廖惠儀
摘 要:本文簡(jiǎn)介了陶瓷大板/巖板的發(fā)展概況與現(xiàn)狀;探討了陶瓷大板/巖板名稱的由來(lái)與中國(guó)取名文化;簡(jiǎn)述了陶瓷磚/板相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀并提出建議;分析了瓷質(zhì)磚/板的化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系,指出瓷質(zhì)磚/板屬于同一材料范疇;對(duì)當(dāng)前一些熱點(diǎn)話題表達(dá)了個(gè)人看法并提出了“設(shè)計(jì)前移綠色發(fā)展”的新思路。
關(guān)鍵詞:陶瓷大板/巖板;取名文化;標(biāo)準(zhǔn);性能;發(fā)展思路
1 陶瓷大板/巖板的發(fā)展概況與現(xiàn)狀
2004年2月意大利Lamina公司下線史上第一塊陶瓷大板(意大利語(yǔ)La lastra ceramic .piu grande e leggera mai vista prima-英文The largest and thinnest ceramic slab ever seen)——未曾見(jiàn)過(guò)的最大最薄的陶瓷板。產(chǎn)品尺寸3000×1000×3(mm),采用16000噸無(wú)模壓機(jī)成形、滾筒印刷彩飾、高速攪拌磨(后來(lái)改造拆除改為連續(xù)球磨機(jī))制備泥漿。
廣東蒙娜麗莎集團(tuán)股份有限公司于2007年4月生產(chǎn)出中國(guó)第一片陶瓷薄板,產(chǎn)品尺寸900×1800×5.5(mm),宣告了具有中國(guó)自主技術(shù)的陶瓷大板實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)。
早期的陶瓷大板突出了大和薄,引導(dǎo)了全球性的陶瓷薄型化。減薄,為資源節(jié)約、綠色環(huán)保、節(jié)能減排指明了方向;首部陶瓷大板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23266-2009 《陶瓷板》,定義注明了陶瓷板厚度不大于6mm、面積不小于1.62m2,突顯了求大限厚的導(dǎo)向意圖。
隨著陶瓷生產(chǎn)技術(shù)的突破性進(jìn)步和大板的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)開(kāi)拓、應(yīng)用創(chuàng)新、推廣,陶瓷大板的花色品種、規(guī)格尺寸、厚度不斷豐富多樣化,尤其是厚板的發(fā)展,開(kāi)拓了應(yīng)用新領(lǐng)域,開(kāi)辟了新的市場(chǎng),促進(jìn)了陶瓷大板/巖板近幾年全球爆發(fā)上線。
據(jù)《陶城報(bào)》不完全調(diào)查統(tǒng)計(jì),目前全球已建成生產(chǎn)1200×2400(mm)以上規(guī)格的巖板生產(chǎn)線大約有90條左右,主要分布在意大利、西班牙、中國(guó)、印度、印尼、美國(guó)、巴西、土耳其、阿聯(lián)酋、伊朗等國(guó)家,其中意大利有超過(guò)30條,西班牙大約有13條,中國(guó)有21條,印度有17條,四個(gè)國(guó)家占據(jù)全球巖板90%以上產(chǎn)能。
除此以外,全球還有多條生產(chǎn)線在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)中,其中中國(guó)擬建或在建的巖板線數(shù)量超過(guò)13條,如果所有項(xiàng)目順利進(jìn)行,預(yù)計(jì)2020年中國(guó)將達(dá)到34條、全球的巖板生產(chǎn)線數(shù)量將超過(guò)100條,產(chǎn)能爆發(fā)增長(zhǎng)。
陶瓷磚衍生了陶瓷板Ceramic Slabs,這個(gè)“陶瓷磚的新生兒”,眼看進(jìn)入了青春期,但至今全世界還沒(méi)有給個(gè)規(guī)范的名分。目前國(guó)內(nèi)外陶瓷大板(主要為瓷質(zhì)大板Porcelain slabs)均參照陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)ISO13006 Annex G Group B1a、EN14411 Annex G Group B1a、GB/T4100附錄G干壓陶瓷磚E≤0.5% BIa類進(jìn)行質(zhì)量控制,但I(xiàn)SO 13006、EN14411、GB/T4100現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有涉及陶瓷板;關(guān)于斷裂模數(shù)的要求,ISO、 EN、 GB三標(biāo)準(zhǔn)都標(biāo)注了不適用于破壞強(qiáng)度≥3000N的磚;GB/T4100-2015《陶瓷磚》相對(duì)于ISO13006 《Ceramic tiles》標(biāo)準(zhǔn),增加了對(duì)干壓陶瓷磚厚度的限定; GB/T 23266-2009 《陶瓷板》標(biāo)準(zhǔn)追求大而薄,沒(méi)有考慮薄板向厚板發(fā)展,目前也沒(méi)有獲得陶瓷大板/巖板的廣泛認(rèn)同和采用。
大、厚、薄的陶瓷板/巖板,挑戰(zhàn)了現(xiàn)有陶瓷標(biāo)準(zhǔn)。亟需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、科學(xué)定義、系統(tǒng)分類、規(guī)定性能要求,以促進(jìn)其健康有序發(fā)展。
2 陶瓷大板/巖板名稱的由來(lái)與中國(guó)取名文化
中國(guó)目前陶瓷大板、巖板兩種名稱混用,更多使用巖板,據(jù)《華夏陶瓷網(wǎng)》信息,“巖板”這個(gè)詞最早出現(xiàn)于西班牙某公司在北京舉辦的首場(chǎng)超薄巖板品鑒會(huì),英文名為Sintered Stone。
巖石(Rock,別稱石頭Stone,地質(zhì)學(xué)術(shù)語(yǔ)):由各種不同的地質(zhì)作用所產(chǎn)生的天然固態(tài)礦物集合體,是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ)。按成因分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。Stone一般字典譯為石頭,牛津字典中還有“巖石”之意。將Sintered Stone翻譯為 “巖板”,不知原創(chuàng)者是否經(jīng)歷過(guò)這樣的心路歷程,已無(wú)從考證。
中國(guó)的命名、取名具有悠久的文化,孔子曰:“名正則言順”,名正是金,好名遠(yuǎn)揚(yáng)。有其名則有其言則有其事(實(shí))。
古代賢哲尹文子說(shuō)過(guò):形以定名,名以定事,事以驗(yàn)名。這就是說(shuō),觀察辨別事物、人物,必先定名而后才可以成事,而事物的發(fā)展及成敗得失又可以驗(yàn)其名。古代還有一句名言:有其名必有其實(shí),名為實(shí)之寶也。意思是:符號(hào)一定代表了某一事物,有事物就必定會(huì)產(chǎn)生代表它的符號(hào)即名字;反過(guò)來(lái),以符號(hào)或名字也可以了解該事物的內(nèi)容及特征,即所謂“名附于實(shí)則見(jiàn)其義”。
在自然科學(xué)領(lǐng)域,隨著科學(xué)的發(fā)展和人類認(rèn)知的深入,已經(jīng)形成了科學(xué)的、系統(tǒng)的、規(guī)范的學(xué)科專業(yè)的術(shù)語(yǔ)、定義、命名、分類等,如地質(zhì)學(xué)的巖石、材料科學(xué)的無(wú)機(jī)非金屬材料、陶瓷材料、陶瓷磚、水泥、玻璃等等。遵守這些約定俗成的定義、命名、分類也是“名正則言順”、 “名附于實(shí)則見(jiàn)其義”之初心和本意。
“巖板”作為商品名稱或是某種特定用途的產(chǎn)品,如同自己的孩子,取名自由,尤其是,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化設(shè)計(jì)裝飾技術(shù)的應(yīng)用,陶瓷磚/板的仿真效果日趨逼真,仿石材、仿木材、仿布、仿金屬、仿皮革、仿水泥、仿水磨石,尤其是仿石,仿各種巖石、洞石、玉石,名貴大理石、花崗巖等等,花色品種琳瑯滿目,產(chǎn)品名稱新穎奇特,創(chuàng)意無(wú)窮。返璞歸真,親近自然,成為主流發(fā)展趨勢(shì),這或許是鐘愛(ài)“巖板”的情結(jié)。但是建議最好保留自家本色,保持血統(tǒng),是“瓷”不入“巖”家,如大理石“瓷”磚、全通體“瓷”拋磚、“瓷質(zhì)“大板等名稱,反映了產(chǎn)品本質(zhì),體現(xiàn)了風(fēng)格文化,取名也可以在陶瓷的范疇下細(xì)分奇石寶玉、名貴木材、金銀銅鐵、象牙珍珠等等不同花色品種。
3 陶瓷磚/板相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和建議
現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、正規(guī)出版物陶瓷磚一般定義為:由粘土或其它無(wú)機(jī)非金屬原料,經(jīng)成型、燒結(jié)等工藝處理,用于裝飾與保護(hù)建筑物、構(gòu)筑物墻面及地面的板狀或塊狀陶瓷制品。
GB/T 23266-2009 《陶瓷板》最早定義陶瓷板為:由粘土和其它無(wú)機(jī)非金屬材料,經(jīng)成形、高溫?zé)傻壬a(chǎn)工藝制成的板狀陶瓷制品。
GB/T 9195-2011《陶瓷磚和衛(wèi)生陶瓷分類及術(shù)語(yǔ)》,對(duì)陶瓷板的定義與GB/T 23266-2009相同,同時(shí)多處出現(xiàn)磚(板)合一的定義或描述。
ISO13006 《Ceramic tiles》陶瓷磚定義中使用了“薄板thin slab”,對(duì)于傳統(tǒng)陶瓷制品,以前主要是日用的碗碟瓶罐容器、花瓶等陳列藝術(shù)制品等,相對(duì)而言“薄板thin slab”是陶瓷磚的典型外觀特征,但沒(méi)有想到thin slab會(huì)做到現(xiàn)在這么大、這么薄、這么厚,陶瓷磚tile和板slab出現(xiàn)了界定的空間和需求,但從生產(chǎn)用原材料、工藝過(guò)程、材料范疇來(lái)說(shuō),陶瓷大板/巖板就是“放大的陶瓷磚”。
目前意大利、西班牙等各國(guó)陶瓷界普遍使用“陶瓷板Ceramic Slabs”稱謂。
“巖板”這個(gè)名稱在中國(guó)叫開(kāi)了、聽(tīng)?wèi)T了、喜歡了,如同彩釉磚、仿古磚、?;u等名稱,都是基于國(guó)外產(chǎn)品、外文的中文翻譯或創(chuàng)意名稱。作為商品名稱,取名可能有商業(yè)的、藝術(shù)的、心理的、社會(huì)的等等復(fù)雜因素,藝術(shù)求美,無(wú)可厚非;上升到標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)定義,必須認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)求真,畢竟這是發(fā)源于意大利的國(guó)際流行新產(chǎn)品,同一種產(chǎn)品在國(guó)際上應(yīng)該有相通的語(yǔ)言和共同的規(guī)范,不能把Ceramic slabs(意大利語(yǔ)Lastre)改名換姓,以免在國(guó)際市場(chǎng)產(chǎn)生歧義。
國(guó)際上陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)一直按干壓、擠壓兩種成形方法和不同吸水率作為分類基本原則,各類別不預(yù)先假設(shè)產(chǎn)品用途,但定義陶瓷磚用于裝飾與保護(hù)建筑物、構(gòu)筑物墻面及地面(ISO13006陶瓷磚定義:通常用作墻地面覆蓋物)。陶瓷大板/巖板、厚磚由于規(guī)格尺寸、性能指標(biāo)發(fā)生變化,建議對(duì)現(xiàn)行陶瓷磚相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂擴(kuò)展,以覆蓋用于墻地面的大、厚、薄陶瓷產(chǎn)品;陶瓷大板/巖板由于用途的跨界突破,性能指標(biāo)發(fā)生較大變化,更加強(qiáng)調(diào)了力學(xué)性能要求,可以按照產(chǎn)品用途等方法進(jìn)行分類,根據(jù)不同用途的客觀需求,制訂產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系。
據(jù)了解,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO TC189 WG 1工作組正在就包括基于尺寸定義的相關(guān)主題開(kāi)展工作,受COVID-19 疫情影響,原定于7月份的ISO會(huì)議有望推遲到11月。去年3月發(fā)布的EN ISO 10545-4:2019(陶瓷磚試驗(yàn)方法 第4部分:斷裂模數(shù)和破壞強(qiáng)度的測(cè)定),已結(jié)合大尺寸和厚產(chǎn)品進(jìn)行了修訂。
國(guó)內(nèi)《陶瓷巖板》、《巖板產(chǎn)品規(guī)范》兩項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)已立項(xiàng)啟動(dòng)工作。
陶瓷大板/巖板標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)的共同期待,如何在現(xiàn)有陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)體系和檢測(cè)方法,補(bǔ)充、擴(kuò)展、完善相關(guān)內(nèi)容,這對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)制訂者將面臨挑戰(zhàn)。
4 瓷質(zhì)磚/板的化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系
瓷質(zhì)磚、板的配方相近或相同,其化學(xué)組成范圍為:SiO2 64%~74%;Al2O3 16%~23%;CaO+MgO 2%~4%; K2O+Na2O 4%~6% ;Fe2O3+TiO2<2% 。早期的瓷質(zhì)磚燒成溫度較高1240℃~1260℃,隨著低溫快燒技術(shù)的發(fā)展,燒成溫度國(guó)內(nèi)外普遍降低至1200℃上下,因此這里列舉的化學(xué)組成范圍較寬。
據(jù)有關(guān)研究結(jié)果,瓷質(zhì)磚的顯微結(jié)構(gòu)受化學(xué)組成影響,體積密度范圍為:2.32~2.4g/cm3;氣孔率為7%~12%;相組成為:莫來(lái)石8%~17%、石英15%~30%、玻璃相52%~70%(同上,列舉的范圍較寬)。
瓷質(zhì)磚/板重要的力學(xué)性能為斷裂模數(shù)(又稱抗折強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度)和破壞強(qiáng)度,不同化學(xué)組成產(chǎn)品的吸水率(<0.5%)和體積密度(2.32~2.4g/cm3)沒(méi)有顯著差別,但由于化學(xué)組成、燒結(jié)程度不同,造成產(chǎn)品的相(晶相、玻璃相、氣相)組成不同,導(dǎo)致斷裂模數(shù)高的可達(dá)到60~85MPa,低的只有35MPa左右,也就是說(shuō)不同配方和燒結(jié)程度的差異可以使斷裂模數(shù)相差一倍左右。破壞強(qiáng)度與斷裂模數(shù)、厚度三者關(guān)系為:S=2Rh2/3
S——破壞強(qiáng)度,R——斷裂模數(shù),h——試驗(yàn)后沿?cái)嗔堰厹y(cè)得的試樣斷裂面的最小厚度。
關(guān)系式表明,產(chǎn)品破壞強(qiáng)度與斷裂模數(shù)成正比、與厚度的二次方成正比。因此如果常規(guī)瓷質(zhì)磚/板產(chǎn)品厚度10mm,假設(shè)斷裂模數(shù)為42MPa,則破壞強(qiáng)度為2800N;理論上講,5mm厚的薄磚/板(假設(shè)斷裂模數(shù)也是42MPa),厚度減少一半則破壞強(qiáng)度只有四分之一即700N;而 20mm厚的磚/板,厚度增加一倍則破壞強(qiáng)度可提高四倍達(dá)11200N。這或許是認(rèn)為“巖板不同于陶瓷大板”的另一原因。
研究還表明,瓷質(zhì)磚的機(jī)械性能取決于燒結(jié)程度,體積密度越高,斷裂模數(shù)和彈性模數(shù)也高,氧化鋁含量和燒成后莫來(lái)石含量、彈性模數(shù)成正比。
綜上,不同配方化學(xué)組成、不同工藝參數(shù)對(duì)顯微結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)而導(dǎo)致力學(xué)性能差異懸殊,厚度對(duì)產(chǎn)品破壞強(qiáng)度的影響是二次方關(guān)系。瓷質(zhì)磚/板生產(chǎn)用原材料、配方化學(xué)組成范圍、工藝過(guò)程、材料范疇相同,瓷質(zhì)大板就是“放大的瓷質(zhì)磚”。
5 幾點(diǎn)思考
5.1 關(guān)于陶瓷大板/巖板的稱謂、厚薄、大小問(wèn)題
中國(guó)是著名的陶瓷古國(guó),瓷器是中國(guó)古代重要?jiǎng)?chuàng)造發(fā)明之一,陶瓷文化的傳承和人們對(duì)陶瓷的喜愛(ài),是中華民族的傳統(tǒng),不要讓陶瓷改了名變了味。一種商品在全球遍地開(kāi)花以后,名稱只是代表一定事物的符號(hào),這種符號(hào)也具有包裝功能,但是名稱符號(hào)不能偏離約定俗成的基本概念。
陶瓷大板/巖板的厚薄主要取決于性能滿足和用途需要。用作低荷載的飾面材料,減薄,節(jié)約資源、綠色環(huán)保、節(jié)能減排是永恒的發(fā)展方向;高荷載的應(yīng)用,根據(jù)使用場(chǎng)所荷載大小,設(shè)計(jì)適合厚度,才是經(jīng)濟(jì)合理的。做太厚,增加成本,性能過(guò)剩也是一種浪費(fèi),應(yīng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)變厚實(shí)感的傳統(tǒng)消費(fèi)觀念;同時(shí)應(yīng)避免“強(qiáng)度不夠厚度來(lái)湊”,要通過(guò)改進(jìn)配方及工藝制度,提高產(chǎn)品力學(xué)性能。
多大尺寸為磚,多小尺寸可以稱為板,這不是科學(xué)的概念,需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義、界定。
多少場(chǎng)合真正需要3~4m的大板?盲目“做大比大,大材小用”,值得反思。
笨重本來(lái)就是一個(gè)不利的因素,人為制造“大、笨、重”,給生產(chǎn)、搬運(yùn)、包裝、運(yùn)輸、加工、安裝施工增加多少成本、麻煩和困難。
當(dāng)生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備解決以后,做“大”已經(jīng)不是什么大不了的事情的時(shí)候,“大”已經(jīng)不能體現(xiàn)產(chǎn)品水平,不能代表企業(yè)水平。
5.2 關(guān)于陶瓷大板/巖板市場(chǎng)的看法
陶瓷大板/巖板并沒(méi)有創(chuàng)造新市場(chǎng),完全是一種替代市場(chǎng),替代天然石材、人造石材、陶瓷磚、木材、金屬、壁紙、涂料等等,不同材料之間互為替代,互相競(jìng)爭(zhēng),永不停息。有些市場(chǎng)預(yù)測(cè)過(guò)于樂(lè)觀,認(rèn)為無(wú)所不能替代,有很大市場(chǎng)空間。誰(shuí)替代誰(shuí),替代能否實(shí)現(xiàn),最終由消費(fèi)者說(shuō)了算。
陶瓷大板/巖板的發(fā)展是曲折的,10多年的市場(chǎng)培育、開(kāi)拓歷程,改變了人們“一招鮮吃遍天”的常理期望,市場(chǎng)是煲出來(lái)、熬出來(lái)的,不是炒、更不是爆炒出來(lái)的。
陶瓷大板/巖板應(yīng)用于櫥柜、桌臺(tái)、家具等領(lǐng)域,已經(jīng)與陶瓷磚市場(chǎng)沒(méi)有關(guān)系,是新的渠道,新的市場(chǎng),如同織布廠看到時(shí)裝的高價(jià)想生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)服裝、木材加工廠想生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)家具,是否延伸產(chǎn)業(yè)鏈跨業(yè)經(jīng)營(yíng)、如何跨界合作、是賣(mài)材料還是賣(mài)產(chǎn)品,企業(yè)家心知肚明。沒(méi)有品牌和渠道支撐的生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)該冷靜對(duì)待大板熱。
5.3 陶瓷大板/巖板的的發(fā)展思路
陶瓷材料的優(yōu)異性能,材質(zhì)“硬”帶“脆性”的特點(diǎn),冷加工難,使用與加工對(duì)材料力學(xué)性能的要求是一對(duì)固有矛盾。應(yīng)該揚(yáng)長(zhǎng)避短,轉(zhuǎn)變觀念,創(chuàng)新思路:生產(chǎn)以滿足應(yīng)用需要為目的,探索推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、定制化生產(chǎn);加強(qiáng)坯體在線裁切加工工藝技術(shù)裝備研究開(kāi)發(fā),推進(jìn)“設(shè)計(jì)前移,量體裁坯”,減少燒成品冷加工量,生產(chǎn)免加工、少加工產(chǎn)品;根據(jù)不同用途產(chǎn)品的力學(xué)性能需要,設(shè)計(jì)配方和厚度,預(yù)測(cè)產(chǎn)品強(qiáng)度,滿足使用要求,以設(shè)計(jì)和技術(shù)引領(lǐng),促進(jìn)陶瓷大板/巖板的綠色發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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