浅析功能型建筑陶瓷及其应用

任晓辉

(临沂职业学院，临沂 276017)

浅析功能型建筑陶瓷及其应用

任晓辉

(临沂职业学院，临沂 276017)

摘要:建筑陶瓷的功能化已成为国内建筑陶瓷行业发展的主要方向，随着功能建筑陶瓷的发展，众多具备特殊功能的瓷砖不断出现。文章介绍了几种常见功能型建筑陶瓷的特性、原理及应用，提出各科研院所、高校、企业应密切合作，使我国的建筑陶瓷行业进一步向世界先进水平靠拢。

关键词:功能；建筑陶瓷；应用

建筑陶瓷的主要功能是保护建筑物的墙面和地面，以防止污染和破坏，还可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，人们对建筑陶瓷的性能要求越来越高，功能陶瓷已成为国内建筑陶瓷行业发展的主要方向。随着功能建筑陶瓷的发展，建筑陶瓷出现了许多新品种、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TiO2，TiO2经紫外线照射可以发生光催化，部分TiO2负载于瓷砖表面，从而瓷砖具有自洁、杀菌，除异味功能。再者，TiO2是一层透明膜，不会遮盖釉面的色彩。另外，TiO2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，TiO2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下列几方面[1]：

(1)灭菌

TiO2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。

(2)自洁性

从上文可知，TiO2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。

(3)防雾

生成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，浴室里的瓷砖这种优势更为明显，使瓷砖的清洗变得较容易。

(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。

亲水瓷砖用途越来越广，最先由日本在20世纪70年代发明，主要用于卫生陶瓷洁具、外墙瓷砖、医院等方面。

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，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

在瓷釉或瓷砖表面涂覆无机抗菌剂，能够杀灭瓷砖表面的病菌，少量抗菌剂的添加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。在这方面日本走在前列，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1090℃[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，且效率较高，可用于制作太阳能屋顶、暖气片、利用太阳能加热热水等，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的较多。

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。在施工时也用易导电的灰浆粘结瓷砖，灰浆中也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的较多。

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,90年代在中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，经两次成型，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。

3结语

随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，人们对环境和生活条件的要求逐渐上升，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。

参考文献

[1]章兵，莫携娣.功能型建筑陶瓷的作用及其应用研究[J]．建材与装饰，2013，17(6)：363-364.

[2]刘维良，何志平，卢丽丹,等．远红外日用陶瓷釉的研究[J]．陶瓷学报，2006，27(1)：34-37．

[3]黄凤萍，李缨．负离子环保陶瓷的研究[J]．佛山陶瓷，2006，16(1)：4-7．

[4]许建华，曹树梁．钒钛黑瓷制作中空太阳板[J]．山东陶瓷，2005，28(4)：44-45．

[5]赵斌，杨尚平，马骏骑,等．浅谈静电的危害及其应用[J]．物理与工程 2006，16(3)：51-54．

[6]施谭. 陶瓷产品的多功能化[J]．佛山陶瓷，1999，9(1)：1-2.

[7]崔波，徐忠民．发光材料及陶瓷发光釉的研究综述[J]．中国陶瓷，2006,42(11)：36-38．

[8]裴秀娟，许霞．关于提高蓄光性荧光陶瓷发光性能的探讨[J]．中国陶瓷，2005,41(1)：24-27．

Analysis on Functional Ceramics of Building and its Application

Ren Xiaohui

(Linyi Vocational College, Linyi 276017)

Abstract:The functionalization of building ceramics has become the main direction on development of domestic building ceramics industry. With the development of building ceramics, many tiles with special features were produced. This paper introduces the characteristics, principle and application of several common functional building ceramics. Finally it points out that universities, scientific research institutes and enterprises should cooperate closely. So that the building ceramics industry in China will be developed to the advanced level in the world.

Keywords:functional；building ceramics；application

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.03.011

作者简介：任晓辉(1969~)，男，硕士.从事建筑复合材料研究.