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瓷砖检测中常见的不合格项及产生原因分析

三方检测机构-孟工 2017-10-29

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瓷砖作为建筑装饰的核心材料,其质量直接关系到空间的耐用性与安全性。在出厂、进场及竣工验收环节,检测是把控质量的关键防线,但实际检测中常出现尺寸偏差、表面缺陷、吸水率超标等不合格项,这些问题不仅影响施工效果,还可能引发后期空鼓、开裂等隐患。本文结合检测实践,详细拆解瓷砖常见不合格项的具体表现及背后的产生原因,为行业质量管控提供参考。

尺寸偏差:铺贴效果的隐形杀手

瓷砖的尺寸偏差是检测中最常见的不合格项之一,主要包括长度、宽度的尺寸偏差,以及边直度、直角度、厚度偏差等项目。比如,某批次抛光砖的长度偏差达到±0.8mm(标准要求±0.5mm),铺贴时相邻砖之间的缝隙忽宽忽窄,严重影响整体平整度;边直度超标的瓷砖,铺贴后会出现“歪缝”,甚至需要切割调整,增加施工成本。

尺寸偏差的产生,首先与成型环节的压机压力不均有关。瓷砖成型时,压机通过模具对砖坯施加压力,如果压机的上模与下模平行度不够,或者压力分布不均,会导致砖坯不同部位的密度差异。比如,压机边缘压力过大,中心压力不足,砖坯边缘密度高、收缩小,中心密度低、收缩大,烧成后就会出现“中间凹、边缘凸”的边直度问题。

其次,模具的磨损是长期生产中不可忽视的因素。模具使用一段时间后,型腔会因摩擦而逐渐扩大,尤其是常用的陶瓷模具,其表面的氮化层会随着使用次数增加而磨损,导致成型后的砖坯尺寸逐渐变大。比如,某厂的800×800mm瓷砖模具使用3个月后,尺寸偏差从±0.2mm扩大到±0.6mm,超过标准要求。

此外,烧成环节的温度控制不当也是关键原因。瓷砖烧成需要经过预热、烧成、冷却三个阶段,窑内不同位置的温度差如果超过10℃,会导致砖坯的收缩率不一致。比如,窑炉边缘的温度比中心高5℃,边缘砖坯的收缩率比中心高0.1%,对于800mm的砖来说,长度偏差就会达到0.8mm。而冷却阶段的急冷也会加剧尺寸偏差——如果冷却风对着砖的一侧吹,该侧收缩更快,导致砖体弯曲,边直度不达标。

最后,包装和运输环节的挤压也可能加剧尺寸偏差,但这种情况多为个别现象,并非主要原因。生产环节的工艺控制才是尺寸偏差的核心诱因。

表面缺陷:视觉与使用体验的双重影响

瓷砖的表面缺陷是最直观的不合格项,包括针孔、裂纹、釉面脱落、色差、麻面等,不仅影响美观,还可能降低瓷砖的使用寿命。比如,釉面的针孔会藏污纳垢,难以清洁;表面裂纹会导致水分渗入,引发后期开裂;色差则会让铺贴后的空间显得杂乱,降低装饰效果。

针孔的产生,主要与原料和釉料的杂质有关。原料中的有机杂质(如植物纤维)或碳酸盐矿物(如方解石),在烧成时会分解产生气体(CO₂、H₂O等),如果这些气体未能及时从砖坯或釉层中排出,就会在釉面形成针孔。比如,某批瓷砖的原料中混入了1%的木屑,烧成时木屑燃烧产生的气体在釉层表面形成大量针孔。此外,釉料的粘度也是关键——如果釉料粘度太高,施釉时釉层表面的气体无法逸出,也会形成针孔;而釉料中的水分含量过高,施釉后水分快速蒸发,会在釉层留下凹坑,类似针孔的效果。

裂纹的原因则更为复杂,分为坯体裂纹和釉面裂纹。坯体裂纹多因干燥不充分——砖坯在进入烧成窑前,需要将水分从15%左右降至0.5%以下,如果干燥窑的温度上升过快,砖坯表面的水分快速蒸发,内部水分无法及时补充,会导致表面收缩过快,产生裂纹(称为“干燥裂纹”)。比如,某厂为了提高产量,将干燥时间从24小时缩短至12小时,导致30%的砖坯出现表面裂纹。釉面裂纹则是因为釉料与坯体的膨胀系数不匹配——釉料的膨胀系数比坯体大时,冷却阶段釉层收缩比坯体快,会被坯体“拉裂”,形成细小的釉面裂纹(称为“釉裂”)。比如,某批瓷砖的釉料膨胀系数为8.5×10⁻⁶/℃,坯体为7.0×10⁻⁶/℃,冷却时釉层收缩率比坯体高21%,导致釉面出现网状裂纹。

色差的产生,主要与颜料的混合和烧成温度有关。如果颜料在釉料中混合不均,比如某部位颜料浓度高,另一部位低,烧成后就会出现色差;而烧成窑内的温度波动,会影响颜料的发色效果——比如,锰系颜料在1180℃时发色为深棕色,在1200℃时则变为浅棕色,如果窑内温度波动±20℃,就会导致同批次瓷砖出现明显色差。此外,施釉的厚度不均也会影响色差——釉层厚的部位,颜料浓度相对高,颜色更深;釉层薄的部位,颜色更浅。

釉面脱落则多因施釉工艺不当。比如,施釉前砖坯表面有油污或灰尘,会影响釉层与坯体的粘结力;而釉料的烧成温度过低,釉层未能完全熔化,无法与坯体形成牢固的结合,后期使用中容易脱落。比如,某批瓷砖的釉料烧成温度要求1150℃,但实际烧成温度仅1120℃,导致釉层与坯体的粘结强度不足,用指甲就能刮下釉面。

吸水率超标:后期空鼓开裂的根源

吸水率是瓷砖的核心性能指标之一,不同类型的瓷砖有不同的要求(如瓷质砖吸水率≤0.5%,炻瓷砖≤6%,陶质砖≥10%)。吸水率超标的瓷砖,会在使用过程中吸收粘结剂或空气中的水分,导致体积膨胀,进而破坏粘结层的稳定性,引发空鼓、开裂等问题——比如,某小区铺贴的陶质砖因吸水率超标(达15%),雨季吸收雨水后膨胀,导致20%的瓷砖空鼓脱落。

吸水率超标的主要原因是烧成不充分。瓷砖的吸水率与坯体的烧结程度直接相关——烧成温度越高、时间越长,坯体中的矿物越容易形成致密的玻璃相和结晶相,孔隙率越低,吸水率越小。如果烧成温度低于原料的烧结温度(比如瓷质砖的烧结温度通常在1200℃以上,若仅烧到1150℃),坯体中的长石、石英等矿物未能完全熔化,无法填充颗粒间的孔隙,导致孔隙率升高,吸水率超标。

其次,原料的配比也会影响吸水率。瓷砖坯体的原料主要包括粘土(塑性原料)、长石(熔剂原料)、石英(瘠性原料),其中粘土的含量越高,坯体的可塑性越好,但烧结后的孔隙率也越高——比如,某批瓷质砖的粘土含量从20%增加到25%,吸水率从0.3%上升到0.8%,超过标准要求。而长石作为熔剂原料,其含量不足会导致烧成时的玻璃相不足,无法填充孔隙,也会增加吸水率。

此外,砖坯的成型密度也很重要。如果压机的压力不足(比如瓷质砖需要3000吨以上的压力,若仅用2500吨),砖坯的颗粒间空隙较大,烧成后孔隙率高,吸水率超标。比如,某厂为了降低能耗,将压机压力从3200吨降至2800吨,导致砖坯密度从2.5g/cm³降至2.3g/cm³,吸水率从0.4%上升到0.7%。

最后,原料的颗粒级配也会影响吸水率。如果原料中的细粉(≤0.1mm)含量不足,粗颗粒(≥1mm)过多,颗粒间的空隙无法被细粉填充,烧成后孔隙率高,吸水率就会超标。比如,某批原料的细粉含量仅占30%(标准要求≥40%),导致砖坯的孔隙率比标准高5%,吸水率超标。

断裂模数不足:承载能力的核心隐患

断裂模数(又称弯曲强度)是衡量瓷砖抗折能力的指标,直接关系到瓷砖的承载能力——比如,地面砖的断裂模数要求≥35MPa(瓷质砖),如果不足,会在踩踏或重物压迫下断裂。某商场的地面砖因断裂模数仅28MPa,开业3个月内就有10余块瓷砖断裂,影响正常使用。

断裂模数不足的根本原因是坯体的强度不够,而坯体强度与原料的组成和成型工艺密切相关。首先,瘠性原料(石英、长石)的比例不足——瘠性原料能提高坯体的强度,若其含量低于标准(比如石英含量从30%降至25%),坯体的骨架结构不牢固,强度会明显下降。比如,某批瓷砖的石英含量仅22%,断裂模数比标准低15%。

其次,烧成温度不够或时间不足,导致坯体未完全烧结。烧成时,长石等熔剂原料熔化形成的玻璃相,能将石英、粘土颗粒粘结在一起,形成致密的结构。如果烧成温度低(比如瓷质砖烧到1180℃ instead of 1220℃),玻璃相的量不足,颗粒间的粘结力弱,坯体强度低,断裂模数就会不足。

成型环节的压机压力不足,也是重要原因。压机压力越大,砖坯的颗粒排列越紧密,密度越高,强度越大。比如,某厂的压机压力从3000吨降至2500吨,砖坯的密度从2.6g/cm³降至2.4g/cm³,断裂模数从38MPa降至30MPa,未达标。此外,压机的保压时间不足——保压时间是指压机达到设定压力后保持的时间,若保压时间从15秒缩短至10秒,砖坯内部的空气无法完全排出,但会形成微小气孔,降低坯体强度。

还有,坯体的厚度不足——瓷砖的断裂模数与厚度的平方成正比(根据弯曲强度公式σ=3FL/(2bh²),h为厚度),若厚度从10mm减至8mm,断裂模数会下降36%。比如,某批瓷砖的厚度仅9mm(标准要求10mm),断裂模数比标准低30%。

抗冻性不达标:低温环境下的致命缺陷

抗冻性是瓷砖在低温环境下的关键性能,尤其对于北方地区——瓷砖吸水后,在零下温度下水分结冰膨胀(体积增大9%),会对砖体内部产生压力,若抗冻性不达标,多次冻融循环后会出现裂纹、剥落甚至断裂。某北方小区的外墙砖因抗冻性不达标,冬季经历3次冻融后,20%的瓷砖出现裂纹。

抗冻性不达标,最直接的原因是吸水率超标——吸水率越高,瓷砖吸收的水分越多,结冰时产生的膨胀力越大。比如,某批瓷砖的吸水率为1.2%(瓷质砖标准≤0.5%),吸水后冰膨胀产生的压力是标准砖的2.4倍,抗冻性自然不达标。

其次,坯体的孔隙率高也是重要因素。孔隙率高的瓷砖,水分更容易渗入到内部,且孔隙中的水分结冰时,膨胀力会集中在孔隙周围,导致砖体开裂。比如,某批瓷砖的孔隙率为8%(标准≤5%),抗冻性试验中,经过10次冻融循环就出现裂纹,而标准砖能承受50次以上。

烧成不充分导致的坯体结构疏松,也会降低抗冻性。烧成充分的瓷砖,坯体中的颗粒粘结紧密,结构致密,能承受更大的冻融压力;而烧成不充分的瓷砖,颗粒间的粘结力弱,容易被冻胀力破坏。比如,某批瓷砖的烧成温度比标准低50℃,坯体的致密度比标准低10%,抗冻性试验中仅通过8次循环。

此外,釉面的缺陷(如裂纹、针孔)会加速水分的渗入。釉面是瓷砖的“保护层”,如果釉面有裂纹,水分会通过裂纹进坯体,增加冻胀的风险。比如,某批瓷砖的釉面有微小裂纹(肉眼难以察觉),抗冻性试验中,水分通过裂纹进入坯体,仅5次冻融循环就出现断裂。

耐污染性差:日常清洁的难题

耐污染性是瓷砖抵御污渍渗透的能力,直接影响日常清洁的难易程度——耐污染性差的瓷砖,咖啡、酱油等污渍会快速渗入釉层或坯体,即使使用清洁剂也难以清除,严重影响美观。某餐厅的墙面砖因耐污染性差,开业1个月后墙面布满污渍,不得不重新铺贴。

耐污染性差的核心原因是釉层的致密性不足。釉层是瓷砖的“防护层”,如果釉层不致密(有针孔、裂纹或孔隙),污渍会通过这些通道渗入内部。比如,某批瓷砖的釉层厚度仅0.5mm(标准要求≥0.8mm),釉层的致密性差,污渍容易渗入;而釉层中的针孔,会像“小口袋”一样藏污纳垢,难以清理。

釉料的配比不当,也会降低耐污染性。比如,釉料中的氧化铝含量过高,会导致釉层增的粘度增加,烧成时无法完全熔化,形成多孔的釉层;而釉料中的碱性氧化物(如Na₂O、K₂O)含量过高,会使釉层的耐化学腐蚀性下降,容易被酸性或碱性污渍腐蚀,导致污渍渗入。

烧成温度不足或时间不够,是釉层不致密的主要原因。釉层需要在高温下(通常1100-1200℃)完全熔化,形成光滑、致密的玻璃质层。如果烧成温度低(比如烧到1050℃),釉层未能完全熔化,会保留大量孔隙,耐污染性差。比如,某批瓷砖的烧成温度比标准低80℃,釉层的孔隙率比标准高6%,耐污染性试验中,酱油污渍渗透深度达0.3mm(标准≤0.1mm)

此外,施釉工艺不当也会影响耐污染性。比如,施釉时喷枪的压力过大,会导致釉层表面产生“桔皮”现象(凹凸不平),增加污渍的附着面积;而施釉不均匀,某些部位釉层薄,甚至露坯,污渍会直接渗入坯体,无法清除。

放射性超标:隐性的健康风险

放射性是瓷砖的安全性能指标,主要来自原料中的天然放射性元素(铀、钍、镭),这些元素会释放α、β、γ射线,长期接触可能危害人体健康(如诱发癌症)。某批瓷砖因放射性超标(内照射指数Ira=1.2,标准≤1.0),被质检部门查封,避免了流入市场。

放射性超标的根本原因,是原料中放射性元素含量过高。瓷砖的原料主要是粘土、长石、石英,其中粘土和长石可能含有天然放射性元素——比如,某些地区的粘土中铀含量达50μg/g(标准≤30μg/g),长石中钍含量达40μg/g(标准≤20μg/g),使用这些原料生产的瓷砖,放射性很容易超标。

其次,原料的混合比例不当也会导致放射性超标。比如,某厂为了降低成本,使用了30%的花岗岩尾矿(放射性元素含量高)代替长石,导致瓷砖的放射性内照射指数从0.8上升到1.3,超过标准。

此外,生产过程中的交叉污染也可能引发放射性超标。比如,某厂同时生产瓷砖和石材制品,石材的放射性元素含量高,生产瓷砖时原料与石材原料混合,导致瓷砖放射性超标。

需要注意的是,放射性超标并不意味着瓷砖一定有害——只有当放射性水平超过国家标准时,才会对人体健康产生影响。但作为强制性指标,放射性超标是瓷砖检测中的“一票否决项”,必须严格管控。

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