利用抛光砖废渣生产陶瓷轻质板材的研究及其优势

李展华 钟路生 黄停停

摘 要：随着十八大报告“推出生态文明建设”方针的提出，大批污染企业又将面临洗牌，新一轮的陶瓷产业革新必将来临。笔者采用湿法挤出成形的方式，以抛光砖废渣为主要原料，研发出规格为2440mm×1220mm×8mm的陶瓷轻质标准板材，以期在建筑板材领域上发挥作用，希望能开辟一条新的抛光砖废渣处理途径。

关键词：抛光砖废渣；湿法挤出；建筑板材

1 前言

随着十八大报告“推出生态文明建设”方针的提出，大批污染企业又将面临洗牌，新一轮的陶瓷产业革新必将来临。“仅抛光砖废渣，全国就约达900万吨/年”[1]，这对抛光砖厂来讲无疑是个沉重的数据！因此，由广东佛山欧神诺陶瓷股份有限公司主持起草的《轻质陶瓷砖》（JC/T 1095—2009）行业标准正式颁布，已于2010年6月1日实施，给行业提供了一个方向。

笔者在此基础上，通过湿法挤出成形的方式，以抛光砖废渣为主要原料，研发出规格为2440mm×1220mm×8mm的陶瓷轻质标准板材，以期在建筑板材领域上发挥作用，希望能开辟出一条新的抛光砖废渣处理途径。

2 板材的简介

2.1 板材的定义及应用范围

板，全国科学技术名词审定委员会的定义为“厚度远小于平面尺度的平面构件”。在应用学科里，建筑材料作为主要的对象，板材的定义又为“宽度尺寸为厚度尺寸的2倍以上的锯材。”[2]由此可见，板材的形状是以扁平，宽大并可裁锯为特征，方便建筑施工。

如今，最普遍的新型建筑板材已广泛用于大型工业厂房、民用建筑、冷库、移动房屋、展馆、体育馆、购物中心、机场、电厂、别墅、医院、低层及高层办公楼、家具装饰等领域，是建筑行业不可或缺的材料。

2.2 陶瓷轻质板材与普通板材的性能对比

新型建筑模板的性能和功用各不相同，生产建筑板材产品的原材料及工艺方法也各不相同。就其发展情况而言，有的品种重在花色，花色品种层出不穷，如：装饰装修材料；有的品种重在功能，如：保温材料；有的则通过深加工衍生出多个品种，如：新型建筑板材等。本文以常见的石膏板材、硅酸钙板材为例，与陶瓷轻质板材性能进行对比。其几种板材的性能参数对比如表1所示。

从表1中可以看出，硅酸钙板的强度、使用寿命、防火、耐潮等性能都明显优于传统的石膏板，这些性能使得硅酸钙板是当前建筑用的理想板材。而陶瓷轻质板的抗折强度更高、耐潮性能更好，且运用60%以上的抛光废料，充分的地利用了抛光砖的废料，真正实现陶瓷厂固体废料循环的综合利用，是一种符合可持续发展政策的新型环保轻质板材。

3 挤出成形陶瓷轻质板材的研究

3.1 国内部分企业利用抛光废渣生产瓷砖[3]

国内部分企业运用抛光废渣生产瓷砖的研究现状如表2所示。

近几年，抛光废渣在陶瓷砖生产中的运用得到了广泛的研究，上述企业在研究中，得到了可喜的成绩，获得业界的公认。然而，抛光废料以每年900万吨的产量，依然难以消化。采用湿法挤出成形法生产轻质大规格板材（2440mm×1220mm×8mm），在国内还没有相关报导，这种新型的陶瓷轻质板材用于建筑，因为其具有优越的性能，完全可以替代石膏板、硅酸钙板。因此，也为消化抛光废料提供一条全新的路径。

3.2 挤出成形陶瓷轻质板材的生产工艺流程

本文主要阐述了两种挤出陶瓷轻质板材的生产工艺流程，其详情如下。

（1） 适用于新工厂生产的工艺流程

适用于新工厂的陶瓷轻质板材的工艺流程示意图如图1所示。

（2） 适用于老工厂生产的工艺流程

适用于老工厂的陶瓷轻质板材的生产工艺流程图如图2所示。

3.3 陶瓷轻质板材生产的技术突破

（1） 原料的处理

由于每个抛光砖厂使用的抛光介质不一定相同，抛光砖本身选用的原料也不同，导致抛光砖渣的比重、颜色相差较大。有的白度达到65度以上，有的只有25度。因此，轻质板材的最终处理方法为：白度高的可以用来做表面装饰材料，加上雕刻、饰面，附加值显著提升；白度低的只能做隔墙、底板，价格低廉。

因此，在生产中，需要将原料分级堆放、同级均化，以做到物尽其用，用有所值。

（2） 降低产品的容重及导热系数的问题

如何降低产品的容重及导热系数，这就涉及到工艺配方问题，包括原料的选择、工艺处理、配方结构和烧成工艺等，需要长时间的摸索和调整，才能达到理想的要求。一般容重为0.3g/mm3、导热系数达到<0.8 W/m2·K。

（3） 防止产品变形的问题

要防止产品变形，需要把握两点关键技术：配方结构和烧成方式。

（4） 轻质板材中的发泡气孔的均匀问题

发泡气孔的稳定和均匀的问题，可以总结为两点：一是原料要稳定；二是烧成温度要均匀。

（5） 泥料塑性的问题

众所周知，抛光砖渣是抛光砖与磨头之间相互研磨产生的粉体，主要含抛光砖熟料、碳化硅、水泥，这些原料几乎没有塑性，加入60%～80%后，会导致坯体的塑性较差。因此，要求要求添加粘土原料，以提高其塑性。陶瓷轻质板材对塑性要求较高，并且需要加入一定量的坯体增强剂，以增强泥料的塑性和强度。

3.4 陶瓷轻质板材的优势

3.4.1生产成本低

石膏板材、硅酸钙板材与陶瓷轻质板材的成本对比如表3所示。

由表3可以看出，陶瓷轻质板材的生产成本在8～10元/m2间，比硅酸钙板材低很多，且原材料价格波动较小。

3.4.2企业转产容易

90亿m2/年的陶瓷生产能力，给销售带来巨大的压力，许多陶瓷厂将面临去留的选择，但几千万元的固定资产不是随意就能放弃的。因此，利用现有的生产线，通过简单的设备技改，就可以进行产品的升级换代，无疑给了企业广阔的生存空间。而全国抛光砖废渣约达900万吨/年，全部免费使用，每个陶瓷厂都方便取料。

3.4.3市场前景较好

据统计，在建筑能耗中，围护结构材料保温性能差、保温技术落后，传热耗能高达73%～77%。根据国家住房和城乡建设部规划，中国将实施强制节能标准。到2020年，全国的建筑总能耗要达到节能的65%的總目标。如按这个目标计算，则每年就建筑围护结构节能需新增投资约为2700亿人民币，市场机会巨大。

到2012年，全国保障性住房和棚户区改造住房约600～800万套，建筑板材将从公建市场成功突破到住宅市场，在国家“节能减排”政策的影响下，建筑板材产品将更多的替代实心粘土砖用作住宅隔墙。“建材下乡”试点范围有望在2013年后继续扩大，推动新兴轻质建材在未来几年的需求持续提升。

4 结语

陶瓷轻质板材具有优异的性能，如：容重低、导热系数低、安装成本低等，在许多发达国家中被争相研制和推广。另外，陶瓷轻质板材由于其轻质、环保、（下转第34页）可回收利用，且安装施工和表面装饰十分便利。同时，其在强度、使用寿命、防火、耐潮等性能方面都明显优于传统的石膏板和硅酸锆板材。如这一项目的成功启动，陶瓷轻质板将会成为重要建筑的理想板材。陶瓷轻质板的量化生产，既消化了大量的抛光废料，又响应了国家的“节能降耗”和“推行生态文明建设”的号召，必将具有十分重要的社会意义！

参考文献

[1] 霍敏仪，安康.抛光砖废料再生记[R].陶城报，2012，11，30，A15.

[2] 蒙政强.薄板与薄板标准的匹配与协调[R].陶城报，2012，11，30，A30.

[3] 黄惠宁，柯善军，张国涛等.抛光废渣在陶瓷砖中的应用及现状

[J].佛山陶瓷，2012，7.