瓷质抛光砖耐污性检测和缺陷分析

许旭清

（国家轻工业陶瓷耐火材料质量监督检测宜兴站，宜兴214221）

0 引言

目前市面上的各种瓷砖琳琅满目，多得让人眼花缭乱。选择瓷砖前应对瓷砖进行了解，瓷砖通常分为釉面砖、抛光砖、玻化砖及马赛克。其中瓷质抛光砖具有气孔率低、机械性能好、耐化学腐蚀、耐磨性好、美观大方等优点，被广泛地应用于家庭居室和公共场所的地面装饰。但是抛光砖在铺贴和使用过程中常有水泥、填缝剂、油漆、墨水等污垢沾附在砖面上，有时会渗入砖体表面造成表面吸污，产生明显色斑和色差，严重影响瓷砖的整洁和整体美感，也使得不少消费者向生产厂家和经营商提起投诉。通过检测分析，本文主要探讨抛光砖表面吸污的原因，就如何提高瓷砖烧结强度、降低残留气孔含量、改善抛光效果、使用防污剂、瓷质抛光砖的挑选等方面提出建议。

1 抛光砖耐污性能的检测

（1）GB/T3810.14-2006《陶瓷砖试验方法第14部分耐污染性的测定》。主要是将试液和材料(污染剂)与砖正面接触，使其作用一定时间，然后按规定的清洗方法清洗砖面，观察砖表面的可见变化来确定砖的耐污性。

（2）外国客户现场检验抛光砖耐污性时，常用三色油性笔法。首先用毛巾蘸取酒精将抛光砖表面的防污剂、石蜡、保护膜等擦除，然后用红色、蓝色、黑色三色油性笔分别在抛光砖上划几条线，保留一段时间，再用蘸取酒精的毛巾擦拭。若能擦拭干净，则合格，反之不合格。此方法的优点在于简单、快速，缺点在于不能测量抛光砖耐污性的等级。

2 抛光砖吸污的主要原因

2.1 内部气孔

测试分析发现，大多数瓷砖的烧结只消除了其表面气孔，而在瓷坯内仍残余4%~5%的闭口气孔。当瓷砖表面抛光后，这些闭口气孔暴露于瓷砖表面，形成开口气孔，使得抛光砖表面的耐污性下降。砖坯体中的气体主要来自成形后组成砖坯颗粒之间的空隙，其次是来自组成坯体的原料在烧结过程中的氧化还原反应所放出的气体。这些气体在坯体烧结过程中随着颗粒的相互靠拢而逐渐逸出，由于气体逸出需要一个过程，而现在的瓷质砖生产企业都采用快速烧成，如果烧成曲线不合理，就会影响气体的顺利逸出。此外，受窑炉内气压的影响，还有少量气体在烧成过程中会被一直包裹在熔融液相中无法逸出，最终变成为瓷砖内的气孔。

2.2 表面微裂纹

由于瓷砖坯体中石英细颗粒和新产生的玻璃相的热膨胀系数相差很大，当坯体中颗粒石英含量过多或烧成中冷却制度不合理时，冷却时的玻璃相就会受到较大的张应力而引起微裂纹，产品经过后期粗磨、细磨和抛光三道受力加工工序时，瓷砖体内的微裂纹有不同程度的扩展。微裂纹不同程度的扩展造成产品耐污性明显下降。

2.3 瓷砖烧结强度差

瓷砖内的晶粒在抛光过程中剥落，留下空洞，形成吸污面。

2.4 瓷砖玻化不完全

部分厂家为降低成本，使得抛光砖的烧成温度过低，保温时间过短，再加上配料不合理，虽表面烧结，但是坯体的烧结程度不够。在抛光过程中，表面玻化较完全的部分被抛去，所形成的抛光表面玻化程度不够、开口气孔率较高。

3 提高抛光砖耐污性能的方法

3.1 提高其烧结程度

要提高抛光砖的耐污性能，必须提高其烧结程度，可以采取合理的烧成制度。适当延长氧化分解阶段的时间，使坯体中的有机物得到充分的氧化分解，以便顺利排出反应所产生的气体。提高烧成温度，延长烧成周期，使坯体充分进行晶型转变，促进玻璃相及莫来石的生成，使产品烧结良好。这种方法可以提高抛光砖的烧结程度，但是成本较高。与此同时，采用合理的冷却制度，减慢在573℃左右的降温速度，以避免石英颗粒在573℃晶型转变时，石英与玻璃相膨胀系数差异过大，产生较大的应力，而产生微裂纹。

其次，在不影响生产的情况下，可以增加钾长石、钠长石及石英的含量，适量减少粘土类的原料，调整配方中的铝硅比，以利于高温时玻璃相的生成，从而提高瓷砖的瓷化程度，降低气孔率，提高产品的耐污性。

3.2 降低残留气泡的含量

一方面，在坯体配方中尽量用烧失量小的原料。可以使用部分熟料和烧失量少的快烧料，如：煅烧高岭土、煅烧滑石、煅烧锂辉石、煅烧石英、透辉石、硅灰石、叶腊石、透闪石、锂辉石、硅线石等原料，以加快反应和减少挥发组分排出，减少气相残留。另一方面，就是要保证成形粉料的颗粒级配，调整好压机的冲压次数和压力大小，使坯中的气体在成形过程中尽量逸出，降低坯体中的空隙率，以使坯体均匀致密，提高坯体的致密化、降低气孔率。

3.3 降低残留石英的含量

通常石英会在1 200℃～1 300℃转化为方石英，可以适当延长陶瓷抛光砖在1 200℃以上的烧成时间，使已有石英转化成方石英，从而降低残余石英的含量，但是这种方法会提高成本，降低窑炉寿命。可以尝试减少石英原料的使用量来降低抛光砖中残留石英的含量。瓷坯中SiO2晶相的急剧减少，能显著提高耐污性能，但也会使耐磨度、强度等性能降低，使瓷坯的变形增大。也可以通过延长石英的球磨时间来降低石英粒径；通过调整球石的大、中、小比例，以提高球磨效率，减少浆料中粗颗粒石英的含量，从而使石英在烧成过程中充分反应，降低残留石英含量。

3.4 改善抛光工艺

对抛光过程进行力学分析，优化抛光工艺，以消除对耐污性能影响较大的晶粒剥落缺陷的产生。完善抛光生产工艺时，适当地调整磨头与抛光砖之间的相互力(精抛磨头主轴的横向和纵向作用力、磨头随主轴的振动情况)、磨削速度、磨削时间、磨削量等因素，使得砖体内微裂纹扩展的现象得到控制。

3.5 使用抛光砖防污剂

为了提高抛光砖的耐污性能，许多陶瓷生产厂家在抛光砖出厂前都使用防污剂对抛光砖表面进行处理。目前，市场上常用的抛光砖用防污剂主要有几大类：

（1）以蜡为主体的防污剂，由于蜡只能在表面涂覆，且与基材的附着力不好，因此很快就失去了防污效果。

（2）以含氢硅油为主体的乳液型或溶剂型的防污剂，其原理是含氢硅油与基材在催化剂作用下反应，生成一层防水防污膜。乳液型的防污剂的固化速度慢，容易发生霉斑而影响砖的外观；溶剂型的防污剂则因其产品加入催化剂使产品放出氢气，导致在储运、使用时具有危险性。

（3）抛光砖表面镀膜，如常用的超洁亮技术。其缺点是：一般抛光砖的干摩擦系数都在0.5以上，而表面镀膜后其干摩擦系数会在一定程度上有所下降。使用过程中抛光砖的保护膜会发生磨损，慢慢失去防污效果。

（4）以有机硅树脂为活性组分的溶剂型防污剂，其原理是通过分子设计，合成出具有合适分子大小的有机硅树脂，在催化剂作用下交联，生成网状的、有一定硬度、耐磨性好的硅树脂交联体，这种防污剂具有渗透性好、快干、防污效果持久等特点。虽然有机硅树脂类的防污剂在防墨水方面有较好的性能，但是在防油性污渍方面性能欠佳。

（5）组合型纳米防污剂，由A液、B液两者组成，组合使用。其中A液富含高活性水性纳米粒子，在水分蒸发后可以凝结成具有一定强度的块状固体；B液为浸润、铺展性极佳的无色透明油性或水性液体，其有效成分在室温下可以缓慢固化成透明憎水膜。这种纳米防污剂具有反应活性高、渗透力强、对砖体黏附性好以及填充性好的特点。

要解决陶瓷抛光砖表面吸污的问题，就需要提高陶瓷抛光砖的耐污性能。可以从提高瓷质抛光砖烧结程度、降低残留气泡含量、降低残留石英的含量、改善抛光过程、使用防污剂等方面入手来提高抛光砖的耐污性能。

4 常用的瓷质抛光砖的挑选方法

（1）看：主要是看抛光砖表面是否光泽亮丽、有无划痕、色斑、漏抛、漏磨、缺边缺脚等缺陷。查看砖底面上的商标标记，正规厂家生产的产品背面都有清晰的商标标记，如果没有或者特别模糊的，建议慎选。

（2）掂：就是试手感，掂分量。同一尺寸规格的产品，手感都比较沉，说明瓷砖的密度相对高，产品质量相对好一些，反之，手感较轻的产品质量较差。

（3）听：用硬物轻轻敲击瓷砖，若声音清爽且回音绵长，如敲击铜钟之声，则瓷化程度高、强度高、吸水率低、耐磨性强、其耐污性较好，质量好；若声音混哑沉闷，则瓷化程度低（甚至存在裂纹）、耐磨性差、抗折强度低、吸水率高，其耐污性较差，易受污染，质量较差。

（4）量：用量具测量，同批次两块抛光砖的边长尺寸偏差≤0.8mm为宜，同一块瓷砖两个对角线长度的尺寸偏差；500mm×500mm产品≤1.2mm，800mm×800mm产品≤2.0mm，若超出这个标准，则质量档次要低一些，该批的瓷砖装铺时要多花功夫，其装饰效果也会大打折扣。

（5）试：一是试铺，随机抽样把同一型号不同包装箱中的产品在地上试铺若干，站在3米之外仔细观察，检查产品色差是否明显，砖与砖之间缝隙是否平直，倒角是否均匀；二是试脚感，看滑不滑，不加水，注意瓷砖是否防滑，因为越加水会越涩脚。