陳錫聰
摘 要:針對當前市場上銷售的陶瓷磚表面存在的缺陷質量問題,通過對大量檢測數據進行統計分析,提出了解決問題的方法和建議,希望能給生產廠家提高生產質量及消費者對陶瓷磚的購買與選用帶來一定的幫助。
關鍵詞:陶瓷磚;表面缺陷;原因分析;解決方法
1 引言
所謂陶瓷磚,是指以耐火的金屬氧化物及半金屬氧化物,經由研磨、混合、壓制、施釉、燒結而形成的一種耐酸堿的瓷磚或石質建筑或裝飾材料。其原料多由粘土、石英砂等混合而成,按成型方法分,可分為擠壓成型陶瓷磚和干壓成型陶瓷磚。現在市場上多為干壓成型陶瓷磚(俗稱陶瓷墻地磚),包括外墻磚、內墻磚和地磚,是人們日常生活中常見的裝飾裝修材料。眾所周知,我國是世界上建筑陶瓷最大的生產基地和出口國家,我國陶瓷磚質量的優劣將對國際建筑陶瓷行業產生舉足輕重的影響。另外,我國也是世界上建筑陶瓷最大的消費國,隨著我國國民經濟的不斷發展和社會的進步,人們對陶瓷墻地磚的質量要求越來越高,從以前只注重其自身內在強度,到現在對其表面質量、耐磨性均提出了更高要求。然而,近年來陶瓷磚生產廠家的設備條件與經營規模良莠不齊,市場競爭激烈,生產成本的提高,導致了建材市場上出現很多不合格產品,特別是表面缺陷較嚴重的產品,消費者投訴增多。下面就陶瓷磚產品所存在的表面缺陷問題進行探討,對陶瓷磚存在的表面缺陷原因及解決方法進行匯總。
2 陶瓷磚常見缺陷原因分析及解決方法
2.1 開裂,是指貫通坯體和釉層的裂縫。
產生原因主要有:坯釉料的膨脹系數不匹配,產生應力;粉料混有石英、石灰石等顆粒;壓磚機壓力不足或過大、局部布料不均,坯體易產生應力裂或膨脹裂;模具配合及操作不當;瓷質磚滲花前后噴水量過大,在施釉線運送中開裂;入窯水分過高;燒成曲線不合理,升溫過急或冷卻階段控制不當。
相應的解決方法:調整坯釉料的配方,使之膨脹系數相匹配;改善粉料加工、存放和成形的環境和設施,防止雜質混入;調整壓磚機的壓力,使布料布均勻;制造模具必須符合要求且安裝合理,嚴格執行脫模的操作規程;控制好噴水量,或采取一定的補救措施來降低干燥速度;嚴格控制入窯水分(一般在2%以下);調整并控制好燒成曲線。
3.2 坯裂:出現在坯體上的裂紋。
主要產生原因:坯料配方不合理,含游離石英過多;粉料含水率過高或過低;粉料陳腐時間不足,水分不均勻。
解決方法:調整坯料配方,使之膨脹系數相匹配,并減少坯料中游離石英含量;調整并控制好粉料的含水率;保證粉料有足夠的陳腐時間。
3.3 釉裂:出現在釉層上的微細裂紋。
主要產生原因:釉料與坯體的熱膨脹系數不匹配;施釉時坯體溫度過高或坯體過干;坯體施釉層過厚;坯坯體在釉燒階段炸裂及冷卻階段炸裂。
解決方法:調整釉料配方,使其膨脹系數相匹配;調整并控制好施釉時坯體的含水率和溫度;控制好施釉量,確保合理的釉層厚度;降低升溫速度或進車(進磚)速度,降低出車(出磚)速度及延長出坯時間。
3.4 缺釉:應施釉部位局部無釉。
主要產生原因:坯釉料的膨脹系數不匹配;釉料中可塑性原料用量過多;粘度和表面張力;選用經煅燒處理過的化工原料;釉料的顆粒過細;施釉時,坯體表面的油污、灰塵等未清;施釉時坯體過濕;所施釉層過厚;干燥的釉層上;半成品存放、運送、裝坯過程受外力撞擊使局部釉層被擦(碰)落;窯內水汽過大,使釉面受潮,釉層卷起。
相應的解決方法:調整坯釉料的配方,使之與膨脹系數相匹配;適當減少釉料中可塑性原料的用量,降低釉料的燒成溫度;釉料中滑石、氧化鋅、氧化鋁等原料未經煅燒處理或含量過高;釉料高溫粘度過高或表面張力過大時,調整釉料配方,降低釉料的高溫粘度及表面張力;適當增大釉料的粒度;除凈完善施釉線上的清潔設施,保證施釉時坯體表面清潔;適當降低施釉時坯體的含水率;調整并控制好施釉量;調整施釉線上多次施釉箱間的距離,使前一次所施的釉剛被坯體吸收完時即施后一次釉;改善半成品存放、運送、裝坯過程的管理;加強窯內的排潮,使窯內水汽合適。
3.5 縮釉:釉層聚集卷縮致使坯體局部無釉。
主要產生原因:釉料高溫粘度大;釉層干燥收縮大;釉層與坯體之間結合程度低;釉燒預熱制度不合理。
相應的解決方法:調整釉料配方,降低釉料的粘度;將生料變成熟料,降低收縮,同時釉料不能磨得過細;施釉時必須將坯體上的粉塵等清除掉,同時在素坯上噴適量的水防止釉層與素坯結合不良;改進預熱制度,避免局部升溫過快。
3.6 釉泡:釉面出現的開口或閉口泡。
主要產生原因有:坯料含高溫分解的原料過多,使釉料燒制過程中易產生大量氣體;釉料含硫酸鹽、碳酸鹽、有機物過多,或含過量的堿性氧化物等,使其在高溫燒制階段易產生大量氣體;釉料的始熔溫度低,高溫黏度高,使坯體分解的氣體無法順利排出;粉料中混入了碳粒、膠屑、機油等有機物,使釉在熔融過程中易產生氣泡;施釉時釉漿中夾有大量氣體并匯集于釉層中;釉料中可溶性鹽聚集在坯體的邊緣處;釉層過厚而出現的收縮差;燒成曲線不合理,預熱帶升溫過急或燒成溫度過高。
相應的解決方法:減少坯料中高溫分解原料的含量,用低灼減量的原料取代高溫分解原料;調整釉料配方,降低有機物等的含量;調整釉料配方,提高始熔溫度,降低高溫粘度;改善粉料加工、存放和成形的環境及設施,防止有機物混入;充分攪拌釉漿,并控制好釉漿的陳腐時間;制釉時把可溶性鹽類先制成熔塊,熔塊水淬時應充分水洗;調整好噴釉量,控制好釉層厚度;調整并控制好燒成曲線。
3.7 波紋:釉面呈波浪紋樣。
主要產生原因:施釉前坯體表面有條紋狀;釉漿相對密度偏低,施釉時在坯體上流成條紋狀;釉漿粘度過大,使得釉霧化不良;釉熔體的粘度過高,流展性差;噴釉壓力不足,使得釉霧化不良;噴釉操作不當,如噴槍與施釉面不垂直,坯體在轉盤上轉動速度太快,使得坯體噴釉后其釉面成條紋狀。
相應的解決方法:調整坯料配方及壓機壓力;調整并控制好釉漿的相對密度,使釉能在坯體上平展;降低釉漿的黏度,確保釉霧化良好;降低釉熔體的粘度,使釉的流展性達到最佳值;控制好噴槍壓力,確保釉霧化良好;嚴格操作制度,以確保坯體噴釉后釉面的平展,若噴槍的出料口有破損,使得坯體噴釉后其釉面成條紋狀及時換掉有破損的噴槍,確保坯體施釉層平展燒成溫度偏低,使釉熔化不良,粘度過大調整并控制好燒成制度,保證各燒成帶溫度在適宜的范圍內。
3.8 釉縷:釉面突起的釉條或釉滴。
產生原因:施釉不均,施釉機內有釉滴落于產品上;釉的燒成溫度高于成熟溫度,產品四周釉層過厚;施釉時造成的坯體上的釉層不均處和釉綹未經修整而經原樣燒成釉層過厚;釉漿過濃。
相應的解決方法:調整釉料配方及施釉機達到最佳,確保施釉產品質量達到最優;掌握合理的燒成溫度;施釉時防止使釉層不均和產生釉綹等缺陷,若發現應及時修補調整施釉線施釉量及速度;適當稀釋釉漿濃度。
3.9 桔釉:釉面似桔皮狀,光澤較差。
產生原因:釉料配方不合理,燒成范圍較窄;釉料的高溫黏度過大,表面張力小,流展性差;坯料中高溫揮發物過多,燒失量過大;坯體入窯水分過高;施釉時坯體的干濕不均,吸釉能力不一,使釉層厚薄不一;釉層過厚;高溫保溫時間短,有機物氧化分解不完全,釉玻化不良;裝窯密度過大,氣體流通不暢;燒成時高溫階段升溫速度過快或局部溫度過高,使釉熔體發生沸騰;燒成溫度過低,使釉玻化不良,釉粘度過大。
相應的解決方法:調整釉料配方,擴寬釉的燒成溫度范圍;調整釉料配方,改善釉的高溫粘度、表面張力;調整坯料配方,適當減少高溫揮發物多的原料用量;嚴格控制坯體的入窯含水率;改善坯體的干燥工藝,使坯體各部位干濕均勻;適當減少施釉量,確保釉層厚度的適宜;適當延長保溫時間,確保有機物分解完全,釉玻化良好;適當降低裝窯密度,使窯內氣體暢通;調整并控制好燒成曲線,適當降低燒成溫度和減小溫差;按燒成制度控制好燒成溫度,確保釉玻化良好。
3.10 釉粘:有釉制品在燒成時相互黏接或與窯具黏連而造成的缺陷。
產生原因:裝坯時坯件之間或坯件與窯具間的間隙過小或相互間接觸,釉熔融后相互粘結。
解決方法:裝坯時要使坯件間或坯件與窯具間留有適當的間隙(一般在1cm以上)。
3.11 針孔:釉面出現的針刺狀的小孔。
產生的主要原因:坯體配方不合理,使得坯漿的黏度不合理;坯與釉的配方中含有機物和分解溫度較高的硫酸鹽等;壓磚機的壓制力不均勻,使得坯體致密度不合理;提高化妝土的燒成始熔溫度,導致排氣不良;釉漿顆粒過細導致排氣困難;燒成溫度不合理,致使坯體排氣不暢;燃料中或煤氣中硫含量高,或噴嘴調節不良產生游離碳,在高溫期形成二氧化碳氣體排出。
相應的解決方法:調整坯體配方,保證坯漿適當的粘度和坯體的致密度;坯與釉的配方中有機物和分解溫度較高的硫酸鹽等含量要盡量少,減少燒失量;控制好壓磚機的壓力,保證坯體致密度和吸水率均勻;降低化妝土燒失量,降低粘度,提高毛細孔數量,增加排氣量;適當提高釉漿顆粒度,確保排氣順暢;控制好面釉的始熔溫度(一般為950℃),降低面釉的施釉量;根據始熔點調整好坯體、化妝土和窯爐的燒成曲線,增加排氣段;嚴格控制燃料中的硫含量,同時將噴嘴調節到最佳,防止高溫形成二氧化碳氣體。
3.12棕眼:釉面出現的針樣小孔眼。
產生的主要原因:原料中有機物含量過高,未被充分氧化,燒成過程中會繼續釋放出氣體,結果在釉層中形成氣泡;坯用原料中發生分解反應,釋放出氣體物質的碳酸鹽、硫酸鹽等雜質,在燒成過程中氣體排出量大;原料處理與貯存不當,致使泥漿發酵,使泥漿中產生大量氣泡;泥漿罐內的泥漿真空脫氣達不到額定真空度,使得泥漿罐底部的泥漿真空脫氣不徹底,造成注漿泥漿中存有小氣泡,結果在釉層中形成氣泡;釉料始熔溫度過低,高溫粘度過高;熔塊熔化不完全,夾有生料;釉底料保水性差,使施面釉時滲水過急,坯體空隙中的氣體排出過急,突破釉面而形成小孔;施釉時坯體溫度過高、過干或噴水過少,使釉料滲入坯體的速度過快;燒成溫度過低。
相應的解決方法:過原料要精選,控制好原料中有機物的含量,使釉層中產生的氣體盡量少;嚴格按要求控制好坯用原料的反應過程,減少雜質,減少燒成過程中氣體的排出量;嚴格按規定存放泥漿,避免泥漿過熱(一般應在25℃以下),防止泥漿發酵;完善泥漿的真空處理設施,使泥漿的真空脫氣完全,消除泥漿中的氣泡;調整釉料配方,提高釉料的始熔溫度;提高熔塊的熔化質量,或選用質量好的熔塊;改善釉底料的保水性,適當增加保水性好的原料(如可增加高嶺土類含量,也可適當增加添加劑的量);調整并控制好施釉時坯體的溫度和水分,施釉前將附在坯體表面的灰塵清除凈,保證施釉時坯體表面清潔;調整并控制好燒成溫度。
3.13斑點:制品表面的異色污點。
產生原因:釉用原料中含有鐵的化合物、云母等成分;原料存放或加工過程中混入鐵屑、銅屑、焊渣等;漿料的除鐵設施或工藝失控(如篩網破、溢漿等),未能除凈鐵質;半成品存放時表面落有異物,入窯時未及時清掃干凈;燃料含硫量過高,燒成時與鐵質化合而生成硫化鐵。
相應的解決方法:釉用原料要進行精選,降低含鐵化合物等含量;改善原料存放、加工過程的環境和設施;完善漿料的除鐵設施和生產工藝;入窯前要將半成品表面清掃干凈;選用含硫量低的燃料或進行除硫。
3.14磕碰:產品因碰擊致使邊部或角部殘缺。
產生原因:坯體在出窯和運送過程中受硬物碰擊。
解決方法:在半成品和成品的裝坯、出窯、運送過程中要輕拿輕放,避免與硬物的碰擊。
3.15 夾層:坯體內部出現層狀裂紋或分離。
產生原因:坯料中使用的軟質粘土量過多;粉料含水率太低或太高,成形時排氣不暢;粉料陳腐時間不足,水分分布不均勻;勻粉料顆粒級配不合理,細粉過多;壓磚機施壓過急或模具配合不當,粉料中的氣體未能完全排出。
解決方法:在保證坯體有足夠強度的情況下,減少軟質粘土的用量;調整并控制好粉料的水分(一般為7%左右);保證粉料有足夠的陳腐時間使粉料水分均勻;調整并控制好粉料的顆粒級配(一般直徑為0.2~0.8 mm 的顆粒在80%以上,直徑為0.16 mm的顆粒在8%以下為宜);調整壓磚機的沖壓頻率和施壓制度以適應粉料的性能(沖壓次數以小規格磚16 次/min 左右,大規格磚8 次/min 左右為宜);若上下模具配合不好,則改善上下模具,使其達到配合密切。
3.16 色差:同件或同套產品正面的色澤出現差異。
產生原因:原料成分波動,著色離子含量不穩定;配料系統精度不高,操作不當;泥漿性能控制不穩定;成形時保證加壓制度的相對穩定,嚴禁隨意操作,必要時根據粉料性能適當調整壓制參數;釉用原料不合適,釉漿性能波動,施釉量不當;燒成制度控制不好:窯壓波動,氣氛不穩定,窯爐溫差大,最高燒成溫度控制不當。
相應的解決方法:原料精選,原料成分要保持相對穩定;嚴格制泥、釉料的工藝要求,加強除鐵噴霧避免干燥造粒的粉料顆粒粗細不均,水分不均勻;調整并控制好成形壓力,同時要加強布料的均勻性;調整并控制好成形壓力,同時要加強布料的均勻性;嚴格按照生產工藝精選制釉原料,使釉漿性能穩定,同時施釉量要適當;嚴格窯爐操作規程,確保窯爐內壓力及氣氛的穩定。
3.17 落臟:產品正面粘附的異物。
產生原因:釉漿中混入雜質。
解決方法:加強釉漿生產工藝的管理,出漿時和施釉,前釉漿要嚴格過篩,半成品存放、運送過程其表面落有臟物,入窯時要清掃干凈,入窯(裝坯)前要使半成品表面保持干凈,裝坯時防止窯具上的粒子脫落在半成品表面,裝坯時要輕拿輕放,防止窯具的粒子脫落,窯頂上的耐火砂漿、釉料的揮發物或風管的臟物掉在制品上;定期清掃窯爐內壁和風管。
3.18 花斑:產品正面呈現的塊狀異色斑。
產生原因:原料中含有較多的黑色有機物,懸浮漿料中,注漿后附在坯體表面,燒后顯現異色;印商標操作不慎,使商標的顏色污染其它部位;裝坯時手上的臟物黏在坯體上,燒后使制品表面出現異色;燒成時燃油霧化不好,油滴落在坯體上。
相應的解決方法:對原料進行精選,清除黑色有機物,出磨泥漿過細篩,調整泥漿流動性;印商標和裝坯時操作要謹慎,避免異色污染;裝坯時選洗干凈手;改善窯爐的噴嘴或供油壓力,使燃油霧化良好。
3.19煙熏:因煙氣影響使產品正面呈現灰、褐色或使釉面部分乃至全部失光。
產生原因有:釉料中氧化鈣含量過高,容易吸煙;產品入窯水分過高,使一氧化碳沉積浸入釉層;窯內氧化氣氛不足,坯體中的有機物未能完全分解;裝坯密度過大,使窯內通風不暢。
相應的解決方法:調整釉料配方,減少氧化鈣含量;嚴格控制產品的入窯水分;調整并控制好燒成氣氛,確保坯體中的有機物完全分解;適當降低裝窯密度,加強通風。
3.20 坯泡:坯體表面突起的開口或閉口泡。
產生原因:坯料中含高溫分解的原料過多;粉料中混入了碳粒、膠屑、機油等有機物;配料水分蒸發量過大。
相應的解決方法:調整配料配方,減少坯料中高溫分解原料的含量,用低灼減量的原料取代;改善粉料加工、存放和成形的環境及設施,防止有機物混入;降低配料的含水率。
3.21麻面:產品正面呈現的凹陷小坑。
產生原因主要:混入坯料及釉釉中的碳揮發物所致;坯料及釉中硫酸鹽的分解;窯內氣氛中如硫氧化物和水蒸汽,被坯體和釉吸收或脫出;因溫度和壓力的關系,使吸收于釉內的氣泡釋放出來;坯體干燥不透,水分在加熱過程中釋放出來。
相應解決方法:精選配料,盡量減少揮發物的含量;調整好釉料配方,降低硫酸鹽的用量;控制好窯內燒成氣氛;控制好窯燒成制度,確保窯內溫度與壓力的協調;坯體的干燥過程應嚴格按照生產工藝要求進行。
3.22熔洞:易熔物熔融使產品正面形成的孔洞。
產生原因:坯料的細度不足,使坯料含有較大粒徑的低熔物或有機物顆粒;坯料堆放、加工時混入雜質。
相應的解決方法:調整并控制好坯料的顆粒細度;加強對原料堆放、加工環境和過程的管理。
3.23中心彎曲:產品正面的中心部位上凸或下凹。
產生原因:坯釉膨脹系數不匹配;坯料中可塑性原料用量過大;成形時布料或施壓不均勻,使坯體密度不一致;成形時布料或施壓不均勻,使坯體密度不一致;坯料中顆粒過細,使干燥及燒成收縮過大;燒成溫度過高或窯內壓力不合理。
相應的解決方法:調整坯釉配方,使膨脹系數相匹配;減少坯料中可塑性原料的用量,以減少坯體的收縮率;調整推料框柵格結構及壓機動作,使推料框與下模的動作匹配;適當增大坯料顆粒,控制好坯體的收縮率;嚴格控制燒成制度,減小窯內溫差。
3.24邊緣彎曲:產品的邊緣部位上凸或下凹。
產生原因:坯釉膨脹系數不匹配;窯內輥棒不圓滑。相應解決方法為:調整坯釉配方,使之膨脹系數相匹配;輥棒產生彎曲或輥棒間不平整及時更換變形的輥棒,確保產品順利運行輥棒間距太大,與坯體的規格不匹配縮小輥棒間距,盡量使輥棒保持在同一水平面上。
3.25側面彎曲:產品的側面外凸或內凹。
產生原因:坯釉膨脹系數不匹配;坯體在干燥或燒成過程中受熱不均勻。
相應的解決方法:調整坯釉配方,使之與膨脹系數相匹配;嚴格控制燒成制度,確保坯體在干燥或燒成過程中受熱均勻。
3.26楔形:產品正面平行邊的長度不一致。
產生原因有:坯釉膨脹系數不匹配;坯料中可塑性原料用量過多。
相應的解決方法:調整坯釉配方,使之與膨脹系數相匹配;減少坯料中可塑性原料的用量,以減少坯體的收縮率。
3.27 翹曲:產品的一個角偏離由另三個角組成的平面。
產生原因:坯料中可塑性原料用量過多,坯體收縮過大;坯料的顆粒過細;坯釉料的膨脹系數不匹配;成形時布料或施壓不均,使坯體密度不一致;粉料陳腐時間不足,水分不均勻;窯內輥棒不圓滑或輥棒間不平整,輥棒間距過大,與坯件的規格不匹配;坯件在干燥或燒成過程中受熱不均勻,使其內外或上下表面收縮不一致,燒成溫度過高或窯內壓力不合理。
相應的解決方法:減少坯料中可塑性原料的用量,以減少坯體的收縮率;適當增大坯料顆粒;調整坯釉配方,使之與膨脹系數相匹配;調整推料框柵格結構和壓磚機動作,使推料框與下模的動作匹配,達到布料均勻;采用輥棒間距小的窯爐來燒成或縮小輥棒的間距,盡量使輥棒在同一水平面;調整并嚴格控制坯體干燥制度、坯體的燒成曲線和壓力,減少同一截面的溫差。
3 結論
對生產廠家而言,要避免陶瓷磚表面產生缺陷,必須對原材料采購、入廠檢驗、生產過程工藝控制、產品出廠檢驗等過程進行嚴格控制,樹立品質制勝的經營理念,提高產品合格率,滿足廣大消費者的需求,才能獲得廣大消費者的支持和信賴,才能使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。對消費者而言,在選購陶瓷磚時,對陶瓷磚表面質量的判斷可以從陶瓷磚的針孔、開裂、釉裂、斑點、釉泡等較易掌握的方面入手。
參考文獻
[1] GB/T 4100-2015,陶瓷磚[S].
[2] GB/T 3810.2-2006,陶瓷磚試驗方法[S].