淺析功能型建筑陶瓷及其應(yīng)用*

任曉輝

(臨沂職業(yè)學(xué)院 山東 臨沂 276017)

前言

建筑陶瓷的主要功能是保護(hù)建筑物的墻面和地面，以防止其被污染和破壞，以及用于建筑物表面裝飾從而增加美感。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、人們的生活水準(zhǔn)的提高和工作條件的改善，人們對建筑陶瓷的功能要求越來越高，功能陶瓷已成為國內(nèi)建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展的主要方向。隨著功能型建筑陶瓷的發(fā)展，建筑陶瓷市場出現(xiàn)了許多新品種、新規(guī)格，眾多具備特殊功能的瓷磚不斷擁入市場，滿足了市場需求。

1 常見的功能型建筑陶瓷

1.1 自潔凈陶瓷

1.1.1 親水陶瓷

親水陶瓷中含有二氧化鈦，二氧化鈦經(jīng)紫外線照射可以發(fā)生光催化，部分二氧化鈦位于瓷磚表面，從而使瓷磚具有自潔、殺菌，除異味功能。同時(shí)，二氧化鈦是一層透明膜，不會遮蓋釉面的色彩。另外，二氧化鈦是一種無機(jī)材料，抗燃燒和耐腐蝕能力較強(qiáng)。在紫外光的激發(fā)下，二氧化鈦的光催化活性能持續(xù)較長一段時(shí)間，可分解瓷磚表面的有機(jī)物，潤濕瓷磚表面。它的功能主要表現(xiàn)在以下幾方面[1]：

1.1.1.1 殺菌

二氧化鈦薄膜被催化后會產(chǎn)生電子-空穴對，它具有極強(qiáng)的氧化性，能將細(xì)菌等微生物氧化，變成CO2和水，從而達(dá)到殺菌的目的。

1.1.1.2 自潔性

從上述可知，二氧化鈦薄膜具有高潤濕性，液體可以很容易地在磚體表面擴(kuò)展。灰塵等很難粘附在具有強(qiáng)氧化性的瓷磚表面，雨水甚至風(fēng)力就可以輕易地將灰塵與磚面分離，從而起到自清潔的作用。

1.1.1.3 防霧

小水滴是霧形成的主要原因，因?yàn)樗谶@種瓷磚表面均勻鋪散，水滴難以形成，故具有很好的防霧作用。由于沒有水滴形成，所以瓷磚表面就沒有水漬，干燥后瓷磚就有較高的清潔度，浴室里瓷磚的這種優(yōu)勢更為明顯，使瓷磚的清洗變得較容易。

1.1.1.4 清潔空氣

親水瓷磚能將其表面空氣中的微生物氧化殺死，隨著空氣的循環(huán)飄動，逐步殺滅空氣中的細(xì)菌，從而起到除臭、清潔空氣的作用。

親水瓷磚其用途越來越廣，最先由日本在20世紀(jì)70年代發(fā)明，其主要用于衛(wèi)生潔具、外墻瓷磚、醫(yī)院瓷磚等方面。

1.1.2 疏水陶瓷

在瓷磚表面涂一層具有疏水性能的納米顆粒，其顆粒一般由有機(jī)材料和無機(jī)材料混合組成，疏水層可以有效降低瓷磚的表面張力，使水在瓷磚表面容易形成水滴，像“荷葉效應(yīng)”一樣水滴容易滾動，進(jìn)而帶走表面的一些灰塵雜質(zhì)。

1.2 抗菌、保健陶瓷

1.2.1 殺菌陶瓷

在瓷釉中或瓷磚表面涂覆無機(jī)抗菌劑，能夠殺滅瓷磚表面的病菌，添加少量抗菌劑并不影響瓷磚的裝飾效果，卻使陶瓷制品具備了抗菌功能。常用的無機(jī)抗菌劑有兩種類型：一類是銀系抗菌劑，由金屬化合物加無機(jī)載體配制。另一類是采用光催化材料作為抗菌體，其中二氧化鈦應(yīng)用最為廣泛，所以稱為鈦系列抗菌劑。在這方面日本走在最前列，其抗菌衛(wèi)生陶瓷、建筑瓷磚已生產(chǎn)上市。

1.2.2 紅外輻射瓷磚

遠(yuǎn)紅外線能夠消毒、保健、殺菌等，紅外輻射瓷磚是將紅外粉料添加到瓷磚釉料中燒制而成的。能促進(jìn)人體新陳代謝，提高人體免疫力，使人精神振奮，消除疲勞，增強(qiáng)身體抵抗力。制備此類瓷磚的關(guān)鍵是選擇具有高輻射率的紅外粉料。紅外粉料在釉料中的最佳加入量約為10%，坯體施釉后進(jìn)行燒制，最后得到紅外輻射瓷磚。紅外輻射瓷磚的輻射性能雖然隨紅外粉料用量的增加而增強(qiáng)，但用量過大時(shí)瓷磚表面白度會降低，加入量為10%時(shí)對瓷磚表面裝飾效果沒有多大的影響[2]。

1.2.3 負(fù)離子陶瓷

眾所周知，從促進(jìn)人們身體健康的角度來講，空氣中負(fù)離子濃度越高，空氣質(zhì)量越高，越有利于人體健康。電氣石作為一種硅酸鹽礦物，在空氣中能將空氣電離生成大量負(fù)離子，制備瓷磚時(shí)，在坯料或釉料中加入超細(xì)電氣石粉，一般加入量為5%～15%，燒成時(shí)溫度不要超過1 090 ℃[3]，因?yàn)闇囟冗^高電氣石釋放負(fù)離子的量會減少，這樣就制成了負(fù)離子陶瓷。

1.3 太陽能陶瓷

目前，能源問題已成為人們關(guān)注的一個(gè)突出問題，太陽能的利用也越來越引起人們的重視，瓷磚在建筑裝飾中用量很大，將太陽能應(yīng)用技術(shù)與瓷磚結(jié)合具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

將一定量的鈦釩尾渣加入到普通瓷磚的原料中，因?yàn)槠渲泻仭⑩C等過渡元素的化合物較多，所以制得的瓷磚顏色較深，近乎黑色，對陽光的吸收率能達(dá)到90%以上[4]。黑色瓷磚能將光能轉(zhuǎn)換成熱能，且轉(zhuǎn)換效率較高，可用于制作太陽能屋頂、暖氣片、利用太陽能加熱水等，目前正進(jìn)一步向太陽能發(fā)電發(fā)展。

1.4 防靜電瓷磚

在我們的日常工作與生活中，靜電無處不在，各種摩擦都會產(chǎn)生靜電。靜電會給人們生活帶來許多不便甚至傷害[5]，例如燃燒或者產(chǎn)生火花等，因此，我們通常希望地面材料、墻體材料等具備抗靜電的特性。常見的防靜電瓷磚主要有以下兩種[6]：

1.4.1 無釉炻質(zhì)磚

這種瓷磚坯體本身可以釋放靜電，在施工時(shí)用易導(dǎo)電的灰漿粘結(jié)瓷磚，灰漿中放一根銅條和地相連，以便導(dǎo)出靜電。在油漆生產(chǎn)車間、印刷廠、軍火庫中此類瓷磚用得較多。

1.4.2 多面施釉地磚

此類地磚表面覆蓋半導(dǎo)體釉，不僅在磚的正面施釉，在瓷磚的所有側(cè)面也都施半導(dǎo)體釉，正面和側(cè)面同時(shí)都能釋放靜電荷。在施工時(shí)也采用易導(dǎo)電的灰漿粘結(jié)瓷磚，灰漿中還放一根銅條和地相連。在醫(yī)院手術(shù)室、檢驗(yàn)室、電子設(shè)備較多的辦公室此類瓷磚用得較多。

1.5 發(fā)光陶瓷

在陶瓷釉料中加入發(fā)光粉，制成的陶瓷產(chǎn)品在光照下能夠把光吸收并保存，光照消失后在很長時(shí)間內(nèi)陶瓷表面仍會發(fā)光，稱為發(fā)光陶瓷。目前，發(fā)光粉的主要成分是稀土離子激活得到的硅酸鹽、鋁酸鹽等，此類發(fā)光粉發(fā)光時(shí)間長、亮度高、抗高溫、無輻射[7]，因而得到廣泛應(yīng)用。要制得質(zhì)量較高的發(fā)光陶瓷，需調(diào)配好釉料配方并控制好制品燒成溫度，雖然隨著發(fā)光粉加入量的增加制品發(fā)光性能增強(qiáng)，但發(fā)光粉加入過多會影響坯釉的結(jié)合，而且還會增加產(chǎn)品成本。據(jù)介紹，發(fā)光粉加入30%為最合適加入量[8]。

1.6 陶瓷透水磚

透水磚起源于荷蘭,20世紀(jì)90年代在我國被廣泛用于城市道路改造中。透水磚采用礦渣廢料、廢陶瓷為原料，經(jīng)兩次成形，高溫?zé)桑蔷G色環(huán)保產(chǎn)品。它具有保持地面的透水性、保濕性，防滑、耐風(fēng)化、降噪、吸音等特點(diǎn)。當(dāng)?shù)孛嬗晁^多時(shí)，可將雨水迅速滲入地下土層中，補(bǔ)充土層地下水，保持土壤的濕潤狀態(tài)；地面干旱時(shí)，地下的水分可穿過透水磚縫隙回到空氣中。

2 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們對居住環(huán)境和生活條件的要求逐漸提高，對建筑陶瓷各種特殊性能的要求也越來越高。各建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)市場導(dǎo)向投入更多的資金進(jìn)行科研開發(fā)，增強(qiáng)企業(yè)的科研實(shí)力，以研究生產(chǎn)出更多符合市場要求的功能性建筑陶瓷。各科研院所、高校應(yīng)與企業(yè)密切合作，創(chuàng)建新的產(chǎn)業(yè)模式，使我國的建筑陶瓷行業(yè)進(jìn)一步向世界先進(jìn)水平靠攏。