土木工程材料第十章 装饰材料张德思教授主讲  第一节  陶瓷装饰材料 1. 陶瓷的基本概念     传统的陶瓷产品是由粘土类及其它天然矿物原料经过粉碎加工、成型、焙烧等过程制成的。陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶器以陶土为原料，所含杂质较多，烧成温度较低，断面粗糙无光，不透明，吸水率较高。瓷器以纯的高岭土为原料，焙烧温度较高，坯体致密，几乎不吸水，有一定的半透明性。介于陶器和瓷器二者之间的产品为炻器，也称为石胎瓷、半瓷。炻器坯体比陶器致密，吸水率较低，但与瓷器相比，断面多数带有颜色而无半透明性，吸水率也高于瓷器。 陶器又可分为粗陶和精陶。粗陶坯体一般由含杂质较多的粘土制成，工艺较粗糙，建筑上用的砖瓦以及陶管等均属此类。精陶系指坯体焙烧后呈白色、象牙色的多孔性陶制品，所用原料为可塑粘土或硅灰石。通常两次烧成，素烧温度多为1250~1280℃，釉烧温度为1050 ~ 1150℃。建筑内饰面用的釉面内墙砖即属此类。     炻器按其坯体的致密性、均匀性以及粗糙程度分为粗炻器和细炻器两大类。外墙面砖、铺地砖多为粗炻器，按吸水率大小又可将其分为炻瓷砖、细炻砖和炻质砖，一些日用炻器为细炻器。  釉是附着于陶瓷坯体表面的连续玻璃质层。施釉的目的在于改善坯体的表面性能并提高力学强度，使坯体表面变得平滑、光亮，由于封闭了坯体孔隙而减小了吸水率，使耐久性提高。釉不仅具有各种鲜艳的色调，而且可以通过控制其成分、粘度和表面张力等                                                                                                      参数，制成装饰效果各异的流纹釉、珠光釉、乳浊釉等艺术釉料，使建筑陶瓷大放异彩。   2. 建筑陶瓷制品 （1）外墙面砖     外墙面砖俗称无光面砖，是用难熔粘土压制成型后焙烧而成。通常做成矩形，尺寸有100×100×10mm和150×150×10mm等。它具有质地坚实、强度高、吸水率低（小于４％）等特点。一般为浅黄色，用作外墙饰面。 （2）釉面砖     釉面砖是用瓷土压制成坯，干燥后上釉焙烧而成，釉面砖过去习称“瓷砖”，由于其正面挂釉，近来才正名为“釉面砖”。通常做成152×152×5 mm和108×108×5 mm等正方形体，配件砖包括阳角条、阴角条、阳三角、阴三角等，用于铺贴一些特殊部位。        釉面砖由于釉料颜色多样，故有白瓷砖、彩釉面砖、印花砖、图案砖等品种，各种釉面砖色泽鲜艳，美观耐用，热稳定性好，吸水率小于18％，表面光滑，易于清洗，多用于浴室、厨房和厕所的台度，以及实验室桌面等处。 （3）地砖     地砖又名缸砖，由难熔粘土烧成，一般做成100×100×10 mm和150×150×10 mm等正方形，也有做成矩形、六角形等，色棕红或黄，质坚耐磨，抗折强度高（15MPa以上），有防潮作用。适于铺筑室外平台、阳台、平屋顶等的地坪，以及公共建筑的地面。  （4）陶瓷锦砖     陶瓷锦砖又名马赛克，它是用优质瓷土烧成，一般做成18.5×18.5×5 mm、39×39×5 mm的小方块，或边长为25 mm的六角形等。这种制品出厂前已按各种图案反贴在牛皮纸上，每张大小约30 cm见方，称作一联，其面积约0.093 m2，每40联为一箱，每箱约 3.7m2。施工时将每联纸面向上，贴在半凝固的水泥砂浆面上，用长木板压面，使之粘贴平实，待砂浆硬化后洗去皮纸，即显出美丽的图案。     陶瓷锦砖色泽多样，质地坚实，经久耐用，能耐酸、耐碱、耐火、耐磨，抗压力强，吸水率小，不渗水，易清洗，可用于工业与民用建筑的洁净车间、门厅、走廊、餐厅、厕所、浴室、工作间、化验室等处的地面和内墙面，并可作高级建筑物的外墙饰面材料。  第二节 玻璃    玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石和长石等为原料，于1550~1600℃高温下烧至熔融。成型、急冷而形成的一种无定形非晶态硅酸盐物质。其主要化学成分为SiO2、Na2O、CaO及MgO, 有时还有K2O。  1. 玻璃的制造工艺     建筑玻璃一般为平板玻璃，制造工艺一种是引上法，另一种是浮法。引上法是将高温液体玻璃冷至较稠时，由耐火材料制成的槽子中挤出，然后将玻璃液体垂直向上拉起，经石棉辊成形，并截成规则的薄板。这种传统方法制成的平板玻璃容易出现波筋和波纹。     浮法工艺制造的平板玻璃表面平整，光学性能优越，不经过辊子成型，而是将高温液体玻璃经锡槽浮抛，玻璃液回流到锡液表面上，在重力及表面张力的作用下，摊成玻璃带，向锡槽尾部拉引，经抛光、拉薄、硬化和冷却后退火而成。  2. 玻璃的性质 （1）玻璃的密度为2.45～2.55 g/cm3，其孔隙率接近于零。 （2）玻璃没有固定熔点，液态时有极大的粘性，冷却后形成非结晶体，其质点排列的特点是短程有序而长程无序，即宏观均匀，体现各向同性性质。  (3)普通玻璃的抗压强度一般为600～1200MPa，抗拉强度为４0～80MPa。其弹性模量为 (6 ～ 7.5)×104MPa, 脆性指数（弹性模量与抗拉强度之比）为1300～1500, 玻璃是脆性较大的材料。  （3）玻璃的透光性良好。２～６mm的普通窗玻璃光透射比为80％～82％，玻璃光透射比随厚度增加而降低，随入射角增大而减小。 （4）玻璃的折射率为1.50～1.52。玻璃对光波吸收有选择性，因此，内掺入少量着色剂，可使某些波长的光波被吸收而使玻璃着色。 （5）热物理性质。玻璃的比热与化学成分有关，在室温至100℃内，玻璃的比热为0.33～1.05kJ／(kg·Ｋ)，导热系数为0.40～0.82W／（m·K），热膨胀系数为（9～15）×106K-1。玻璃的热稳定性差，原因是玻璃的热膨胀系数虽然不大，但玻璃的导热系数小，弹性模量高，所以，当产生热变形时，在玻璃中产生很大的应力，而导致炸裂。 （6）玻璃的化学稳定性很强，除氢氟酸外，能抵抗各种介质腐蚀作用。  3.常用的建筑玻璃 （1）普通平板玻璃  	国家标准规定，引拉法玻璃按厚度2、3、4、5 mm分为四类；浮法玻璃按厚度3、4、5、6、8、10、12 mm分为七类。并要求单片玻璃的厚度差不大于0.3 mm。标准规定，普通平板玻璃的尺寸不小于600ｍｍ×400ｍｍ；浮法玻璃尺寸不小于1000 ｍｍ×1200 mm  且不大于2500 mm×3000 mm.。目前，我国生产的浮法玻璃原板宽度可达2.4～4.6 ｍ，可以满足特殊使用要求。    由引拉法生产的平板玻璃分为特等品、一等品和二等品三个等级，浮法玻璃分为优等品、一级品与合格品三个等级。 普通平板玻璃产量以重量箱计量，即以50kg为一重量箱，即相当于2 mm厚的平板玻璃10 m2的重量，其它规格厚度的玻璃应换算成重量箱。  (2) 磨光玻璃     磨光玻璃是把平板玻璃经表面磨平抛光而成，分单面磨光和双面磨光两种，厚度一般为５、６ｍｍ。其特点是表面非常平整，物象透过后不变形，且透光率高（大于84 ％），用于高级建筑物的门窗或橱窗。 (3) 钢化玻璃     钢化玻璃是将平板玻璃加热到一定温度后迅速冷却（即淬火）而制成。其特点是机械强度比平板玻璃高４～６倍，６ｍｍ厚的钢化玻璃抗弯强度达125 MPa，且耐冲击、安全、破碎时碎片小且无锐角，不易伤人，故又名安全玻璃，能耐急热急冷，耐一般酸

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