拼化图案和壁画的设计和生产。通过对绘画原稿进行再创作,经过放大、制版、刻画、配釉、施釉和焙烧等一系列工序,采用漫、点、涂、喷和填等多种工艺,
使制品具有神形兼备的艺术效果。陶瓷壁画的的品种主要有高温釉、釉中彩和陶瓷浮雕等。进行壁画拼凑的锦砖的尺寸愈小,壁画失真的程度也愈小,而且,还有利于壁画画面的控制。
4、其他产品
除上述产品外,我国近年来还开发研究并生产了一系列新型建筑陶瓷产品。如无硼-锆釉面砖、陶瓷彩色波纹贴面砖、彩色花岗岩釉砖、黑瓷装饰板以及一些利用工业废渣生产的建筑陶瓷制品等。
6.3.2 建筑陶瓷的发展趋势
专家预测,今后国际市场陶瓷面砖将流行“五化”:
1、色彩趋深化
已流行的白色、米色、灰色和土色仍有一定的市场,但桃红、深蓝及墨绿等色将后来居上。
2、形状多样化
圆形、十字形、长方形、椭圆形、六角形和五角形等形状的销量将逐渐增大。
3、规格大型化
40mm 以上的大规格瓷砖将愈来愈时兴,以取代原来的小块瓷砖。
4、观感高雅化
高格调、雅致、质感好的瓷砖正成为国内外市场的新潮流。
5、釉面多元化
地面砖釉面以雾面、半雾面、半光面和全光面为多;壁画则以亮面为主。