利用拋光磚廢渣生產陶瓷輕質板材的研究及其優勢

李展華 鐘路生 黃停停

摘 要：隨著十八大報告“推出生態文明建設”方針的提出，大批污染企業又將面臨洗牌，新一輪的陶瓷產業革新必將來臨。筆者采用濕法擠出成形的方式，以拋光磚廢渣為主要原料，研發出規格為2440mm×1220mm×8mm的陶瓷輕質標準板材，以期在建筑板材領域上發揮作用，希望能開辟一條新的拋光磚廢渣處理途徑。

關鍵詞：拋光磚廢渣；濕法擠出；建筑板材

1 前言

隨著十八大報告“推出生態文明建設”方針的提出，大批污染企業又將面臨洗牌，新一輪的陶瓷產業革新必將來臨。“僅拋光磚廢渣，全國就約達900萬噸/年”[1]，這對拋光磚廠來講無疑是個沉重的數據！因此，由廣東佛山歐神諾陶瓷股份有限公司主持起草的《輕質陶瓷磚》（JC/T 1095—2009）行業標準正式頒布，已于2010年6月1日實施，給行業提供了一個方向。

筆者在此基礎上，通過濕法擠出成形的方式，以拋光磚廢渣為主要原料，研發出規格為2440mm×1220mm×8mm的陶瓷輕質標準板材，以期在建筑板材領域上發揮作用，希望能開辟出一條新的拋光磚廢渣處理途徑。

2 板材的簡介

2.1 板材的定義及應用范圍

板，全國科學技術名詞審定委員會的定義為“厚度遠小于平面尺度的平面構件”。在應用學科里，建筑材料作為主要的對象，板材的定義又為“寬度尺寸為厚度尺寸的2倍以上的鋸材。”[2]由此可見，板材的形狀是以扁平，寬大并可裁鋸為特征，方便建筑施工。

如今，最普遍的新型建筑板材已廣泛用于大型工業廠房、民用建筑、冷庫、移動房屋、展館、體育館、購物中心、機場、電廠、別墅、醫院、低層及高層辦公樓、家具裝飾等領域，是建筑行業不可或缺的材料。

2.2 陶瓷輕質板材與普通板材的性能對比

新型建筑模板的性能和功用各不相同，生產建筑板材產品的原材料及工藝方法也各不相同。就其發展情況而言，有的品種重在花色，花色品種層出不窮，如：裝飾裝修材料；有的品種重在功能，如：保溫材料；有的則通過深加工衍生出多個品種，如：新型建筑板材等。本文以常見的石膏板材、硅酸鈣板材為例，與陶瓷輕質板材性能進行對比。其幾種板材的性能參數對比如表1所示。

從表1中可以看出，硅酸鈣板的強度、使用壽命、防火、耐潮等性能都明顯優于傳統的石膏板，這些性能使得硅酸鈣板是當前建筑用的理想板材。而陶瓷輕質板的抗折強度更高、耐潮性能更好，且運用60%以上的拋光廢料，充分的地利用了拋光磚的廢料，真正實現陶瓷廠固體廢料循環的綜合利用，是一種符合可持續發展政策的新型環保輕質板材。

3 擠出成形陶瓷輕質板材的研究

3.1 國內部分企業利用拋光廢渣生產瓷磚[3]

國內部分企業運用拋光廢渣生產瓷磚的研究現狀如表2所示。

近幾年，拋光廢渣在陶瓷磚生產中的運用得到了廣泛的研究，上述企業在研究中，得到了可喜的成績，獲得業界的公認。然而，拋光廢料以每年900萬噸的產量，依然難以消化。采用濕法擠出成形法生產輕質大規格板材（2440mm×1220mm×8mm），在國內還沒有相關報導，這種新型的陶瓷輕質板材用于建筑，因為其具有優越的性能，完全可以替代石膏板、硅酸鈣板。因此，也為消化拋光廢料提供一條全新的路徑。

3.2 擠出成形陶瓷輕質板材的生產工藝流程

本文主要闡述了兩種擠出陶瓷輕質板材的生產工藝流程，其詳情如下。

（1） 適用于新工廠生產的工藝流程

適用于新工廠的陶瓷輕質板材的工藝流程示意圖如圖1所示。

（2） 適用于老工廠生產的工藝流程

適用于老工廠的陶瓷輕質板材的生產工藝流程圖如圖2所示。

3.3 陶瓷輕質板材生產的技術突破

（1） 原料的處理

由于每個拋光磚廠使用的拋光介質不一定相同，拋光磚本身選用的原料也不同，導致拋光磚渣的比重、顏色相差較大。有的白度達到65度以上，有的只有25度。因此，輕質板材的最終處理方法為：白度高的可以用來做表面裝飾材料，加上雕刻、飾面，附加值顯著提升；白度低的只能做隔墻、底板，價格低廉。

因此，在生產中，需要將原料分級堆放、同級均化，以做到物盡其用，用有所值。

（2） 降低產品的容重及導熱系數的問題

如何降低產品的容重及導熱系數，這就涉及到工藝配方問題，包括原料的選擇、工藝處理、配方結構和燒成工藝等，需要長時間的摸索和調整，才能達到理想的要求。一般容重為0.3g/mm3、導熱系數達到<0.8 W/m2·K。

（3） 防止產品變形的問題

要防止產品變形，需要把握兩點關鍵技術：配方結構和燒成方式。

（4） 輕質板材中的發泡氣孔的均勻問題

發泡氣孔的穩定和均勻的問題，可以總結為兩點：一是原料要穩定；二是燒成溫度要均勻。

（5） 泥料塑性的問題

眾所周知，拋光磚渣是拋光磚與磨頭之間相互研磨產生的粉體，主要含拋光磚熟料、碳化硅、水泥，這些原料幾乎沒有塑性，加入60%～80%后，會導致坯體的塑性較差。因此，要求要求添加粘土原料，以提高其塑性。陶瓷輕質板材對塑性要求較高，并且需要加入一定量的坯體增強劑，以增強泥料的塑性和強度。

3.4 陶瓷輕質板材的優勢

3.4.1生產成本低

石膏板材、硅酸鈣板材與陶瓷輕質板材的成本對比如表3所示。

由表3可以看出，陶瓷輕質板材的生產成本在8～10元/m2間，比硅酸鈣板材低很多，且原材料價格波動較小。

3.4.2企業轉產容易

90億m2/年的陶瓷生產能力，給銷售帶來巨大的壓力，許多陶瓷廠將面臨去留的選擇，但幾千萬元的固定資產不是隨意就能放棄的。因此，利用現有的生產線，通過簡單的設備技改，就可以進行產品的升級換代，無疑給了企業廣闊的生存空間。而全國拋光磚廢渣約達900萬噸/年，全部免費使用，每個陶瓷廠都方便取料。

3.4.3市場前景較好

據統計，在建筑能耗中，圍護結構材料保溫性能差、保溫技術落后，傳熱耗能高達73%～77%。根據國家住房和城鄉建設部規劃，中國將實施強制節能標準。到2020年，全國的建筑總能耗要達到節能的65%的總目標。如按這個目標計算，則每年就建筑圍護結構節能需新增投資約為2700億人民幣，市場機會巨大。

到2012年，全國保障性住房和棚戶區改造住房約600～800萬套，建筑板材將從公建市場成功突破到住宅市場，在國家“節能減排”政策的影響下，建筑板材產品將更多的替代實心粘土磚用作住宅隔墻。“建材下鄉”試點范圍有望在2013年后繼續擴大，推動新興輕質建材在未來幾年的需求持續提升。

4 結語

陶瓷輕質板材具有優異的性能，如：容重低、導熱系數低、安裝成本低等，在許多發達國家中被爭相研制和推廣。另外，陶瓷輕質板材由于其輕質、環保、（下轉第34頁）可回收利用，且安裝施工和表面裝飾十分便利。同時，其在強度、使用壽命、防火、耐潮等性能方面都明顯優于傳統的石膏板和硅酸鋯板材。如這一項目的成功啟動，陶瓷輕質板將會成為重要建筑的理想板材。陶瓷輕質板的量化生產，既消化了大量的拋光廢料，又響應了國家的“節能降耗”和“推行生態文明建設”的號召，必將具有十分重要的社會意義！

參考文獻

[1] 霍敏儀，安康.拋光磚廢料再生記[R].陶城報，2012，11，30，A15.

[2] 蒙政強.薄板與薄板標準的匹配與協調[R].陶城報，2012，11，30，A30.

[3] 黃惠寧，柯善軍，張國濤等.拋光廢渣在陶瓷磚中的應用及現狀

[J].佛山陶瓷，2012，7.