一種無洞洞石瓷質(zhì)磚的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提出一種無洞洞石瓷質(zhì)磚，所述瓷磚的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線上存在孔洞的密度ρ中點(diǎn)連線小于所述瓷磚整體平均孔洞密度ρ平均。本發(fā)明實(shí)施例提供的無洞洞石瓷質(zhì)磚，克服了洞石瓷磚由于結(jié)構(gòu)存在孔洞而造成的應(yīng)力分布不均，從而大幅度降低瓷磚強(qiáng)度的缺點(diǎn)，并同時(shí)保留洞石瓷磚的外觀美感，更加適用于建筑用的高強(qiáng)度洞石瓷磚。
【專利說明】一種無洞洞石瓷質(zhì)磚

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及瓷磚制造領(lǐng)域，尤其涉及一種無洞洞石瓷質(zhì)磚。

【背景技術(shù)】
[0002] 建筑陶瓷要求有一定的機(jī)械強(qiáng)度，部分建筑陶瓷材料要求有較高的機(jī)械強(qiáng)度，以 滿足受力使用條件及加工要求。地磚就要求具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，如抗壓強(qiáng)度。地磚的機(jī) 械強(qiáng)度主要決定于材料、結(jié)構(gòu)，同時(shí)與其加工過程相關(guān)。陶質(zhì)材料機(jī)械強(qiáng)度較小，基本上不 用來做地磚，地磚往往選用瓷質(zhì)或炻質(zhì)材料，相對(duì)于陶質(zhì)材料，瓷質(zhì)或炻質(zhì)材料的機(jī)械強(qiáng)度 高；結(jié)構(gòu)方面主要取決于陶瓷的作用，例如地磚，采用致密層疊的方式強(qiáng)度就比單層要高， 而且和尺寸有關(guān)系，例如600乘以600、800乘以800或1000乘以1000規(guī)格的瓷磚，各自的 強(qiáng)度是不同的，隨著生產(chǎn)工藝的提高，在滿足強(qiáng)度要求的情況下，瓷磚生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的瓷磚 尺寸才逐步變大；建筑陶瓷生產(chǎn)工藝條件的變動(dòng)（如最高燒成溫度、保溫時(shí)間、欠燒或過燒 等）對(duì)地磚機(jī)械強(qiáng)度的影響十分明顯，因此，強(qiáng)度也是檢驗(yàn)現(xiàn)行工藝狀況和制品均一性的 重要指標(biāo)。
[0003] 所謂的抗壓強(qiáng)度，S卩，材科受到壓縮（擠壓）力作用而破損的最大應(yīng)力稱為抗壓強(qiáng) 度，以MPa為單位表示。測(cè)試時(shí)要求地磚等試樣兩平行受壓面不平行度小于0. lmm/cm，不垂 直度要小于〇. 2_/cm，表面不準(zhǔn)有明顯裂紋和其他缺陷，瓷磚的抗壓強(qiáng)度可用萬能材科試 驗(yàn)機(jī)測(cè)得。
[0004] 當(dāng)然，在討論普通陶瓷材料的力學(xué)強(qiáng)度時(shí)，往往要深入討論材料分子的化學(xué)鍵，如 共價(jià)鍵性或離子鍵性材料有更大的硬度與強(qiáng)度，而分子鍵性材料機(jī)械強(qiáng)度往往較小。國標(biāo) GB/T4100. 1- 2006以破壞強(qiáng)度（斷裂模數(shù)）作為建筑陶瓷磚的機(jī)械強(qiáng)度檢測(cè)指標(biāo)，規(guī)定： 瓷質(zhì)磚破壞強(qiáng)度不小于35M P a ;炻瓷質(zhì)陶瓷磚斷裂模數(shù)平均值不小于30M P a ;細(xì)炻質(zhì)磚 斷裂模數(shù)平均值不小于22M P a ;炻質(zhì)磚斷裂模數(shù)平均值不小于18M P a ;陶質(zhì)磚的斷裂模 數(shù)平均值不小于15M P a。
[0005] 在目前出現(xiàn)的一種無洞洞石的瓷磚中，通過特殊材料和加工工藝，可以形成類似 于天然洞石一樣的洞石紋理結(jié)構(gòu)，可用于替代天然洞石作為建筑材料。
[0006] 無洞洞石瓷磚中，可以分為兩種，一種是具有真實(shí)孔洞的，瓷磚在生產(chǎn)過程中刻意 生成孔洞，例如采用某些受熱產(chǎn)生氣體材料作為面料的一部分，在燒制的時(shí)候材料受熱產(chǎn) 生氣體，氣體從面料中散發(fā)出去從而表面的孔洞。這種無洞洞石瓷磚和天然洞石比較接近。 另外一種無洞洞石瓷磚，則是在第一種的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)生的孔洞使用透明物質(zhì)填充，從而形 成一種看起來有孔洞，但是摸起來沒有孔洞感覺的瓷磚，這種瓷磚的好處是，可以作為地磚 鋪設(shè)，并且由于孔洞被填充，不會(huì)藏污納垢，方便清潔，同時(shí)又保留了洞石的天然美感。
[0007] 目前上市面都有上述兩種瓷磚在銷售，但是在實(shí)際的使用中，無洞洞石瓷磚在建 筑，尤其是在地磚方面的使用，出現(xiàn)了很多不如人意的地方，例如抗壓強(qiáng)度較弱，由于無洞 洞石瓷磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中具有了孔洞，不管該孔洞是否進(jìn)行了填充，孔洞的存在使得瓷磚在 立體厚度上是不均的，由于孔洞的分布是隨機(jī)的，因此孔洞的存在對(duì)整塊瓷磚的應(yīng)力影響 也是隨機(jī)的，生產(chǎn)的每一塊瓷磚的強(qiáng)度也是隨機(jī)的，常常容易出現(xiàn)生產(chǎn)出來的瓷磚強(qiáng)度不 夠，無法用于建筑當(dāng)中或在運(yùn)輸、使用過程中發(fā)生斷裂的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于解決瓷磚強(qiáng)度不夠等問題提出一種無洞洞石瓷質(zhì)磚。
[0009] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0010] 一種無洞洞石瓷質(zhì)磚，所述瓷磚的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線上存在孔洞的密度p ?小于所述瓷磚整體平均孔洞密度P
[0011] 更進(jìn)一步，所述P中點(diǎn)連線小于所述P ￥均/2。
[0012] 更進(jìn)一步，所述P中點(diǎn)連線小于所述P平均/3。
[0013] 更進(jìn)一步，所述P中點(diǎn)連線小于所述P ￥均/4。
[0014] 更進(jìn)一步，所述瓷磚幾何圖形中心點(diǎn)處無孔洞。
[0015] 更進(jìn)一步，所述p中點(diǎn)連線=0。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例提供的無洞洞石瓷質(zhì)磚，克服了洞石瓷磚由于結(jié)構(gòu)存在孔洞而造成 的應(yīng)力分布不均，從而大幅度降低瓷磚強(qiáng)度的缺點(diǎn)，并同時(shí)保留洞石瓷磚的外觀美感，是更 加適用于建筑用的高強(qiáng)度洞石瓷磚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1展示無洞洞石瓷質(zhì)磚縱向截面結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖2展示無洞洞石瓷質(zhì)磚平面俯視示意圖；
[0019] 圖3展示常見無洞洞石瓷質(zhì)磚孔洞分布示意圖；
[0020] 圖4展示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中無洞洞石瓷質(zhì)磚孔洞分布示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，本發(fā)明實(shí)例在附圖中示出，盡管將結(jié)合這些實(shí)施例來描述本發(fā)明，應(yīng)該理解其并 非要將本發(fā)明限制為這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意欲覆蓋可包括在所附權(quán)利要求所限定的 精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等效形式。另外，在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的以下詳述中，提出了很 多具體細(xì)節(jié)以使本發(fā)明得到徹底理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，沒有這些具體 細(xì)節(jié)也可實(shí)施本發(fā)明。在其它實(shí)例中，為了不必要地模糊本發(fā)明的方面，未詳細(xì)描述公知的 方法、過程、部件。
[0022] 以下詳細(xì)描述的一些部分是按照模塊、部件、構(gòu)造等及對(duì)可在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件上用 其它符號(hào)表示來提出的。這些描述和表示是陶瓷制造的技術(shù)人員所使用的、為了將其工作 的實(shí)質(zhì)最有效地傳達(dá)給該領(lǐng)域其它技術(shù)人員的手段。已經(jīng)證明，主要是為了公共使用的原 因，將這些結(jié)構(gòu)或組分稱作層、塊、元素、面積、密度等有時(shí)是方便的。
[0023] 然而，應(yīng)牢記的是，所有這些和相似的術(shù)語應(yīng)與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)并且僅僅是 適用于這些量的方便標(biāo)記。除非特別指明，否則如以下描述中所顯而易見的，應(yīng)理解在整個(gè) 本發(fā)明中，討論所用的術(shù)語，如"關(guān)聯(lián)"或"經(jīng)過"或"疊加"或"需要"或"確定"或"重復(fù)"或 "執(zhí)行"或"檢測(cè)"或"引導(dǎo)"等，指的是陶瓷結(jié)構(gòu)或陶瓷制造設(shè)備的動(dòng)作和過程。
[0024] 圖1展示了無洞洞石瓷質(zhì)磚縱向截面結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖1中，展示出無洞洞石瓷質(zhì)磚100縱向截面，所述縱向截面示出了底料層110,以 及層疊在底料層110之上的面料層120,所述面料層存在至少兩種構(gòu)造，分別是透明的瓷質(zhì) 部122和不透明的瓷質(zhì)部121。瓷質(zhì)部的主要成為為無機(jī)非金屬材料，當(dāng)無機(jī)非金屬材料的 重量組分大于95%時(shí)就可以稱之為瓷質(zhì)部，在一般的制備過程中，瓷質(zhì)部中無機(jī)非金屬材 料的重量組分大于99%，或瓷質(zhì)部中全部為無機(jī)非金屬材料，需要說明的是，實(shí)際中的無洞 洞石瓷質(zhì)磚，透光的瓷質(zhì)部122在面料層120中的分布式隨機(jī)的，而且形狀、大小不一，類似 于天然洞石的外觀美感。
[0026] 底料層的制備所需要的原料較為普遍，可以參照現(xiàn)有技術(shù)工藝就可以制備得到。
[0027] 不透光的瓷質(zhì)部的制備的原料也是較為普遍的，現(xiàn)在多數(shù)公開的技術(shù)中也實(shí)現(xiàn)了 制備出透光瓷質(zhì)部的配方，例如一種較為普遍的配方為：鈉長(zhǎng)石50?70%，燒滑石：10? 14%，碳酸鋇：6?10%，氧化鋅：0?3%，方解石：6?8%，硼酸：6?12%，以及可以包括 少量的不影響透明效果的其他組分，透光瓷質(zhì)部中各組分的重量總數(shù)為100 %，可通過常規(guī) 的燒制工藝得到。
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例示出的無洞洞石瓷質(zhì)磚可以采用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝制備獲得。
[0029] 圖2展示了無洞洞石瓷質(zhì)磚平面俯視示意圖。
[0030] 圖2中，展示出無洞洞石瓷質(zhì)磚100平面俯視形態(tài)，在本發(fā)明實(shí)施例展示的是正方 形的無洞洞石瓷質(zhì)磚，但根據(jù)實(shí)際情況，無洞洞石瓷質(zhì)磚還可以是長(zhǎng)方形等規(guī)則形狀。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例展示出的正方形無洞洞石瓷質(zhì)磚存在幾何學(xué)上的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn) 連線130,以及幾何圖形中心點(diǎn)131。
[0032] 圖3展示了常見無洞洞石瓷質(zhì)磚孔洞分布示意圖。
[0033] 圖3中，展示常見正方形無洞洞石瓷質(zhì)磚100孔洞分布，所述正方形無洞洞石瓷質(zhì) 磚的尺寸為建筑中常用的尺寸，例如600CM*600CM、800CM*800CM、1000CM*1000CM等，圖3中 示意性地標(biāo)出該正方形無洞洞石瓷質(zhì)磚100幾何學(xué)上的兩條角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130,以 及必然存在的幾何圖形中心點(diǎn)131，本圖中未標(biāo)出，具體位置可參考圖2所示。需要特別指 出的是，所述標(biāo)示的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130設(shè)定為寬度為1CM的長(zhǎng)帶條區(qū)域，幾何圖形 中心點(diǎn)131設(shè)定為以所述幾何圖形中心點(diǎn)為圓心，以1CM為半徑的圓形區(qū)域。
[0034] 圖3中還示意性地標(biāo)出透明的瓷質(zhì)部122和不透明的瓷質(zhì)部121，所示透明的瓷質(zhì) 部122形狀、大小不一，并在所述正方形無洞洞石瓷質(zhì)磚100上隨機(jī)分布，形成類似于天然 洞石的外觀美感。圖3中透明的瓷質(zhì)部122所形成的孔洞在所述正方形人造瓷磚100面料 層所在的一面隨機(jī)分布，包括分布在兩條設(shè)定寬度為1CM的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130所確 定的長(zhǎng)帶條區(qū)域范圍內(nèi)，并且有可能分布在所述幾何圖形中心點(diǎn)為圓心，以1CM為半徑的 圓形區(qū)域。
[0035] 根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于例如正方形、長(zhǎng)方形等的規(guī)則幾何圖形無洞洞石瓷質(zhì)磚，由于 孔洞的分布是隨機(jī)的，因此明的瓷質(zhì)部122所形成的孔洞分布在兩條設(shè)定寬度為1CM的角 和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130所確定的長(zhǎng)帶條區(qū)域范圍內(nèi)，從而使得所述無洞洞石瓷質(zhì)磚的應(yīng)力 局部分布不均，尤其是在所述長(zhǎng)帶條區(qū)域范圍內(nèi)，可承受應(yīng)力臨界值比所述長(zhǎng)帶條區(qū)域范 圍外的要明顯減小，在局部或整體受壓的時(shí)候，由于長(zhǎng)帶條區(qū)域范圍內(nèi)的承受應(yīng)力達(dá)到胡 克效應(yīng)臨界值，導(dǎo)致形變超過所述無洞洞石瓷質(zhì)磚整體形變值，最后所述無洞洞石瓷質(zhì)磚 局部或整體發(fā)生不可逆破損，使得所述無洞洞石瓷質(zhì)磚的強(qiáng)度低于一般拋光瓷磚的強(qiáng)度， 在制造、運(yùn)輸和使用過程中無法有效保障瓷磚乃至建筑物的質(zhì)量。
[0036] 圖4展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中無洞洞石瓷質(zhì)磚孔洞分布示意圖。
[0037] 通過對(duì)現(xiàn)有常用無洞洞石瓷質(zhì)磚容易斷裂的原因分析，結(jié)合胡克效應(yīng)建立無洞洞 石瓷質(zhì)磚應(yīng)力分布模型，計(jì)算在無洞洞石瓷質(zhì)磚面料層上各點(diǎn)上應(yīng)力和受力情況，得出無 洞洞石瓷質(zhì)磚的孔洞優(yōu)選分布，可有效減輕孔洞對(duì)無洞洞石瓷質(zhì)磚強(qiáng)度的影響。
[0038] 圖4中，展示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中無洞洞石瓷質(zhì)磚孔洞分布。所述無洞洞石瓷質(zhì) 磚的孔洞在兩條設(shè)定寬度為1CM的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130所確定的長(zhǎng)帶條交叉點(diǎn)區(qū)域內(nèi) 的分布明顯較區(qū)域以外的密度要小。
[0039] 根據(jù)應(yīng)力分布模型計(jì)算得知，兩條設(shè)定寬度為1CM的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130所 確定的長(zhǎng)帶條覆蓋區(qū)域以及所述幾何圖形中心點(diǎn)為圓心，以1CM為半徑的圓形區(qū)域，是應(yīng) 力分布集中的區(qū)域，如果通過減少該區(qū)域孔洞的密度，將能夠明顯提高所述區(qū)域的強(qiáng)度。
[0040] 因此，設(shè)計(jì)出理想應(yīng)力分布模型中，所述兩條設(shè)定寬度為1CM的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn) 連線130所確定的長(zhǎng)帶條區(qū)域內(nèi)以及所述幾何圖形中心點(diǎn)為圓心，以1CM為半徑的圓形區(qū) 域內(nèi)存在孔洞的面積除以所述兩條設(shè)定寬度為1CM的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線130所確定的長(zhǎng) 帶條區(qū)域以及所述幾何圖形中心點(diǎn)為圓心，以1CM為半徑的圓形區(qū)域的總面積，得出角和 對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線上存在孔洞的密度，標(biāo)記為P中點(diǎn)連線；將整塊無洞洞石瓷質(zhì)磚面料層上 存在的孔洞面積除以整塊無洞洞石瓷質(zhì)磚面料層的總面積，得出瓷磚整體平均孔洞密度， 標(biāo)記為P平均。
[0041] 因此，根據(jù)應(yīng)力分布模型，當(dāng)所述無洞洞石瓷質(zhì)磚的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線上存在 孔洞的密度P 小于所述瓷磚整體平均孔洞密度P ￥@時(shí)，就能提高無洞洞石瓷質(zhì)磚的 強(qiáng)度。
[0042] 優(yōu)選的，所述P中點(diǎn)連線小于所述P ￥均/2。
[0043] 優(yōu)選的，所述P中點(diǎn)連線小于所述P ￥均/3。
[0044] 優(yōu)選的，所述P中點(diǎn)連線小于所述P ￥均/4。
[0045] 優(yōu)選的，無洞洞石瓷質(zhì)磚幾何圖形中心點(diǎn)處無孔洞。
[0046] 優(yōu)選的，所述P 0,且，無洞洞石瓷質(zhì)磚幾何圖形中心點(diǎn)處無孔洞。
[0047] 為了驗(yàn)證所述孔洞應(yīng)力分布模型，以及所述P 所述P _比例關(guān)系與無洞 洞石瓷質(zhì)磚強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過對(duì)上述按照上述參數(shù)要求實(shí)際生產(chǎn)無洞洞石瓷質(zhì)磚設(shè)計(jì) 測(cè)試試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，并與一般的無洞洞石瓷質(zhì)磚做測(cè)試對(duì)比。
[0048] 為了表述方便，對(duì)上述按照上述參數(shù)要求實(shí)際生產(chǎn)無洞洞石瓷質(zhì)磚分別以樣品A、 樣品B、樣品C、樣品D、樣品E和樣品F進(jìn)行標(biāo)示，對(duì)比例樣品用G標(biāo)示。所述樣品均按照實(shí) 施例具體參數(shù)要求制造：
[0049] 樣品A的P平均具為75. 88%，樣品A的P中點(diǎn)連線為61. 31% ;
[0050] 樣品B的P平均具為74. 97%，樣品B的P中點(diǎn)連線為34. 11% ;
[0051] 樣品C的P平均具為75. 88%，樣品C的P中點(diǎn)連線為23. 01% ;
[0052] 樣品D的P平均具為75. 75%，樣品D的P中點(diǎn)連線為10. 42% ;
[0053] 樣品E的P ￥均具為74. 67%，樣品E的Ρ μ連線為36. 89%，且無洞洞石瓷質(zhì)磚幾 何圖形中心點(diǎn)處無孔洞；
[0054] 樣品F的P平均具為74. 03%，樣品F的P中點(diǎn)連線為0% ;
[0055] 對(duì)比例樣品G為普通生產(chǎn)的無洞洞石瓷質(zhì)磚，參數(shù)如下：
[0056] 對(duì)比例樣品G的P平均具為77. 56%，樣品G的P中點(diǎn)連線為80. 22%。
[0057] 每種樣品均為6塊，為了配合萬能材科試驗(yàn)機(jī)測(cè)試材料尺寸，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)瓷磚 的三種尺寸 600CM*600CM、800CM*800CM、1000CM*1000CM 等比縮小為 600MM*600MM、 800MM*800MM、1000MM*1000MM三種尺寸，每種尺寸各2塊，按照標(biāo)準(zhǔn)流程和樣式制備獲得。
[0058] 樣品全部經(jīng)過表面拋光處理磨平，光潔度達(dá)4,且所有樣品邊角無缺損，表面無裂 紋，尺寸公差符合上述規(guī)定，樣品兩平行受壓面不平行度小于〇. 1MM/CM，不垂直度要小于 0·2MM/CM。
[0059] 測(cè)試設(shè)備為整磚專用萬能材科試驗(yàn)機(jī)，可調(diào)配600MM*60(MM、800MM*80(MM、 1000MM*1000MM三檔整磚測(cè)試尺寸。
[0060] 強(qiáng)度計(jì)算公式為：
[0061] 強(qiáng)度（MPa)=破壞荷載（KN) /樣品面料層面積（MM2)。
[0062] 表1樣品A測(cè)試結(jié)果表
[0063]

【權(quán)利要求】
1. 一種無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于，所述瓷磚的角和對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線上存在孔洞的 密度Ρ 小于所述瓷磚整體平均孔洞密度p
2. 如權(quán)利要求1所述的無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于，所述p +^^小于所述p TiS/2。
3. 如權(quán)利要求1所述的無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于，所述P +^^小于所述P TiS/3。
4. 如權(quán)利要求1所述的無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于，無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于， 所述P巾點(diǎn)連a小于所述P ￥均/4。
5. 如權(quán)利要求1所述的無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于，所述瓷磚幾何圖形中心點(diǎn)處無 孔洞。
6. 如權(quán)利要求1所述的無洞洞石瓷質(zhì)磚，其特征在于，所述P 0。
【文檔編號(hào)】C04B38/00GK104058780SQ201410310495
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】鐘保民, 徐瑜, 周燕, 祁明 申請(qǐng)人:佛山市東鵬陶瓷有限公司, 廣東東鵬控股股份有限公司, 清遠(yuǎn)納福娜陶瓷有限公司, 廣東東鵬陶瓷股份有限公司