浅析功能型建筑陶瓷及其应用*

任晓辉

(临沂职业学院 山东 临沂 276017)

前言

建筑陶瓷的主要功能是保护建筑物的墙面和地面，以防止其被污染和破坏，以及用于建筑物表面装饰从而增加美感。随着科学技术的发展、人们的生活水准的提高和工作条件的改善，人们对建筑陶瓷的功能要求越来越高，功能陶瓷已成为国内建筑陶瓷行业发展的主要方向。随着功能型建筑陶瓷的发展，建筑陶瓷市场出现了许多新品种、新规格，众多具备特殊功能的瓷砖不断拥入市场，满足了市场需求。

1 常见的功能型建筑陶瓷

1.1 自洁净陶瓷

1.1.1 亲水陶瓷

亲水陶瓷中含有二氧化钛，二氧化钛经紫外线照射可以发生光催化，部分二氧化钛位于瓷砖表面，从而使瓷砖具有自洁、杀菌，除异味功能。同时，二氧化钛是一层透明膜，不会遮盖釉面的色彩。另外，二氧化钛是一种无机材料，抗燃烧和耐腐蚀能力较强。在紫外光的激发下，二氧化钛的光催化活性能持续较长一段时间，可分解瓷砖表面的有机物，润湿瓷砖表面。它的功能主要表现在以下几方面[1]：

1.1.1.1 杀菌

二氧化钛薄膜被催化后会产生电子-空穴对，它具有极强的氧化性，能将细菌等微生物氧化，变成CO2和水，从而达到杀菌的目的。

1.1.1.2 自洁性

从上述可知，二氧化钛薄膜具有高润湿性，液体可以很容易地在砖体表面扩展。灰尘等很难粘附在具有强氧化性的瓷砖表面，雨水甚至风力就可以轻易地将灰尘与砖面分离，从而起到自清洁的作用。

1.1.1.3 防雾

小水滴是雾形成的主要原因，因为水在这种瓷砖表面均匀铺散，水滴难以形成，故具有很好的防雾作用。由于没有水滴形成，所以瓷砖表面就没有水渍，干燥后瓷砖就有较高的清洁度，浴室里瓷砖的这种优势更为明显，使瓷砖的清洗变得较容易。

1.1.1.4 清洁空气

亲水瓷砖能将其表面空气中的微生物氧化杀死，随着空气的循环飘动，逐步杀灭空气中的细菌，从而起到除臭、清洁空气的作用。

亲水瓷砖其用途越来越广，最先由日本在20世纪70年代发明，其主要用于卫生洁具、外墙瓷砖、医院瓷砖等方面。

1.1.2 疏水陶瓷

在瓷砖表面涂一层具有疏水性能的纳米颗粒，其颗粒一般由有机材料和无机材料混合组成，疏水层可以有效降低瓷砖的表面张力，使水在瓷砖表面容易形成水滴，像“荷叶效应”一样水滴容易滚动，进而带走表面的一些灰尘杂质。

1.2 抗菌、保健陶瓷

1.2.1 杀菌陶瓷

在瓷釉中或瓷砖表面涂覆无机抗菌剂，能够杀灭瓷砖表面的病菌，添加少量抗菌剂并不影响瓷砖的装饰效果，却使陶瓷制品具备了抗菌功能。常用的无机抗菌剂有两种类型：一类是银系抗菌剂，由金属化合物加无机载体配制。另一类是采用光催化材料作为抗菌体，其中二氧化钛应用最为广泛，所以称为钛系列抗菌剂。在这方面日本走在最前列，其抗菌卫生陶瓷、建筑瓷砖已生产上市。

1.2.2 红外辐射瓷砖

远红外线能够消毒、保健、杀菌等，红外辐射瓷砖是将红外粉料添加到瓷砖釉料中烧制而成的。能促进人体新陈代谢，提高人体免疫力，使人精神振奋，消除疲劳，增强身体抵抗力。制备此类瓷砖的关键是选择具有高辐射率的红外粉料。红外粉料在釉料中的最佳加入量约为10%，坯体施釉后进行烧制，最后得到红外辐射瓷砖。红外辐射瓷砖的辐射性能虽然随红外粉料用量的增加而增强，但用量过大时瓷砖表面白度会降低，加入量为10%时对瓷砖表面装饰效果没有多大的影响[2]。

1.2.3 负离子陶瓷

众所周知，从促进人们身体健康的角度来讲，空气中负离子浓度越高，空气质量越高，越有利于人体健康。电气石作为一种硅酸盐矿物，在空气中能将空气电离生成大量负离子，制备瓷砖时，在坯料或釉料中加入超细电气石粉，一般加入量为5%～15%，烧成时温度不要超过1 090 ℃[3]，因为温度过高电气石释放负离子的量会减少，这样就制成了负离子陶瓷。

1.3 太阳能陶瓷

目前，能源问题已成为人们关注的一个突出问题，太阳能的利用也越来越引起人们的重视，瓷砖在建筑装饰中用量很大，将太阳能应用技术与瓷砖结合具有非常重要的现实意义。

将一定量的钛钒尾渣加入到普通瓷砖的原料中，因为其中含钛、钒等过渡元素的化合物较多，所以制得的瓷砖颜色较深，近乎黑色，对阳光的吸收率能达到90%以上[4]。黑色瓷砖能将光能转换成热能，且转换效率较高，可用于制作太阳能屋顶、暖气片、利用太阳能加热水等，目前正进一步向太阳能发电发展。

1.4 防静电瓷砖

在我们的日常工作与生活中，静电无处不在，各种摩擦都会产生静电。静电会给人们生活带来许多不便甚至伤害[5]，例如燃烧或者产生火花等，因此，我们通常希望地面材料、墙体材料等具备抗静电的特性。常见的防静电瓷砖主要有以下两种[6]：

1.4.1 无釉炻质砖

这种瓷砖坯体本身可以释放静电，在施工时用易导电的灰浆粘结瓷砖，灰浆中放一根铜条和地相连，以便导出静电。在油漆生产车间、印刷厂、军火库中此类瓷砖用得较多。

1.4.2 多面施釉地砖

此类地砖表面覆盖半导体釉，不仅在砖的正面施釉，在瓷砖的所有侧面也都施半导体釉，正面和侧面同时都能释放静电荷。在施工时也采用易导电的灰浆粘结瓷砖，灰浆中还放一根铜条和地相连。在医院手术室、检验室、电子设备较多的办公室此类瓷砖用得较多。

1.5 发光陶瓷

在陶瓷釉料中加入发光粉，制成的陶瓷产品在光照下能够把光吸收并保存，光照消失后在很长时间内陶瓷表面仍会发光，称为发光陶瓷。目前，发光粉的主要成分是稀土离子激活得到的硅酸盐、铝酸盐等，此类发光粉发光时间长、亮度高、抗高温、无辐射[7]，因而得到广泛应用。要制得质量较高的发光陶瓷，需调配好釉料配方并控制好制品烧成温度，虽然随着发光粉加入量的增加制品发光性能增强，但发光粉加入过多会影响坯釉的结合，而且还会增加产品成本。据介绍，发光粉加入30%为最合适加入量[8]。

1.6 陶瓷透水砖

透水砖起源于荷兰,20世纪90年代在我国被广泛用于城市道路改造中。透水砖采用矿渣废料、废陶瓷为原料，经两次成形，高温烧成，是绿色环保产品。它具有保持地面的透水性、保湿性，防滑、耐风化、降噪、吸音等特点。当地面雨水较多时，可将雨水迅速渗入地下土层中，补充土层地下水，保持土壤的湿润状态；地面干旱时，地下的水分可穿过透水砖缝隙回到空气中。

2 结语

随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，人们对居住环境和生活条件的要求逐渐提高，对建筑陶瓷各种特殊性能的要求也越来越高。各建筑陶瓷生产企业应根据市场导向投入更多的资金进行科研开发，增强企业的科研实力，以研究生产出更多符合市场要求的功能性建筑陶瓷。各科研院所、高校应与企业密切合作，创建新的产业模式，使我国的建筑陶瓷行业进一步向世界先进水平靠拢。