環(huán)境友好型瓷磚發(fā)展分析及綜述

（續(xù)接第7期，第6頁）

2.4其它功能型瓷磚

瓷磚除了具有優(yōu)異的物理和化學性能外，還具有透水、蓄光發(fā)光、自潔、耐污染、耐磨等功能，為家居空間提供了便利。

2.4.1透水瓷磚

隨著城市化進程的加快，不透水地面鋪裝取代了原有的森林、綠原和田野，形成了“城市荒漠”。地表土壤中原有的動植物及微生物的生存環(huán)境遭到破壞，城市不透水硬化地面正逐漸成為城市一系列環(huán)境危機的根源。由此各國開始提倡透水性鋪裝，并進行大量的研究，滲水磚就屬于其中水性鋪裝材料之一。透水磚具有良好的透水性及保濕性，可緩解城市的“城市荒漠”及“熱島效應(yīng)”，有利于保持城市水平衡；透水磚具有多孔性，可以保證大地與大氣之間的水汽和熱能的交換，減小城市的熱島效應(yīng)；同時，透水磚也是有效利用雨水資源的重要途徑。

透水磚還具有其它磚所不具有的特性，其優(yōu)良性能主要表現(xiàn)在：

（1） 高透水性。由于透水磚具有很高的孔洞率，特別是連通孔，可以使部分雨水滲入到地下，使得地下水得以補充，克服了城市路面（混凝土路面、瀝青路面、瓷質(zhì)廣場磚、水泥磚路面等）不透水的弊端，從而緩解了城市地面下降的問題。另外，由于部分水滲入地下，減輕了城市地下水道排污的壓力和對江河湖泊的污染，減少了污水處理的費用；

（2） 透水磚的主要原料是工業(yè)廢渣，減輕了工業(yè)廢料給環(huán)境造成的污染；

（3） 透水磚的高透水性和材料的裝飾效果，必然將取代其他類似的建筑材料；

（4） 透水磚孔隙率高，吸聲效果較好，有防止噪聲污染的功能；

（5） 透水磚的表面摩擦系數(shù)大，防滑功能強。

在國外，日本是最早開始研制透水性鋪裝磚的國家，日本INAX公司陶瓷透水磚指標見表3所示。在國內(nèi)，透水磚的生產(chǎn)起步較晚，2000年以后，在廣東、陜西、河南、山東、河北等部分企業(yè)相繼開始生產(chǎn)陶瓷滲水磚，但生產(chǎn)規(guī)模均較小，多數(shù)沒有連續(xù)生產(chǎn)。生產(chǎn)出的透水磚性能也沒有相關(guān)的衡量標準，僅在2005年7月審議通過行業(yè)標準JC/945-2005《透水磚》，該行業(yè)標準要求滲水磚的抗壓強度>30MPa、透水系數(shù)>0.01cm/s、保水率≥0.6g/cm3。現(xiàn)有不少國內(nèi)學者、科研機構(gòu)采用固體工業(yè)廢料、生活垃圾和建筑垃圾為主要原料進行滲水磚的研制，如佛山樂華陶瓷有限公司，對透水磚作了深入的研究與開發(fā)。表4為國內(nèi)某單位研制透水磚的基礎(chǔ)坯體化學組成。

透水磚是一種環(huán)境友好型瓷磚，與混凝土材料相比，由于其生產(chǎn)成本偏高、銷價高、以及環(huán)境和人為等因素，使透水磚沒有競爭優(yōu)勢，產(chǎn)品不能普及。

2.4.2蓄光瓷磚

蓄光陶瓷又叫蓄光性發(fā)光陶瓷、夜光陶瓷等，它是將蓄光材料加入陶瓷制品中，具有蓄光發(fā)光性能，兼具陶瓷和蓄光材料的所有優(yōu)點。其原理為：蓄光材料在有可見光、紫外光等光源照射時，能將其光能儲蓄起來，在光源撤走后，再將所儲蓄的光能緩慢釋放而產(chǎn)生熒光。

目前，蓄光瓷磚的蓄光性能為：受光時間1~3min，發(fā)光時間2~12h。在國內(nèi)還沒有蓄光陶瓷磚相應(yīng)的標準，選用時供需雙方應(yīng)具體約定。蓄光瓷磚除了具有強度高、耐候性好、耐熱耐火、抗老化、表面易清洗、裝飾高雅、使用壽命長等優(yōu)點外，在有間斷光源的地方使用，可產(chǎn)生連續(xù)發(fā)光的照明效果，既有裝飾效果又可大幅度節(jié)約電能。蓄光瓷磚被廣泛應(yīng)用于影劇院、學校、醫(yī)院和居民樓道、高速公路、立交橋、地下通道等場所。

在我國有許多研究機構(gòu)與企業(yè)從事蓄光材料的研究與生產(chǎn)。大連路明研制的發(fā)光材料較多，佛山有多個三度燒企業(yè)用來研發(fā)陶瓷配件，廣東唯美陶瓷有限公司黃惠寧項目組于2002年研制成功夜光釉面內(nèi)墻磚，并在LD品牌推廣。

2.4.3自潔瓷磚

自潔瓷磚也稱智潔瓷磚，主要是為了克服傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的瓷磚表面存在大量微小針孔，易掛臟并滋生霉菌而研發(fā)設(shè)計的一種新型高檔產(chǎn)品。自潔瓷磚由陶瓷基體和自潔功能材料兩大部分組成。所謂自潔瓷磚指在陶瓷制品表面或釉層中加入具有抗菌、殺菌、防污、除臭和具有凈化大氣功能的材料，這些功能材料在陶瓷上必須具有較強的結(jié)合力，同時對人體不產(chǎn)生任何危害。其自潔機理包括三種：

（1） 依賴金屬離子中不穩(wěn)定電子的遷移以阻礙微生物的呼吸和代謝，從而阻礙其酵素作用，破壞其蛋白質(zhì)[19]；

（2） 在瓷磚表面涂覆一層納米級二氧化鈦光催化劑，在吸收一定波長的光能后產(chǎn)生自由電子(e)空穴(h+)對，并把表面吸附的OH-和H2O氧化成強氧化性的羥基自由基，活性自由基可直接氧化分解細胞壁、細胞膜和細胞內(nèi)的組分，導(dǎo)致細菌死亡或變異[20]；

（3） 遠紅外線自潔功能材料如鋯(Zr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)及其氧化物，其殺菌自潔作用與所放出的遠紅外線射線有關(guān)，殺菌效果有限。

從1994年日本的東陶公司(TOTO)推出具有自潔功能的瓷磚和潔具，到2000年廣東佛陶集團開發(fā)出具有自潔功能的衛(wèi)生陶瓷，再到2002～2004年廣東唯美陶瓷有限公司黃惠寧研究小組利用納米TiO2溶膠進行了內(nèi)墻磚瓷片和外墻磚的研發(fā)，瓷磚的自潔技術(shù)已經(jīng)取得了較大的突破。但是目前還面臨著陶瓷表面顏色失真失色以及與陶瓷基體結(jié)合力不夠兩大難題。

現(xiàn)在越來越多的人注重瓷磚的附加功能，自潔型瓷磚無論是從健康角度還是從生活角度，都給人們帶來了巨大的益處，為人們創(chuàng)造舒適衛(wèi)生的居住工作環(huán)境，這種類型的瓷磚在市場必倍受人們的青睞。

2.4.4調(diào)濕瓷磚

調(diào)濕瓷磚是一種功能型綠色建材，作為一種內(nèi)墻磚，調(diào)濕不僅填補了其它建筑衛(wèi)陶瓷以耐久性和裝飾性為主的缺陷，更重要的是其獨特的功能性，滿足了人們更高層次的需求，給人們帶來更健康、更舒適的生活。

調(diào)濕瓷磚具有超強的吸放濕性能，它運用獨特的技術(shù)能在10min左右吸收空氣中的水分，同時又能將這些水分保存起來，在需要的時候釋放出來，即當空氣濕度大時（如下雨天、梅雨季節(jié)、夏天濕度大等），調(diào)濕瓷磚可以吸收空氣中的水分，降低空氣的濕度，產(chǎn)生涼爽、清新的效果；當空氣干燥的時候（如冬天），它又可以將保存在體內(nèi)的水分釋放出來，適度地為空氣增加濕度，對身體、皮膚都有好處，既節(jié)能又環(huán)保，是21世紀綠色生態(tài)節(jié)能住宅室內(nèi)裝飾首選的材料。日本已經(jīng)開發(fā)出具有可以調(diào)節(jié)空氣濕度的瓷磚，該產(chǎn)品由松下集團房地產(chǎn)公司獨家販賣。

2.4.5抗菌瓷磚

抗菌瓷磚是在配方中加入抗菌劑而使其表面具有殺菌能力的瓷磚。抗菌瓷磚不但可以抑制病菌的增長，而且可以防止尿堿的積累，防污效果十分良好。此外，抗菌瓷磚可以消除人體分泌的會導(dǎo)致陶瓷表面產(chǎn)生的各種有色污垢多糖組分，達到自潔的目的[21～24]。

早在20世紀80年代末，一些發(fā)達國家已在醫(yī)院、餐廳、高級住宅開始使用抗菌建筑衛(wèi)生陶瓷制品。1996年日本發(fā)生全國范圍內(nèi)病原性大腸桿菌O-157感染事件之后，掀起了抗菌陶瓷熱。在陶瓷制品表面涂上TiO2漿料，經(jīng)煅燒后形成0.5~1μm厚的光催化二氧化鈦膜，用陽光或日光燈照射涂TiO2膜的陶瓷制品，在短時間內(nèi)就能完全殺滅其表面上的細菌。我國是在20世紀90年代中期才開始對抗菌材料進行研究，且我國建筑材料科學研究院(鈦系研究)、景德鎮(zhèn)陶瓷學院、武漢工業(yè)大學(銀系研究) 等均取得了可喜突破。廣東唯美陶瓷有限公司黃惠寧研究小組于2002～2003年采用磷酸鋯載銀材料進行了有釉墻地磚的研發(fā)與生產(chǎn)，是國內(nèi)最早通過抗菌專業(yè)認證的產(chǎn)品，同時成為“全國首批，行業(yè)首家”獲得“抗菌標志”的陶瓷墻地磚企業(yè)，并通過廣東省科技成果鑒定[25]。李博文等人通過陽離子交換技術(shù)制得載銀膨潤土，研究表明，載銀膨潤土具有優(yōu)良的抗菌性能，400℃熱處理后載銀膨潤土表現(xiàn)出較好的抗菌效果[26]。黃惠莉等人在釉面陶瓷表面制備了TiO2和Pt/TiO2抗菌薄膜，在紫外燈照射下，膜厚約80nm和55nm的TiO2薄膜及膜厚約50nm的Pt/TiO2薄膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有很好的殺菌效果[27]。

抗菌瓷磚具有消毒、滅菌、除臭等功能，有些抗菌瓷磚對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率超過95%以上。抗菌瓷磚是一種新型環(huán)保功能材料，技術(shù)含量高，它在保持陶瓷制品原有使用功能和裝飾效果的同時增加抗菌及化學降解的功能，從而能夠廣泛用于衛(wèi)生、醫(yī)療、家庭居室、民用或工業(yè)建筑，有著廣闊的市場前景，己成為高新技術(shù)產(chǎn)品研究開發(fā)的熱點之一。

3 環(huán)境友好型瓷磚的相關(guān)標準及發(fā)展狀況

3.1環(huán)境友好型瓷磚的相關(guān)標準

根據(jù)國內(nèi)有關(guān)研發(fā)機構(gòu)以及標準制定單位的相關(guān)要求，目前已形成以下的相關(guān)標準[28]：

（1） 納米無機材料抗菌性能檢測方法GB/T21510-2008；

（2） 抗菌陶瓷抗菌性能JC/T897-2002；

（3） 無機抗菌劑——性能及評價HG/T3794-2005；

（4） 材料負離子發(fā)生量測試方法JC/T1016-2006；

（5） 負離子功能建筑內(nèi)飾材料（行標，已報批）；

（6） 建筑材料及制品的濕熱性能：吸濕性能的測定ISO12571:2000；

（7） 建筑材料及制品的濕熱性能：吸濕性能的測定GB/T20312-2006；

（8） 透水磚JC/T945-2005；

（9） 輕質(zhì)陶瓷磚JC/T1095-2009；

（10） 防靜電瓷磚20080846-Q-609；

（11）防滑地磚表面防滑性能試驗方法20080848-Q-609；

（12） 環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求——陶瓷磚HJ/T297-2006；

（13） 建筑材料放射性核素限量GB6566-2010。

近年來，我國有關(guān)機構(gòu)加強了環(huán)境友好型瓷磚的標準制定。據(jù)統(tǒng)計，有關(guān)標準出臺13項，標準的制定和推廣有助于環(huán)境友好型瓷磚的發(fā)展。

3.2環(huán)境友好型瓷磚的發(fā)展狀況

總體上看，環(huán)境友好型瓷磚研發(fā)設(shè)計較多，其大規(guī)模生產(chǎn)和銷售較少，但后續(xù)發(fā)展的積極性高，前景較好。表5為我國環(huán)境友好型瓷磚產(chǎn)品的發(fā)展狀況。

4 結(jié) 論

傳統(tǒng)建筑陶瓷為人類的物質(zhì)文明做出了巨大的貢獻，同時也給人類帶來了生態(tài)環(huán)境破壞和資源浪費、能源短缺等嚴重問題。隨著時代的進步，人類要尋求與自然和諧相處，走可持續(xù)發(fā)展之路。發(fā)展綠色環(huán)保瓷磚，凈化環(huán)境、消除污染、開發(fā)資源、節(jié)約能源，為人類創(chuàng)造更加美好舒適的生存空間。

（1） 薄磚/薄板具有節(jié)省原材料、節(jié)約能源、節(jié)省包裝材料、減少物流費和減輕建筑物荷重等優(yōu)點，最主要的是薄磚/薄板在技術(shù)上沒有任何障礙，是環(huán)境友好型瓷磚推廣的最直接最首要的任務(wù)，瓷磚企業(yè)應(yīng)該積極推廣。

（2） 利用工業(yè)廢料生產(chǎn)瓷磚，既可清除工業(yè)廢料，改善工礦環(huán)境，又可變廢為寶，還可為陶瓷材料的生產(chǎn)提供原料基地，是國家十來年扶持的重點，也是環(huán)境友好型瓷磚發(fā)展的一個重要方向。

（3） 太陽能瓷磚將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能或電能；輕質(zhì)瓷磚具有隔熱、隔音、保溫等優(yōu)點，保證了居住場所的“冬暖夏涼”，大大降低建筑物能耗。

（4） 固（吸）碳瓷磚使每一塊瓷磚變成一顆綠樹，為全球的低碳事業(yè)做出杰出的貢獻。

（5） 滲水透水瓷磚將城市由“城市荒漠”變成可循環(huán)的綠洲，保證水在城市中的有效循環(huán)，同時解決了大部分城市的積水問題和內(nèi)澇災(zāi)害。

（6） 負離子瓷磚把生活在城市灰色框架下的人們帶入和原始森林一般的負離子健康家居空間內(nèi)，減少了“城市病”的發(fā)生。

（7） 自潔型瓷磚為人們的健康家居生活提供了保障，吸收了有害物質(zhì)，殺死了附在瓷磚表面的細菌，同時具有清潔作用。

（8） 調(diào)節(jié)空氣濕度的瓷磚解決了人們的“返潮”煩惱，對人們的健康生活貢獻巨大。

（9） 低放射性、低重金屬、防滑、防靜電瓷磚為人的身體健康和安全提供了保障。

在我國，環(huán)境友好型瓷磚的發(fā)展還處于初期，2010年普通型瓷磚年產(chǎn)量在70億㎡左右，產(chǎn)業(yè)還在不斷擴張，但基本上還處在低水平重復(fù)建設(shè)階段，應(yīng)倡導(dǎo)對環(huán)境友好型瓷磚進行設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和使用。

為加快環(huán)境友好型瓷磚的發(fā)展，推進智慧型建筑的步伐，大力普及與宣傳環(huán)境友好型瓷磚的知識，應(yīng)加強政策的鼓勵和標準的制訂與推廣，用健康、安全、舒適、美觀的綠色建筑物，造福于社會，造福于人民。

在我國，環(huán)境友好型瓷磚的生產(chǎn)量和使用量還很低，該向日本和德國等先進國家學習。相信，只要全社會關(guān)心支持環(huán)境友好型瓷磚的設(shè)計與研發(fā)，我國環(huán)境友好型瓷磚一定能健康發(fā)展！

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Analysis of the Development of Environment-friendly Ceramic Tiles

HUANG Hui-ning， DAI Yong-gang， WAN Xiao-liang， ZHANG Guo-tao， HUANG Xin-chen

（Guangdong KITO Ceramics Co.Ltd， Foshan 528031）

Abstract: As a traditional industry，ceramic wall and floor tiles industry cost a lot of high quality mineral resources and also it was a high energy consumption industry， the development of ceramic industry must cause new pressure for energy and environment.So the Chinese government outline that every industry must start to work for energy saving and emission reduction in the “twelfth five-year-plan” ， energy saving and emission reduction was one index for the healthy develop of the enterprise. In this article present the concept of environment-friendly ceramic tiles and analyze the design、 develop、production status and tendency of Chinese environment-friendly ceramic tiles at present， this topic studied the importance to develop the environment-friendly ceramic tiles and technical approach， proposing that to promote the study and application， then can achieve the harmonious development between human and nature.

Key words: environment-friendly; ceramic wall and floor tiles;energy saving and emission reduction