陶瓷薄板的材料性能與裝飾實踐應用研究

范發晟

1 陶瓷薄板材料的構成及制備工藝

市面上陶瓷板、陶瓷大板、陶瓷薄板、巖板等稱呼給消費者的選擇和使用增加了難度。根據《陶瓷板》（GB/T 23266-2009）中的術語和定義，陶瓷薄板（陶瓷板）是由黏土和其他無機非金屬材料經成形、高溫燒成等生產工藝制成的板狀陶瓷制品，其厚度不大于6 mm，上表面面積不小于1.62 m2。常見的規格有1 000 mm×2 000 mm 和900 mm×1 800 mm 等，為便于區分，本文統稱陶瓷薄板。

陶瓷薄板的原材料為高品質黏土、長石、高嶺石、滑石以及改性添加劑等，材料的主要物質成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O等[1]。通過調整配方中材料的比例來提升陶瓷薄板的強度和韌性，最終形成以石英為主晶相，以莫來石為次晶相的晶相體系。與普通陶瓷相比，陶瓷薄板通過Al2O3的添加量來提升莫來石的含量，提高產品彈性和斷裂模數，坯體突破建筑陶瓷原有的SiO2-Al2O3-K2O/Na2O 配方體系，形成新型的莫來石-剛玉配方體系及SiO2-Al2O3-CaO/MgO 配方體系等，并研制出與之相適應的窯爐低溫快燒工藝和冷卻工藝，提高了成品強度、韌性和可加工性。另外，陶瓷薄板有干法工藝和濕法制備工藝兩種，其中干法為傳統陶瓷生產工藝，主要分為干壓成型和等靜壓成型；濕法主要分為擠壓成型和滾壓成型。

2 陶瓷薄板的特征

陶瓷薄板的生產是國家綠色制造的重要一環，是碳達峰、碳中和的重要組成部分。根據咸陽陶瓷研究設計院對建筑陶瓷行業（以下簡稱建陶行業）的調研結果顯示，生產優質拋光磚產品的耗能最大，如果陶瓷磚厚度在原有的基礎上減少3 mm，那么每年可節約大量的資源和能源。此外，在同樣的鋪貼面積下，使用陶瓷薄板能夠節約1/3 ～1/4 的物流運輸成本。陶瓷薄板具有以下特征。

（1）硬度高。石英石材料的一般硬度為莫氏5 ～6 級，普遍應用于吧臺臺面、廚房等。陶瓷薄板的硬度高，達到莫氏硬度7 級，耐磨性和耐刮性非常好，普通刀具無法劃傷，這為大面積使用餐廚空間提供了可能，可以在臺面上直接切割食物。由于硬度高，其在加工施工材料時難度加大，特別是在一些倒角工藝中容易崩角、崩邊，對切割工具的要求較高。

（2）吸水率低。陶瓷薄板的吸水率僅有0.04%，比普通瓷磚和石材低一個數量級。一方面可以廣泛應用于衛生間、廚房等空間，表面有較好的防水和清潔能力；另一方面則增加了鋪貼難度，傳統的砂漿鋪貼無法滿足要求，需要采用專用膠粘劑或者干掛工藝[2]。

（3）密度較大。陶瓷薄板的密度為2.38 g/cm3，耐磨性和耐污染性能良好，表面安全標準可達到食品級，是良好的裝飾材料。

（4）耐高溫。陶瓷薄板為A1 級防火材料，直接接觸高溫不變形，1 200oC下不產生物理變化，可廣泛應用于建筑內外墻裝飾。

（5）厚度薄。陶瓷薄板的厚度小于6 mm，使得一片瓷磚的原材料用量至少縮減了50%。

總體來說，陶瓷薄板作為一種新型建筑裝飾裝修材料，不僅具有耐磨、耐腐蝕、耐污染、防火、防水以及裝飾美觀等優點，還具有薄、大、輕、韌的特點，便于切割鋪貼，可大大減輕樓體重量，增大使用空間，便于施工且物美價廉[3]。

3 陶瓷薄板在項目中的應用

3.1 大規格陶瓷薄板的應用

筆者參與的福州某會所項目中大面積的采用了大規格陶瓷薄板，規格為1 200 mm×3 000 mm×4.5 mm。由于項目為鋼結構，使用大規格陶瓷薄板減輕了重量，項目完工效果如圖1 所示。

圖1 室內陶瓷薄板完工效果（來源：作者自攝）

3.1.1 工程難點

一是，陶瓷薄板材料的運輸問題。材料規格大，涉及從工廠運至現場、從現場運至室內兩次搬運，有限的室內交通空間給材料搬運帶來了較大影響。二是，大規格飾面測量放線工作量大。現場提前焊制了鋼結構，預留了錨固點，對各定位點的精度要求高，鋼架加工及施工安裝精度直接決定了本工程的整體施工質量。三是，現場安裝問題突出。現場施工交叉作業多，且材料規格大，作業空間小，材料易碎，需避免磕碰，由此增加了安裝難度。

3.1.2 應對措施

第一，根據現場空間尺寸，提前建立建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）對每塊陶瓷大板進行排版編號與對花。同時，瓷磚廠家、室內設計單位以及現場精裝施工單位現場協同辦公，確認定位和尺寸，保證精度和效果。第二，材料在工廠切割加工后進行預鋪，檢驗合格后使用集裝箱從廠家運出。材料運到現場后調整工序，將屋面封頂工作調整至材料進場工作后，就可以采用吊機將材料從屋頂吊入，然后再進行屋面封頂工作[4]。第三，鋼結構掛件采用激光垂直水準儀定位水平及垂直度，通過微調固定面板角鋼螺栓來調整水平標高及板縫寬度，使水平及垂直寬度一致。由于薄板的硬度大、密度高，需采用玻璃刀進行切割，開孔時采用玻璃鉆頭開孔。第四，通過BIM 技術建模、現場激光定位放樣與安裝解決了大規格陶瓷板運輸困難、安裝后偏差大、精度低以及施工控制難度高等問題，滿足了工程設計與施工的要求。每塊板需要2 ～6 名工人采用搬運吸盤機架搬運，如圖2所示。

圖2 吸盤搬運架（來源：網絡）

3.2 陶瓷薄板在櫥柜柜門中的應用

陶瓷薄板在廚房系統中的應用很多，如3 mm 厚的陶瓷薄板可應用于柜門飾面，而櫥柜一般采用夾層陶瓷薄板復合材料。陶瓷薄板的缺點是厚度薄、剛度小及抗沖擊性能弱，優點是質量比較輕、裝飾性強、耐酸堿抗刮花及防污染。

3.2.1 安裝問題

該款材料在圖紙設計端與工廠加工端都沒有太大問題，問題主要出現在現場安裝階段。

（1）安裝尺寸的精確性難控制，按照圖紙加工的門板到現場安裝后有較大誤差。由于施工現場建筑的平整度要求小于5 mm，經過精裝放線找平后現場量尺下單，然后進行瓷磚飾面鋪貼，精裝修平整度要求小于3 mm。但是門板在工廠的加工精度小于1 mm，導致現場安裝時會產生至少2 mm 的施工誤差，造成柜門碰撞在一起無法打開[5]。

（2）上下游工序的施工組織難度大。柜門的安裝涉及4 個工序的交接：一是土建單位移交精裝單位；二是精裝木工放線移交泥水工，泥水工鋪貼墻面瓷磚；三是瓷磚廠進行加工后發貨給櫥柜廠；四是櫥柜廠收貨后進行柜門安裝。

（3）項目的施工進度管理難度大。要保證產品品質，櫥柜廠需要在完成現場泥水施工后再進行復尺下單，導致整體工期延后40 ～60 d，會影響整個項目按期交付。如果在精裝放線時進行下單，后期安裝時就會出現大量的尺寸不符而導致返工，造成人力和物力的浪費。

3.2.2 解決方案

（1）對于尺寸精度難控制問題，有兩個解決方案：一是通過現場預留調節板來調節尺寸，但是這樣會造成裝飾效果不美觀；二是采用逆作法，根據放線提前鎖定柜門尺寸，保證批量交付的尺寸固定，剩余3 ～5 mm 的誤差通過濕作業來規避，并使用激光定位將精度控制到1 mm 范圍內。

（2）保證加工精度的基礎上調整供貨策略，由櫥柜廠采購加工好瓷磚進行二次安裝，避免責任推諉，明確責任。

（3）通過工廠標準化尺寸加工和現場高精度施工，由串行工序改為并行工序，可以壓縮整體工期。

3.3 普通規格板材在批量交付精裝房中的應用

除大規格板材，項目中用量最大的是普通規格板材，陶瓷薄板可以加工成為600 mm×1 200 mm 的尺寸，主要用于廚房衛生間墻面、地面、客廳背景墻、公區大堂以及建筑外立面。良好的建筑模數可與建筑門窗、檐口、欄桿等有機結合，滿足使用功能的同時展示建筑的設計美感[6]。

（1）用于鋪設地面。陶瓷薄板的原料及工藝有別于傳統陶瓷，雖然厚度減少很多，但物理性能仍優于《陶瓷磚》（GB/T 4100-2015）中規定的各項性能指標，對地面平整度要求比較高，只要施工符合標準，完全可以大面積鋪設于地面。

（2）用于定制客廳背景墻。陶瓷薄板的圖案更加個性，在減少縫隙、延展性上效果更好，大量應用于滿足交付標準的客廳背景墻，使得空間整潔大氣。

（3）用于廚衛空間中。陶瓷薄板輕質且厚度超薄，在廚衛空間的墻面粘貼時，能夠減少空間浪費，同時降低整棟樓面磚的自重和粘接劑的用量，有效降低單位荷載，提升平整度和表面效果，是優良的裝飾面材[7]。陶瓷薄板具有薄型化、輕量化等特點，不僅能夠降低運輸成本及安裝運用上的難度，節省鋪貼空間，同時令陶瓷薄板的運用有更多的可能。

目前，市場上除了最常見的裝飾墻地面使用陶瓷薄板外，還出現了一些特殊部位及空間的使用，如櫥柜柜門、浴缸、容器、娛樂設備等，而且在家電、家具等方面也有廣闊的應用前景。家電陶瓷薄板厚度一般為3 mm，達到家電飾面板標準要求，不生銹、易清潔、耐腐蝕，顏色花樣根據電器設計定制，滿足高端需求。

家具應用中的陶瓷薄板除了要滿足厚度、花色等性能要求外，還要能與木材、金屬、石材、皮革等材料進行搭配，做好倒角收邊收口等工序，花樣色彩也要隨設計潮流發展進行定制，做到與時俱進[8]。

陶瓷生產作為制造業，可以利用大數據、云計算以及自動控制等技術，解決陶瓷薄板在研發與生產中的前瞻性和預測性問題，從而更快速地響應市場需求。

4 結語

陶瓷薄板作為一款優秀的新型建筑材料，具有良好的物理化學性能和良好的裝飾效果，可以降低能耗和污染，具有廣闊的應用前景。本文重點分析了陶瓷薄板的特征及在項目實踐中的應用，以期為相關研究提供借鑒。