涂抹蜂蜜水增强卫生陶瓷坯体强度的研究

冯均利，王佳莉，吴景武，翟新岗

(1.深圳出入境检验检疫局，广东 深圳 518067；2.德州市乐华陶瓷洁具有限公司，山东 德州 253034 )

涂抹蜂蜜水增强卫生陶瓷坯体强度的研究

冯均利1，王佳莉1，吴景武1，翟新岗2

(1.深圳出入境检验检疫局，广东 深圳 518067；2.德州市乐华陶瓷洁具有限公司，山东 德州 253034 )

建立了一种提高卫生陶瓷坯体强度的实验方法。在卫生陶瓷坯体表面涂抹一定量蜂蜜水，干燥后采用三点弯曲法测试其抗弯强度。采用正交试验法优化了增强坯体强度的蜂蜜与水的配比，讨论了蜂蜜种类、实验温度及坯体干湿等对坯体强度的影响。结果表明：在卫生陶瓷坯体表面涂抹蜂蜜水可显著提高坯体的抗折强度，有效减少卫生陶瓷生坯破损及脚边、水箱口等位置开裂缺陷，当蜂蜜与水质量比为40:60时，对坯体增强效果最佳。

卫生陶瓷；坯体强度；蜂蜜水；增强

0 引 言

陶瓷生产中，生坯强度不足会造成缺边掉角的现象，降低了成品率，影响后续的成形、修坯、施釉、运输及烧成等工序。在生产中加入坯体增强剂是解决上述问题的有效途径。众所周知，卫生陶瓷一般体积较大、比较笨重且生产工序繁多，在坯体流转过程中易发生破损，所以通常对坯体抗折强度有一定要求。但受制于原料成本和优质粘土资源的限制，卫生陶瓷所用粘土抗折强度都不是特别高，单纯靠泥浆配方来提高生坯强度毕竟有限。众多研究表明[1-3]，通过在泥浆中添加合适的坯用增强剂，能明显提高坯体的抗折强度。但卫生陶瓷多采用注浆成型工艺，对泥浆成型性能有较高要求，所以坯用增强剂的加入量受到很大限制，通常添加量较少，坯体抗折强度提高有限。

蜂蜜主要为有机物，其组成为果糖、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等。本文采用在卫生陶瓷坯体表面涂抹蜂蜜水工艺方法来提高坯体的抗折强度，减少卫生陶瓷生坯破损及脚边、水箱口等位置开裂缺陷。

1 实 验

1.1 实验用泥浆

实验所用泥浆主要参数为：比重1.740 g/ mL -1.770 g/mL，流速55-70 s，细度为250目筛余＜1.5%，温度30 ℃-32 ℃。坯体化学成分见表1。

1.2 实验用蜂蜜

本实验所用蜂蜜均为取自养蜂场的纯天然蜂蜜，蜂蜜样品分别来自不同蜂场的不同类型。蜂蜜与自来水按不同比例混合成蜂蜜水，然后进行涂抹试验。

1.3 实验用模具

抗折强度试条采用自制石膏模具注浆成型，一套石膏模具可同时注3个试条，每次注浆3套模具。抗折强度试条为长方体，尺寸为长330 mm、宽18 mm、厚9 mm。

1.4 实验仪器与设备

DPK型数显抗折仪、MP61001型电子天平、DRP-HYG-4型烘箱、E0541型游标卡尺、S600型搅拌机

1.5 实验方法

考虑到不同石膏模及工艺过程可能对强度测试结果有影响，为保证结果准确可靠，借鉴正交试验方法，从每套石膏模中按编号各取一个试条，3套石膏模共取3个试条组成一组，结果取3个试条的平均值。3套石膏模每次可注9个试条，每一轮实验都保留不涂抹蜂蜜水的空白组作为对比基准。

1.6 实验过程

泥浆按正常操作注入模具后，吸浆120 min，倒出余浆后巩固60 min然后脱模，自然放置1天。第二天放入100 ℃烘箱干燥4 h。干燥好的抗折试条，冷却后涂抹两遍蜂蜜水，涂抹应均匀，第一遍水光消失后再涂抹第二遍。涂抹好蜂蜜水后，把所有试条再次放入45 ℃烘箱干燥1 h，然后取出自然冷却到室温进行强度测试。

表1 坯体化学成分Tab.1 Chemical composition of body

表2 蜂蜜与水的配比对坯体抗折强度的影响Tab.2 Effect of honey/water ratio on fl exural strength of the body

2 结果与分析

2.1 蜂蜜与水的配比对坯体抗折强度的影响

蜂蜜和水的配比对坯体抗折强度的影响，实验结果见表2。

从表2可以看出：随蜂蜜水浓度的降低，抗折强度呈先增加后降低趋势。当蜂蜜与水的配比为40 : 60时，坯体抗折强度值最大。蜂蜜水浓度与抗折强度不成正比关系，分析可能的原因是：蜂蜜水浓度高时，水溶液粘度大，但其向坯体中的渗透性也差，溶液集中在坯体表层，所以抗折强度虽有提高但幅度较小；蜂蜜水浓度较低时，水溶液中蜂蜜含量低，虽渗透性好但起增强作用的有机物质含量小，所以抗折强度增加幅度也不大。

验证试验：干燥好的抗折试条涂抹不同浓度的蜂蜜水后，5 min后用刀片割开试条查看断面颜色，可发现溶液渗透深度有明显区别。正如上面的分析：蜂蜜水浓度高，渗透深度浅；蜂蜜水浓度低，渗透较深。

2.2 蜂蜜种类对坯体抗折强度的影响

从表2实验结果可知，当蜂蜜与水的配比为40 : 60时，坯体抗折强度值最大，所以对不同类型的蜂蜜也按照此配比进行实验，实验结果见表3。

从表3数据可以看出，不同类型的蜂蜜均能提高干坯抗折强度，但增幅不同，抗折强度增幅在30%-103%范围内。由此可见，蜂蜜自身的物理性能对抗折强度有较大影响。

2.3 实验温度对坯体抗折强度的影响

表3 蜂蜜种类对坯体抗折强度的影响Tab.3 Effect of honey kind on fl exural strength of the body

表4 实验温度对坯体抗折强度的影响Tab.4 Effect of experimental temperature on fl exural strength of the body

表5 在不同含水率坯体上涂抹蜂蜜水对坯体抗折强度的影响Tab.5 Effect of honey water on fl exural strength of the body with different moisture

对于同一种蜂蜜水，在不同实验温度下对坯体涂抹蜂蜜水获得坯体的抗折强度不同，实验结果见表4。

从表4数据可以看出，实验温度在20 ℃-30 ℃范围内，坯体抗折强度只有小幅增大；实验温度≥40 ℃时，坯体抗折强度急剧增加。另外，在实验温度16 ℃时，涂抹两种类型蜂蜜水，结果对坯体增强作用不大，其原因为有机物易冷凝损失粘性，温度低时蜂蜜本身易析晶，有机物增强作用失效。

2.4 坯体干湿状态对蜂蜜水增强坯体抗折强度的影响

为了实验坯体干湿状态对蜂蜜水增强坯体作用的影响，安排了如下实验：抗折强度试条脱模后，湿坯体含水率约为21%，在干燥箱内烘干后，湿坯体变为干坯体(含水率约为3%)。分别在湿坯体和干坯体上涂抹一遍蜂蜜水，再次干燥后分别测试两种坯体的抗折强度，结果见表5。

从表5数据来看，在不同含水率坯体上涂抹蜂蜜水对坯体抗折强度的影响不大。

3 结 论

本文优化了一种提高卫生陶瓷坯体强度的工艺方法。通过在卫生陶瓷坯体表面涂抹蜂蜜水，可明显增强坯体抗折强度，最佳的蜂蜜与水的配比为40 : 60(质量比)；不同的蜂蜜类型，其增强作用差别较大，使用前需通过实验优选；实验温度对坯体抗折强度影响较大，25 ℃-30 ℃条件下可获得较好的增强效果，温度低于20 ℃时，蜂蜜水增强作用较小；在不同含水率坯体上涂抹蜂蜜水对坯体抗折强度的影响不大。

[1] 于海霞, 邹玉林, 孟祥瑞, 等. 新型陶瓷坯体增强剂的研制[J].中国陶瓷, 2013(11): 63-65.

[2] 曹丽云, 黄剑锋, 曹建坤. 聚丙烯酸钠作为陶瓷坯体添加剂的研究[J]. 陶瓷, 2001(3): 12-14.

[3] 翟新岗, 李秀军, 袁鹏, 等. 卫生洁具浆料质量评价方法的研究[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。

冯均利，男，硕士，高级工程师。

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

E-mail:80205457@qq.com