涂抹蜂蜜水增強衛(wèi)生陶瓷坯體強度的研究

馮均利，王佳莉，吳景武，翟新崗

(1.深圳出入境檢驗檢疫局，廣東 深圳 518067；2.德州市樂華陶瓷潔具有限公司，山東 德州 253034 )

涂抹蜂蜜水增強衛(wèi)生陶瓷坯體強度的研究

馮均利1，王佳莉1，吳景武1，翟新崗2

(1.深圳出入境檢驗檢疫局，廣東 深圳 518067；2.德州市樂華陶瓷潔具有限公司，山東 德州 253034 )

建立了一種提高衛(wèi)生陶瓷坯體強度的實驗方法。在衛(wèi)生陶瓷坯體表面涂抹一定量蜂蜜水，干燥后采用三點彎曲法測試其抗彎強度。采用正交試驗法優(yōu)化了增強坯體強度的蜂蜜與水的配比，討論了蜂蜜種類、實驗溫度及坯體干濕等對坯體強度的影響。結(jié)果表明：在衛(wèi)生陶瓷坯體表面涂抹蜂蜜水可顯著提高坯體的抗折強度，有效減少衛(wèi)生陶瓷生坯破損及腳邊、水箱口等位置開裂缺陷，當蜂蜜與水質(zhì)量比為40:60時，對坯體增強效果最佳。

衛(wèi)生陶瓷；坯體強度；蜂蜜水；增強

0 引 言

陶瓷生產(chǎn)中，生坯強度不足會造成缺邊掉角的現(xiàn)象，降低了成品率，影響后續(xù)的成形、修坯、施釉、運輸及燒成等工序。在生產(chǎn)中加入坯體增強劑是解決上述問題的有效途徑。眾所周知，衛(wèi)生陶瓷一般體積較大、比較笨重且生產(chǎn)工序繁多，在坯體流轉(zhuǎn)過程中易發(fā)生破損，所以通常對坯體抗折強度有一定要求。但受制于原料成本和優(yōu)質(zhì)粘土資源的限制，衛(wèi)生陶瓷所用粘土抗折強度都不是特別高，單純靠泥漿配方來提高生坯強度畢竟有限。眾多研究表明[1-3]，通過在泥漿中添加合適的坯用增強劑，能明顯提高坯體的抗折強度。但衛(wèi)生陶瓷多采用注漿成型工藝，對泥漿成型性能有較高要求，所以坯用增強劑的加入量受到很大限制，通常添加量較少，坯體抗折強度提高有限。

蜂蜜主要為有機物，其組成為果糖、葡萄糖、麥芽糖、蔗糖等。本文采用在衛(wèi)生陶瓷坯體表面涂抹蜂蜜水工藝方法來提高坯體的抗折強度，減少衛(wèi)生陶瓷生坯破損及腳邊、水箱口等位置開裂缺陷。

1 實 驗

1.1 實驗用泥漿

實驗所用泥漿主要參數(shù)為：比重1.740 g/ mL -1.770 g/mL，流速55-70 s，細度為250目篩余＜1.5%，溫度30 ℃-32 ℃。坯體化學成分見表1。

1.2 實驗用蜂蜜

本實驗所用蜂蜜均為取自養(yǎng)蜂場的純天然蜂蜜，蜂蜜樣品分別來自不同蜂場的不同類型。蜂蜜與自來水按不同比例混合成蜂蜜水，然后進行涂抹試驗。

1.3 實驗用模具

抗折強度試條采用自制石膏模具注漿成型，一套石膏模具可同時注3個試條，每次注漿3套模具。抗折強度試條為長方體，尺寸為長330 mm、寬18 mm、厚9 mm。

1.4 實驗儀器與設備

DPK型數(shù)顯抗折儀、MP61001型電子天平、DRP-HYG-4型烘箱、E0541型游標卡尺、S600型攪拌機

1.5 實驗方法

考慮到不同石膏模及工藝過程可能對強度測試結(jié)果有影響，為保證結(jié)果準確可靠，借鑒正交試驗方法，從每套石膏模中按編號各取一個試條，3套石膏模共取3個試條組成一組，結(jié)果取3個試條的平均值。3套石膏模每次可注9個試條，每一輪實驗都保留不涂抹蜂蜜水的空白組作為對比基準。

1.6 實驗過程

泥漿按正常操作注入模具后，吸漿120 min，倒出余漿后鞏固60 min然后脫模，自然放置1天。第二天放入100 ℃烘箱干燥4 h。干燥好的抗折試條，冷卻后涂抹兩遍蜂蜜水，涂抹應均勻，第一遍水光消失后再涂抹第二遍。涂抹好蜂蜜水后，把所有試條再次放入45 ℃烘箱干燥1 h，然后取出自然冷卻到室溫進行強度測試。

表1 坯體化學成分Tab.1 Chemical composition of body

表2 蜂蜜與水的配比對坯體抗折強度的影響Tab.2 Effect of honey/water ratio on fl exural strength of the body

2 結(jié)果與分析

2.1 蜂蜜與水的配比對坯體抗折強度的影響

蜂蜜和水的配比對坯體抗折強度的影響，實驗結(jié)果見表2。

從表2可以看出：隨蜂蜜水濃度的降低，抗折強度呈先增加后降低趨勢。當蜂蜜與水的配比為40 : 60時，坯體抗折強度值最大。蜂蜜水濃度與抗折強度不成正比關系，分析可能的原因是：蜂蜜水濃度高時，水溶液粘度大，但其向坯體中的滲透性也差，溶液集中在坯體表層，所以抗折強度雖有提高但幅度較小；蜂蜜水濃度較低時，水溶液中蜂蜜含量低，雖滲透性好但起增強作用的有機物質(zhì)含量小，所以抗折強度增加幅度也不大。

驗證試驗：干燥好的抗折試條涂抹不同濃度的蜂蜜水后，5 min后用刀片割開試條查看斷面顏色，可發(fā)現(xiàn)溶液滲透深度有明顯區(qū)別。正如上面的分析：蜂蜜水濃度高，滲透深度淺；蜂蜜水濃度低，滲透較深。

2.2 蜂蜜種類對坯體抗折強度的影響

從表2實驗結(jié)果可知，當蜂蜜與水的配比為40 : 60時，坯體抗折強度值最大，所以對不同類型的蜂蜜也按照此配比進行實驗，實驗結(jié)果見表3。

從表3數(shù)據(jù)可以看出，不同類型的蜂蜜均能提高干坯抗折強度，但增幅不同，抗折強度增幅在30%-103%范圍內(nèi)。由此可見，蜂蜜自身的物理性能對抗折強度有較大影響。

2.3 實驗溫度對坯體抗折強度的影響

表3 蜂蜜種類對坯體抗折強度的影響Tab.3 Effect of honey kind on fl exural strength of the body

表4 實驗溫度對坯體抗折強度的影響Tab.4 Effect of experimental temperature on fl exural strength of the body

表5 在不同含水率坯體上涂抹蜂蜜水對坯體抗折強度的影響Tab.5 Effect of honey water on fl exural strength of the body with different moisture

對于同一種蜂蜜水，在不同實驗溫度下對坯體涂抹蜂蜜水獲得坯體的抗折強度不同，實驗結(jié)果見表4。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，實驗溫度在20 ℃-30 ℃范圍內(nèi)，坯體抗折強度只有小幅增大；實驗溫度≥40 ℃時，坯體抗折強度急劇增加。另外，在實驗溫度16 ℃時，涂抹兩種類型蜂蜜水，結(jié)果對坯體增強作用不大，其原因為有機物易冷凝損失粘性，溫度低時蜂蜜本身易析晶，有機物增強作用失效。

2.4 坯體干濕狀態(tài)對蜂蜜水增強坯體抗折強度的影響

為了實驗坯體干濕狀態(tài)對蜂蜜水增強坯體作用的影響，安排了如下實驗：抗折強度試條脫模后，濕坯體含水率約為21%，在干燥箱內(nèi)烘干后，濕坯體變?yōu)楦膳黧w(含水率約為3%)。分別在濕坯體和干坯體上涂抹一遍蜂蜜水，再次干燥后分別測試兩種坯體的抗折強度，結(jié)果見表5。

從表5數(shù)據(jù)來看，在不同含水率坯體上涂抹蜂蜜水對坯體抗折強度的影響不大。

3 結(jié) 論

本文優(yōu)化了一種提高衛(wèi)生陶瓷坯體強度的工藝方法。通過在衛(wèi)生陶瓷坯體表面涂抹蜂蜜水，可明顯增強坯體抗折強度，最佳的蜂蜜與水的配比為40 : 60(質(zhì)量比)；不同的蜂蜜類型，其增強作用差別較大，使用前需通過實驗優(yōu)選；實驗溫度對坯體抗折強度影響較大，25 ℃-30 ℃條件下可獲得較好的增強效果，溫度低于20 ℃時，蜂蜜水增強作用較小；在不同含水率坯體上涂抹蜂蜜水對坯體抗折強度的影響不大。

[1] 于海霞, 鄒玉林, 孟祥瑞, 等. 新型陶瓷坯體增強劑的研制[J].中國陶瓷, 2013(11): 63-65.

[2] 曹麗云, 黃劍鋒, 曹建坤. 聚丙烯酸鈉作為陶瓷坯體添加劑的研究[J]. 陶瓷, 2001(3): 12-14.

[3] 翟新崗, 李秀軍, 袁鵬, 等. 衛(wèi)生潔具漿料質(zhì)量評價方法的研究[J]. 佛山陶瓷, 2015(8): 17-21.

Enhancing the Body Strength of Sanitaryware by Brushing on Honey Water

FENG Junli1, WANG Jiali1, WU Jingwu1, Zhai Xingang2
(1. Shenzhen Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shenzhen 518067, Guangdong, China; 2. Dezhou Lehua Ceramic Ware Co., Ltd., Dezhou 253034, Shandong, China)

This paper established an experimental method to improve the strength of sanitary ceramics by applying a certain amount of honey water to the surface of the sanitary ceramic green body. Then the three-point bending method was used to test the bending strength. The ratio of honey to water was optimized by orthogonal test. The effects of honey type, experimental temperature and body wet and dry on the strength of green body were discussed. The results show that the application of honey water on the surface of sanitary ceramics can signif i cantly improve the fl exural strength of the green body, effectively reduce the damage of the sanitary concrete green and the cracking of the foot and the water tank. When the honey to water ratio is 40:60, the enhancement of the green body is the highest.

sanitary ware; body strength; honey water; enhanced

date:2017-04-12. Revised date: 2017-04-12.

TQ174.76+9

A

1006-2874(2017)04-0017-04

10.13958/j.cnki.ztcg.2017.04.004

2017-04-12。

2017-04-19。

馮均利，男，碩士，高級工程師。

Correspondent author:FENG Junli, male, Master, senior engineer.

E-mail:80205457@qq.com