透水性环保陶瓷砖的生产与发展前景

2023年12月31日发(作者：易见龙)

透水性环保陶瓷砖的生产与发展前景徐都锋１徐小社１马养志２（１．陕西富陶产业集团富平７１１７００摘２．咸阳陶瓷研究设计院咸阳７１２０００）要：本文介绍了透水砖的分类、原料、特性、生产工艺、市场及发展。关键词：透水砖、分类、原料、工艺、市场、发展节约用水与治理污染两大问题是关系到国计民生、可持续发展的重大问题，也是当前和今后相当长时间内需要重点研究和解决的重大课题。陶瓷透水砖以兼有节水和治理污染双重功能的新型建筑装饰材料而受到各方的关注与晴睐，因而激发了不少企业家投资生产的欲望。本文根据富陶产业集团近年来透水砖的生产与销售的实践经验，谈谈对陶瓷透水砖的认识和感想，供读者参考。１．透水砖的分类、特性及其环保作用目前，在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类。一类是以固体工业废料、生活垃圾和建筑垃圾为主要原料，通过粉碎、成形、高温烧制而成的具有透水砖性能，符合透水砖标准的建筑装饰材料，我们把它叫做陶瓷透水砖；另一类是以无机非金属材料为主要原料，利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料，由于它无须烧成，所以我们称其为免烧透水砖。如果从产品本身的性能和使用功能上又可将透水砖分为砖体本身透水的透水砖和砖体本身不透水或本身只能渗水或微弱透水的透水砖。本身不透水的透水砖有陶瓷的，也有非陶瓷的。本身不透水的透水砖其透水功能是靠铺贴或拼凑组合时的砖与砖之间的接缝来实现的。单体不透水的陶瓷透水砖，是将不同颜色的陶瓷砖块（２０×３０ｍｍ、３０×５０ｍｍ）按一定规格组合粘贴在一片特制的树脂板上，象马赛克一样。该树脂板下面有支撑脚，以便于从砖接缝处漏下去的水渗入地下，达到透水的目的。这种透水砖重量轻，辅砌方便，更换也方便。图案组合更容易实现，但成本高。陶瓷透水砖具有很多其它陶瓷砖所不具有的特性，主要是：错误ｌ未找到引用源。高透水性。由于其具有很高的孔隙率，特别是连通孔，所以，可以使部分雨水渗入地下，使得地下水得以补充，克服了城市路面（混凝土路面、沥清路面、瓷质广场砖、水泥砖路面）不透水的弊端。从而减缓了城市地下水水平面下降而导致地面下降的趋势。另外，由于部分水渗入地下，这就减轻了城市下水道排污的压力和对江河湖泊的污染，当然也就减少了污水处理的费用；错误！未找到引用源。由于陶瓷透水砖主要原料是工业废料，所以陶瓷透水砖的生产减轻了工业废料给环境造成的污染。富陶产业集团与咸阳陶瓷研究设计院共同完成的原国家经贸委“高透水性生态陶瓷砖示范线”的项目，该示范线年生产高透水性生态陶瓷砖３０万ｍ２，每年可消耗固体工业废料、生活垃圾近２万多吨，其社会效益是可观的；由于高透水性生态陶瓷砖主要以工业固体废物为原料，而且这种建筑材料装饰效果又特别好，所以它的使用必然代替了其它类似的建筑材料，这就节约了其它工业原材料的使用，为节约资源作出了贡献；错误ｌ未找到引用源。由于陶瓷透水砖使用的工业废料都是经过高温烧过的，所以它的烧制过程除燃料本身放出的气体外，很少有有害的气体产生，这就减轻了废气对环境的污染：由于陶瓷透水砖孔隙率高，所以吸音效果好，有防止噪音污染的功能，另外其表面磨擦系数大，所以行人行走可以轻松自如，从而消除行走时的疲劳感，所以深受老人、１１６

孩子们的欢迎。２．国内外透水砖的发展水平日本ＩＮＡＸ陶瓷透水砖早已投放市场，有严格的企业标准（主要技术指标见表１），产生了良好的经济社会效益。中国广东佛山某中日合资企业也有同日本ＩＮＡＸ相同的产品在生产，但产量不大，并且几乎全部返销到日本，在我国国内一些建材市场上有样品摆放，由于价格高达２００多元／舒，故销售有限。表１日本ＩＮＡ）（公司陶瓷透水砖技术指标抗折强度ＭＰａ＞２．９４渗透系数ｃｍ／ｓ＞１．０×１０吨摩擦系数Ｃ、Ｓ、Ｒ值＞０．４６耐摩性保水性ｇ／ｃｍ３０．６＜Ｏ．１９近几年来，北京、河南、山东、河北等地相继出现了一些生产陶瓷透水砖的企业，但生产规模均较小，多数没有连续生产。国内生产的陶瓷透水砖性能均忧于ＩＮＡＸ公司产品的性能。但笔者见到的ＩＮＡＸ公司的产品其性能指标实际远远优于其标准上的指标，比较突出的是抗折抗压强度都很大，而透水系数则比较小。北京仁创科技集团用沙漠沙制作的免烧透水砖，透水性能很好，但由于辅助材料很贵，售价在２００元／ｍ２以上，所以销量受到很大制约。烟台等地方引进全自动化生产免烧透水砖的生产线，其产品广泛用在北京、上海、青岛等地。我国现行还没有透水砖的国家标准，行业标准已由咸阳陶瓷研究设计院和西安墙体材料研究设计院联合起草并已经发布，标准号ＪＣ／Ｔ９４５－２００５。该标准必将对我国透水砖的发展起到一定的促进作用，但其中一些指标如标准中“５．技术要求”中的５．４物理性能（表５）中对透水系数的要求是≥１．０×１０吨ｃｍ／ｓ，是没有必要的，原因是透水砖是铺地砖，而地面的透水系数从粘土一沙土的透水系数范围是１０一一１０一ｃｍ／ｓ，一般用户不可能将透水砖铺在沙土上，而如果铺在粘土上，那么１０－２与１０＿５ｃｍ／ｓ相差３个数量级。透水砖透水量那么大，而下面的地层的透水能力又那么小，这么大的不匹配有何用？笔者曾与日本ＩＮＡＸ公司董事长幸村训良座谈时闯道设定这么大的透水系数有意义吗？幸村训良董事长回答“没有意义”。为什么我们要提出这个问题，因为透水系数与强度呈负相关关系，透水系数大了，必然使强度减小，而要达到标准要求，必然增加技术难度和增加生产成本。另外根据我们的经验和用户使用的反馈意见，用户最看重的指标是抗压强度。可见标准的制订要经过大量实验和市场调研的，只参考一下国外企业的产品说明＝｝５就简单给出一个对行业具有重要影响的标准是不合适的。３．陶瓷透水砖的生产工艺及相关因素分析３．１陶瓷透水砖的生产工艺流程（见图Ｉ）３．２对陶瓷透水砖性能有影响的几个因素３．２．１颗粒料的颗粒度和颗粒级配对陶瓷透水砖性能的影响研究表明，在材料与配方相同的情况下，颗粒度不同，透水砖透水性能不同，颗粒度大的，透水性能好；颗粒级配不同，透水性能和砖的强度、成形性能，烧成后的透水性能亦不相同。从总体上看，合理的颗粒级配是生产各项性能指标优良的透水砖的重要因素，颗粒范围越窄，透水性能就愈好。３．２．２粉状料的组成及加入量对陶瓷透水砖性能的影响陶瓷透水砖是由颗粒料与粉状料加水混合后成形、烧制而成的。颗粒料是骨架，是主料，而粉状料是辅料，它是由熔剂、成孔剂、粘结剂等成分组成。以上成分的合理搭配对成形性１１７

能、干燥性能、烧成性能及产品性能起着关键的作用。熔剂量的多少及种类对烧成温度，产品强度及透水性能影响最大。熔剂加入量大，烧成温度低，产品强度大，但透水性能相应会降低；粘结剂对成形性能影响最大，恰到好处的加入量是提高成形合格率的关键，加入量过大，粘模严重，加入量过小，成形性能差，成形合格率低。图１陶瓷透水砖生产工艺流程图３．２．３成孔剂的种类及加入量对产品性能的影响成孑Ｌ剂主要是有机质类或碳酸盐类。成孔剂主要是为了提高产品的透水性。但成孑Ｌｊ｝Ｕ的加入量会降低产品的成形性能和干燥强度，有些成孔剂还会使产品产生黑芯等缺陷。富陶产业集团所用的成孔剂是碳酸盐类，生产实践表明，适量的加入量不但能起到成孔的作用，同时还起到了熔剂的作用，使产品的强度有了明显的提高，而加入过多便会起到相反的作用。３。２．４原料加工的方法对产品性能的影响１１８

颗粒料粗碎都是用鄂式破碎机，但中碎则不同厂家用的设备不同。富陶产业集团在生产中，开始用的是锤式破碎机，分级采用园筒式筛，结果是颗粒形状不规则，棱角状的占大多数，流动性差，分级不彻底，混级现象严重，而且十分难以调节。后来，我们另选用滚筒式球磨机，介质选用棒状介质，分级选用振动分级筛，效果十分理想，加工出来的颗粒料近似球状的为多数，流动性好，颗粒级配易于调整，分级彻底、快、不混级，达到了预期的目的。粉状料加工方法也有两种，一种是干法制粉，用雷蒙磨加工，投资少，但粉尘大，料的均匀性差一些；另一种方法是湿法制粉，即用球磨机将配好的料球磨至要求细度后再通过喷雾干燥制浆，这种方法制得的粉料均匀性好，加工环境好，但投资大，成本高。不同颗粒形状透水砖偏光显微镜照片（图２）图２不同颗粒形状透水砖偏光镜照片４．陶瓷透水砖在推向市场过程中存在的问题及前景分析陶瓷透水砖在我国工业化生产才几年时间，其特性、生产和使用等方面有许多地方不同于普通陶瓷砖，因此要被人们接受还需要一段时间，主要有以下几方面的问题：４．１价格问题陶瓷透水砖由于厚度大（一般大于５０ｍｍ），要经过高温烧成，所以窑炉投资和能耗均远远大于其它道路砖，这必然导致其售价比一般道路砖高许多，这就限制了其进入经济欠发达地区和一些项目投资较少的地区。４．２辅贴方法问题’透水砖由于其性能和功能特点，要求路基处理得特别平整，而且要用不同材料对不同层进行辅贴处理，另外，对不同地区，不同地质条件，不同环境又有不同的要求，这就对施工技术有严格要求，因而增加了其进入市场的难度。下面是某公司透水砖的辅贴方法（图３）１１９

图３某公司透水砖辅贴方法４．３认识问题认识问题主要有两个方面，一方面来自城建部门个别管理部门的领导。他们认识不到城市“硬化路面”给人们的生存和生活质量带来的危害，不从长远的，可持续发展的角度看问题，所以对采用新型材料（但要花较多的钱）持不支持、不积极甚至阻止的态度。另一方面来自工程技术人员，特别是那些搞城市规划设计和施工的技术人员。他们认为，传统的道路设计和施工中，想法设法要使路面不透水，（实际我国的古建筑如故宫的路面都是透水的）如果使用透水砖，必然会带来技术上和工程质量上的问题，在目前技术不成熟和人们的环境意识还不是那么强的情况下，是不必考虑那么多。可见以人为本，善待自然，善待环境的意识要深入人心，首先要从管理者和有关专业的工程技术人员做起，否则我们必将会受到自然界的惩罚。透水砖作为一种新的建筑装饰材料，在走向市场过程中必须要有一个过程，无论是技术上、观念上、认识上都会是这样。但由于透水砖优秀的环保性能，优良的使用性能和良好的装饰效果，加之有较高的投资回报率，其发展前景是乐观的。但笔者建议现正在和即将生产透水性砖的企业将其产品首先在经济发达和比较发达的地区推广使用，努力创造一些示范工程、样板工程，带动其它地区和工程采用；或者积极创造出口条件，寻找代理商，使企业先获得回报，刺激投资，提高产量，降低生产成本和销售成本，从而降低销售价格，最后达到全面推广的目的。我们相信，随着科技进步和研究的深入，陶瓷透水砖的成本必然会进一步降低，随着人们认识水平的提高、环保意识的加强和人们对生活质量、生存环境要求的提高，环保型陶瓷砖的前景是广阔的、光明的。１２０

透水性环保陶瓷砖的生产与发展前景作者：作者单位：徐都锋， 徐小社， 马养志徐都锋,徐小社(陕西富陶产业集团,富平,711700)， 马养志(咸阳陶瓷研究设计院,咸阳,712000)

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