淺談建筑衛生陶瓷泥砂類原料的檢測方法和標準化

劉 暢

(佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司 廣東 佛山 528031)

前言

在建筑衛生陶瓷生產中，原料是基礎，成形是條件，燒成是關鍵。原料的合理選擇和科學的分析對企業的生產來說至關重要。陶瓷坯用原料種類繁多，即使是同一種原料，雖然名稱相同，但由于其原礦的產區不同，其性能也會有很大差別。如何控制好原料的質量，確保批次原料符合公司的技術指標，規范的原料采購和驗收，不同企業都有各自的操作模式，筆者就建筑陶瓷行業如何對原料進行質量控制和驗收分享自己的經驗。

1 泥砂類原料的關鍵性能指標

一般建筑衛生陶瓷生產企業對泥砂類原料的使用和驗收指標要求包括：

1)外觀質量的指標。硬度、粒度、色澤、水分、含砂率、雜質、觸摸手感等。

2)物理性能指標?？伤苄?、粘結性、干燥收縮、煅燒白度、煅燒收縮、燒后呈色、煅燒后吸水率、干燥強度、粘度等。

3)化學性能指標?；瘜W成分(SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO)、燒失量、礦物組成、可溶性鹽類、pH值等。

1.1 泥砂類原料檢測驗收流程圖

1.2 泥砂類原料檢測驗收方法

1.2.1 原料檢測的主要設備、儀器和工具

球磨機、球磨罐、磨具、千斤頂、窯爐、數顯白度儀、游標卡尺、硅酸鹽智能快速分析儀、火焰光度計(測K、Na)、馬弗爐、不銹鋼碟、電子天平、干燥箱、篩子、篩網、流速杯、秒表、破碎機、不銹鋼盤、量筒等。

1.2.2 取樣

1)原料未進入堆場前，直接在車上取樣，以每車為一個抽檢批次。首先目測車上原料的分布情況，從車上不同位置取有代表性的樣品，至少9個采樣點，取樣總質量不低于3 kg，裝入密封袋或塑料桶，貼上標簽并注明：物料名稱及樣品編號、采樣日期、采樣人、采樣地點等。取回的樣品抽取1 kg備案(至該原料用完后1個月即可清理)，并記錄其外觀特征。

2)原料進入堆場，對堆場內同一種砂泥原料取樣，以外觀基本一致、不超過1 000 t的物料為一個抽檢批次。首先目測原料中各類型砂、石等的分布情況，抽取有代表性的樣品。樣本從每個不規則錐型堆頭的上、中、下3點取樣，取樣總質量不低于3 kg，裝入密封袋或塑料桶，貼上標簽并加以注明，記錄堆場原料的外觀特性。

1.2.3 原料外觀對比檢測(與標準樣對比)

將適量樣品和標準樣品置于不銹鋼碟在干燥箱內烘干，取出冷卻后分別取樣品和標準樣品平鋪在白紙片或白瓷片上，在自然光下目測比較外觀和雜質，并記錄。

1.2.4 水分(含水率)的檢測

稱取100 g的待測樣品置于恒重的不銹鋼碟中，然后將試樣放入干燥箱中于180 ℃±10 ℃的溫度恒溫干燥120 min。取出，在空氣中冷卻10 min，稱得干樣質量為m1， 按公式W(%)=(100-m1)/100計算出樣品的含水率。

1.2.5 含砂率的檢測(泥類原料用200目篩網，高溫砂類原料用40目篩網)

1)將試驗篩用水浸濕，將干燥后試樣攪拌均勻后，稱取100 g全部置于篩內，然后用水漂洗至水清(或無泥樣物)為止，用少量水將篩上物全部移至已恒重的不銹鋼碟中，待沉淀后將上部清水小心傾出。

2)將篩上物放入恒溫干燥箱內于180 ℃±10 ℃的溫度，恒溫干燥40 min。取出，在空氣中冷卻10 min，稱得干樣質量為m1。

3)試樣含砂率：S(%)=m1

1.2.6 漿料的制備

1)干燥、破碎、除鐵。將取回的樣品混合均勻，置于180 ℃±10 ℃烘箱內干燥至恒重。需要時，用研缽或輪碾機進行破碎，破碎后用除鐵棒進行除鐵。

2)配料按表1所示進行配料。

表1 原料組成

3)球磨。將稱量好的樣品放進球磨罐中球磨，球磨時間如表2所示。

表2 不同砂類原料的球磨時間

每個快速球磨罐中高鋁球石的質量為700 g，其中直徑0～15 mm高鋁球石約為350 g，直徑15～22 mm的約為350 g。每隔15 d需按此配比加入新的球石，以保證球磨效率的一致性。

1.2.7 流速的檢測

將制好的漿料混合均勻，倒入流速杯中至滿杯，一只手封住杯底，一只手拿住秒表。然后，將手移開并開始計數，至流速杯里的漿料完全流出時停止計數。記錄秒表上的數據t1，即為漿料的流速。

1.2.8 原料化學成分檢測

將球磨好的漿料干燥后過200目篩，取20 g樣品送到化學分析室，檢測分析成分包括：SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、燒失量。

1.2.9 煅燒白度、煅燒收縮、燒后呈色、煅燒后吸水率的檢測

1)粉料的制備。將球磨好的漿料除鐵后過80目篩，然后進行干燥。砂類原料含水率3%～8%，泥類原料含水率8%～12%。將干燥后的試樣過20目標準篩成粉料備用。

2)壓制成形、干燥。稱量35 g粉料放入直徑為5.02 mm的圓形模具中用液壓千斤頂進行壓制成形，將成形后的圓餅至于180 ℃±10 ℃干燥箱中干燥至恒重(30～40 min)。

3)燒成。將干燥后的圓餅樣品送到窯爐車間(約1 200 ℃)燒成。

4)煅燒白度的檢測。將燒制好的樣品冷卻后，用數顯白度儀進行檢測，并記錄。

5)煅燒收縮的檢測。將燒制好的樣品冷卻后，用游標卡尺量取樣品的直徑D1，按公式L(%)=(5.02- D1)/5.02計算出樣品煅燒收縮率。

6)煅燒呈色的檢測。將燒后的樣品冷卻后，在自然光下目視其樣品與標準樣發色的偏差，并記錄。

7)煅燒后吸水率的檢測。將燒好的樣品送至物理檢測室，用陶瓷吸水率測定儀進行檢測，并記錄。

1.2.10 球土類原料的強度檢測

1)取約300 g球土原料置于不銹鋼碟中，將其放入干燥箱(180 ℃±10 ℃)烘干至恒重，然后取出冷卻。

2)干燥后的原料稱取100 g，并在樣品上均勻噴灑12 g的水，然后過20目篩。

3)取過篩后的粉料35 g壓制成長條試樣(尺寸：100 mm×20 mm )，總計壓制3個試樣。

4)將長條試樣放入干燥箱(160 ℃±10 ℃)干燥1 h，然后取出冷卻至室溫。

5)將干燥后的試樣放入電動材料抗折儀上測試，記錄數據，并計算出試樣強度的平均值。

1.2.11 泥砂類原料的批量判定及不合格處理方法

對批次原料抽樣進行外觀及理化性能分析，根據原料驗收標準，依據實際檢測結果對原料進行合規性判定，對不合格的原料根據實際情況進行扣罰、讓步接收或退貨處理。

2 原料標準化的思考

目前我國建筑衛生陶瓷使用的原料性能波動很大，給工藝控制和質量管理帶來了很大的困難。有很多專家認為可以借鑒西班牙、意大利在不同的產區建立標準化的陶瓷礦物原料廠，給產區集中供應，然而這些方案都沒有獲得成功，主要原因有3點：

1)企業可以通過工藝調節控制原料波動的影響。

2)原料標準化集中供應方案的成本遠遠高于陶瓷企業利用技術員調試配方的成本。

3)不同企業有各自的采購策略和合作供應商。標準化的目的是提升效率、降低成本，而非僵化地實行原料標準化供應。

目前陶瓷企業完全可以利用標準化的料倉堆料流程對企業自身原料的標準化進行處理，利用原料的驗收標準、檢測方法標準化，對原料進行入廠檢驗，并根據原料的波動，調整配方、試燒對比、確定配方，確保產品質量的穩定。因此原料標準化的有效實施還有待進一步探討。