关键词：建筑垃圾；陶瓷废料；生产工艺；节能环保
1 前言
近年来，随着城市建筑的不断扩大，建筑废料的总量也在不断地增长。根据相关的统计，我国每年开发建设至少拆除3000～4000万m2的旧建筑，产生数亿吨的建筑垃圾。在资源日趋匮乏的今天，遗弃建筑废料也是对资源的极大浪费。由于陶瓷厂生产过程具有不可逆性，其产生的多余釉料、废釉坯、循环水沉淀泥，以及不合格的废瓷等都将成为高污染的代名词。因此，合理的处理和回收利用建筑垃圾及陶瓷厂废料，加强环境保护，将会是我国可持续发展战略的一个重要组成部分。
2 国内建筑垃圾及陶瓷厂废料的利用现状
现国内的建筑垃圾利用率只有5%左右，其传统处理方法主要是运往郊外露天堆放或填埋，这不仅占用了大量的土地，而且还造成了严重的环境污染。其实有大量的建筑废料是可以再生利用的。而目前国内的陶瓷厂废料利用率更低，在 3%以下。传统处理方法主要是填埋，其中有色物料中的重金属通过水层沉淀，不仅造成了填埋地的污染，更是对当地水环境的整体破坏。因此，建筑垃圾及陶瓷厂废料的回收利用已经刻不容缓。
3 实验内容
3.1 实验原料
本实验所采用的建筑垃圾及陶瓷厂废料均选自醴陵地区，其原料组成及化学成份如表1所示。
3.2 制陶的工艺流程
3.2.1 制陶的工艺流程
利用建筑垃圾及陶瓷厂废料制备陶制品的工艺流程如图1所示。
3.2.2制陶的工艺参数
因使用小型快磨机进行球磨，受各材料球磨难度的影响，需要将建筑废料、报废成瓷及报废窑具破碎至φ3 mm以下的碎块。球磨时，料s球s水=1s2.2s0.5，并加入5‰球磨助剂，球磨后过250目筛，筛余控制在0.05%～0.25%，泥浆比重为1.68～1.72；使用注浆成型方法成型，坯体厚度控制在4～5 mm；氧化焰下进行一次烧成，2.5 h升温至1180 ℃，保温10 min，然后进行急冷后缓冷降温。总烧成时间控制在4.5～5.0 h。
3.3 实验配方要求
配方要求：检测样品化学成份，按照既定烧成制度烧成后，吸水率为5.0%～8.0%；热荷重在9 mm以下；膨胀系数为6.8～7.3×10-6/℃；裸瓷热稳定及热冲击合格等。
3.4 样品性能测试
对样品进行化学测试，并进行计算。采用pcy-2型卧式热膨胀仪测试膨胀系数；采用sq06型日用陶瓷热振仪测试热稳定性，按照国家标准对吸水率及热荷重进行测试。
4 实验方案及分析
4.1 实验方案
本实验共做了9组对比实验，具体的配方详情如表2所示。
4.2 实验结果
4.2.1配方组成的化学计算结果
配方组成的化学计算结果如表3所示。
4.2.2 样品性能的检测
样品性能的检测结果如表4所示。
4.3 实验结果分析
4.3.1热稳定性不合格
2#与6#热稳定性不合格主要是由于原材料中的砂石混料中含有大量的游离状石英，游离石英在快烧过程中未完全转化，导致陶体中间产生内应力，热稳定性不合格。
4.3.2吸水率不合格
3#、5#与9#的吸水率不合格主要是由于cao及fe2o3两者为强熔剂类物质，配方中此两项含量较高，导致吸水率下降。
4.3.3热荷重不合格
5#热荷重不合格主要是由于此配方中铝含量过低无法形成正常的支撑骨架，导致陶体在高温段时出现软化。
使用上述方法制备陶制品的化学组成及含量如表5所示。
5 结论
（1） 通过不同的配方组合，可以利用建筑废料及陶瓷厂废料获得稳定实用的土红色陶制品。
（2） 综合成本考虑，可以使用1#配方进行投产。但如果有其他废料较多时，也可在1#、4#、7#、8#内选择配方进行投产。
参考文献
[1] 李家驹。陶瓷工艺学[m].武汉：武汉大学出版社，1992.
[2] 吴贤国，郭劲松，李惠强，杜婷。建筑废料的再生利用研究[j]. 建材工业信息，2004，3.
关键词：疏浚泥；资源循环利用；建筑陶瓷
1前 言
水体底泥污染是一个重要的环境问题。底泥中的污染物主要是重金属、氮磷为主的营养物质和难降解的有机物。底泥的处理方法主要有原位处理和异位处理，原位处理的技术还不成熟，目前底泥处理多是进行异位处理，即疏浚。港口、航道为维持正常泄洪能力和保证内陆航道的畅通，保证湖泊的水质及蓄洪能力，所进行的疏浚工程会产生巨大的疏浚泥。珠江三角洲地带水资源丰富，每年产生的疏浚泥超过8000万m3。由于疏浚底泥具有泥量大、含水率较高、组成成分复杂的特点，容易产生二次污染，处置不当将对环境造成不利影响。
我国目前处于高速发展期，工程建设项目数量也日益递增，对建陶的需求也与日俱增，随着现有天然泥、砂等原料的消耗，建陶原料的供给不足带来的矛盾也将日益突出，特别是优质天然粘土的需求矛盾更为明显。就广东省而言，自1999年《广东省采石取土管理规定》颁布后，开山取土逐步受到限制，更加剧了原料不足和建筑陶瓷产能日益增长的矛盾。目前，广东省众多建陶企业纷纷向周边省区如广西、湖南、江西等地购买矿物原料，运输距离的增加大大提高了产品成本，或转移到近原料产地发展，而且国家日益严格的护山护河措施，也逐步覆盖到内陆省份，传统的原料获取方式长此以往很难补足原料缺口和支持陶瓷行业的持续发展。
本文研究使用疏浚泥沙作为再生资源生产建筑陶瓷技术，将目前在河海工程成为堆放难题的疏浚泥资源化利用代替天然粘土，一方面可减少疏浚泥对环境的严重破坏，而且有效减少建陶行业对优质天然矿物原料的需求和开采。对建筑陶瓷行业可持续发展及环境工程、河海工程均具有重要意义。
2 疏浚泥沙性能分析
疏浚泥多以淤泥、粘土为主，矿物成分主要是伊利石、绿泥石、高岭石、蒙脱石等粘土矿物，此外还有长石、石英等非粘土矿物，部分夹杂有少量的白色贝壳等。化学组分主要为sio2、al2o3、fe2o3、cao、mgo、烧失量（有机质）等，这一化学组成非常接近于陶瓷原料中常用的高岭土及蒙脱石胶结物，研究利用疏浚泥代替天然粘土作为胶结物，同时高岭石类矿物可在高温下形成sio2・2al2o3莫来石晶相，长石、石英等形成玻璃体，通过配方调整达到疏浚泥资源化利用和新陶瓷原料来源的双重目的。
本研究的取样为佛山某地疏浚泥1#样品，120℃恒温干燥后样品对应的化学成分如表1。
从表1中可以看出，1#样品的化学组成同普通建筑陶瓷生产中所使用的混合泥化学成分近似，烧失量也基本类似，但铁含量、碱金属、碱土金属含量偏高，特别是其中fe2o3含量远高于普通所使用的混合泥，会带来烧成氧化不好及降低配方温度等问题。
疏浚泥有机质含量高，烧成过程易将粘土质矿物中的氧化铁还原，疏浚泥中的贝壳屑等也将分解释放出膨胀性气体co2，在快烧情况下，如排气不好，会以微小封闭气泡的形式均匀分散于熔化液相中，如生产抛光砖产品，可能产生针孔、熔洞等缺陷降低产品质量。此外，疏浚泥中较高的铁含量会使坯体颜色变暗，故采用釉面装饰方法，生产仿古釉面砖产品。
此外，对于使用疏浚泥沙生产建筑陶瓷，对其中可能富含的重金属要考虑满足建筑陶瓷的环境标志产品技术要求，对1#样品进行了可溶性铅、镉及固体污染物可溶性铬测试，测试结果见表2。从检测结果来看，其铅、镉含量满足《环境标志产品技术要求陶瓷砖》（hj/t297-2006）的相关技术指标，铬含量满足（gb15618-1995) 土壤环境质量标准一级要求。通过对配方的调整并采用相适应的釉面配方，将疏浚泥应用于建筑陶瓷，其技术路线是可行的。
3 样品制备
因疏浚泥胶结性强、含水率高、铁含量高，作为一种陶瓷原料不但要考虑其化学成份中的sio2和al2o3含量，还要考虑fe2o3含量和有机质的烧失、浆料的性能等多个影响因素，特别注意的是为稳定配方原料，取样地点不同的疏浚泥应均化后方可使用。配方中使用的其他原料化学分析见表3。
经反复实验确定，按表4的干重质量比例配比原料。过程如下：取疏浚泥及各原料进行干燥，按干料比例1:0.5加入水，少量cmc及水玻璃、stpp共同混合球磨，测试浆料细度达到250目筛余为0.3%～0.8%后放浆过100目筛，浆料经微波干燥、手工造粉、陈腐后以15mpa压力用小压机成形为300mm×300mm规格陶瓷样品，进烘箱于180℃恒温干燥至坯体含水率
4 样品性能分析
对所制备的陶瓷样品进行断裂模数、吸水率、热震性、耐酸碱等理化指标测试， 同时对环境要素的放射性进行检验，结果汇总于表5中。
我们根据环境标志产品要求对样品进行铅、镉测试，实验样品测试指标如表6所示。
从实验可以看出，实验过程方法及产品设计配方温度同一般仿古砖制品坯体制备过程类似，并未明显改变陶瓷生产工艺过程；从断裂模数、抗热震性、耐酸碱等产品检测性能上来看，疏浚泥的加入未影响陶瓷产品的各项主要指标；从重金属溶出、放射性检测等方面来看，均满足环境标志产品的要求；可见利用疏浚泥进行资源循环利用生产建筑陶瓷是可行的。
5 结 论
对江河疏浚泥沙进行研究，代替高岭土类原料生产建筑陶瓷，利用这一低品质原料替代高品质原料，资源循环利用生产建筑陶瓷，减少了天然矿物原料的消耗，具有领先水平和行业示范意义；目前国内外陶瓷行业还没有利用疏浚泥生产高档陶瓷的先例，该种技术可深入研究，工艺技术具备行业推广的可行性，该类新型陶瓷产品可作为一种循环经济和持续发展的实例。
参考文献
[1] 朱伟，张春雷，刘汉龙等。疏浚泥处理再生资源技术的现状[j].
环境科学与技术，2002，25(4)：39-41.
[2] 谢健，林鑫城，石萍等。利用海洋疏浚泥生产轻质陶粒的研究[j].
湛江海洋大学学报。 2004，24(6)：32-36.
[3] 张旭东，祁继英。疏浚底泥的资源化利用[j]. 北方环境，2005，30
（2）：48-50.
1.生产工艺的节约化、节能化发展趋势
“环保意识”和“节能意识”是现在我国众多领域发展的大趋势，建筑陶瓷业也不例外，陶瓷工艺目前的发展趋势也正朝着节约能源，控制污染的方向发展，在保证艺术性、抗压力性的同时，将产品朝着“轻、薄”的发展方向发展，可以无形中降低工艺废弃物的排放。此外，将建筑陶瓷的一些传统生产流程进行改良，比如着色就由传统湿法工艺为主的化学原料着色，过渡到干法着色，投资少，设备体积小，又不产生污染排泄物，像重金属、放射物等；固定色彩工艺也避开传统的化学助剂，使用激光施釉技术，降低了化工原料对大气的污染，节能、省地，还使建筑陶瓷的个性和艺术性提高。[1]未来，整个建筑陶瓷生产工艺的发展趋势都是环保型，走无公害路线发展。
2. 设计工艺的个性化、立体化和自然化
随着人类文化素质的不断提高，对建筑陶瓷的要求也在不断提升，在人们眼里陶瓷不再是一个冰冷的修饰品而是一件体现主人品位、整体风格的艺术品，这主要由产品的设计理念决定的。设计工艺主要体现在图案设计、造型色彩上，在图案设计方面目前还是停留于平面化图案的加工，未来也将逐步朝着立体化的发展，而塑造凹凸面、雕刻感提出了立体化。在立体化的道路上，金属釉的前景广阔，突出了建筑陶瓷的奢华感。[2]
消费者都希望应用个性化的工艺来提高档次，个性化主要通过在造型、色彩上的提升，而个性化工艺体现设计跟上时尚的潮流，经常引入一些流行元素，未来发展可能按照不同消费者的品位量身定做设计，而闪光、镂空、印花等独特的设计手法将在未来被广泛应用。
建筑陶瓷的美感越来越强，消费者对建筑陶瓷要求，其本质上市精神和文化的要求，所以文化内涵的融入也是必不可少的，它就像艺术的灵魂一样，赋予建筑陶瓷人性的亲和力，是艺术灵魂与陶瓷的结合，使之上升为个性空间，带给消费者一种个性的释放，一种快乐的享受，而这就形成了消费者与建筑陶瓷之间的亲和力，而这种亲和力恰恰是建筑陶瓷发展的另一个取向――自然化取向，返璞归真的风格，仿古、仿自然类的设计更能体现一种精神上的自由和亲切，是人审美情趣提高的必然要求。
3.装饰工艺上应用抛光和釉料技术，实现复合化发展
有了好的设计，建筑陶瓷必须有相应的装饰工艺和手法将其付诸于试试，而现代意义上的装饰工艺并不是单纯的美化，而是通过修饰提高其附加功能，使其具备防滑、耐磨、防水、环保、静电等功效，而这些效果的达到必须依靠修饰工艺对其表面的处理和改性。[3]未来发展中修饰工艺中的抛光技术和釉料技术前景广阔。
抛光技术可以在线石材的天然纹理，是建筑陶瓷自然化进程中必不可少的工序，它将是今后相当长时间内被应用。而建筑陶瓷的复合化发展，有给我们指出一个新方向，可以在抛光面通过高分子、离子等处理使它具备隔离效果，有效地防污、防水、防菌，前景巨大。[4]
釉料是一种传统技术，它是建筑陶瓷表面一种常用的修饰，它的复合化发展则是未来的大趋势，激光施釉、瓷与釉结合、高分子元素的应用，使它具有美观的同时，有特殊功能，尤其是自洁净技术和蓄光发光技术的发展，将大大拓展建筑陶瓷的功能和使用范围，能自洁净的陶瓷可以应用于宾馆酒店的高空，使其不容易挂脏。而蓄光发光技术的应用，又给我们提出新的创新方向，其他能量是不是也能通过釉和高科技物质的契合储存在陶瓷中。建筑陶瓷复合功能的增加，将是今后发展的热门方向之一。
4. 创造不断增加，建筑陶瓷功能性发展
各种材料、工艺的发展，使建筑陶瓷的工艺逐渐纯熟，并朝着自主创造的方向发展，材料的更新和装饰改革，使很多外加剂、防水、防火、模具、镀、离子、晶体、高分子应用于陶瓷的表面，时陶瓷朝着功能化发展路线行进，这也是建筑陶瓷新产品研发的主要趋势。不断有新的创意、新的开发理念，更多功能陶瓷也会不断出现，透水性、吸音功能、回音功能，耐高温、抗菌等新型建筑陶瓷将不断推动建筑陶瓷业朝着功能多样化方向发展。
小结
环保意识提高的大背景下，实现建筑陶瓷业节约、节能化发展，建立环境友好型的发展模式是建筑陶瓷未来要实现的第一个目标。人们品位提升要求产品朝着个性化、立体化和自然化发展，还要赋予其丰富的文化内涵，使其具有被人们欣赏的艺术价值。[5]此外，陶瓷外表修饰技术工艺不断先进，使建筑陶瓷的功能多样化。总结一下：建筑陶瓷工艺发展将朝着生态化、节约化、内涵化、配套化和功能化发展，使之成为价值和使用价值的统一体。
参考文献：
[1]俞康泰．建筑陶瓷装饰技术的现状及发展趋势。陶瓷学报，2006(9)
[2]朱锦辉。张晓英建筑陶瓷的发展趋势。佛山陶瓷，2007(11)
[3]soc ceramica italina-assiceram:"reologia ceramica applicata" 1990
关键词：功能型建筑陶瓷；自洁；抗菌；负离子；调湿；吸声；应用
1 引言
在陶瓷矿物资源以及能源资源日益枯竭、劳动力日渐紧缺、节能减排要求不断提高以及国际低碳要求的大环境下，我国建筑卫生陶瓷正在逐渐从拼产量为主的经营方式向着以质量、规格、档次等为主的经营方式转变。
建筑陶瓷的功能化，是国内外建筑陶瓷行业的主要发展方向之一[1]。功能化建筑陶瓷是在保证装饰效果的前提下，赋予陶瓷其它功能，以提供人类更好的活动环境的一类陶瓷。同一类陶瓷产品的生产成本基本相同，在保证性价比前提下，陶瓷产品的价值随着功能的增加而提高，产品竞争力也会随之相应地增强[2]。建筑陶瓷的功能化还可以使陶瓷品种、规格多样化，更好地适应市场需求。
本文对各种功能型建筑陶瓷砖进行了总结，并阐述了它们的原理、生产工艺及其应用。
2 功能型建筑陶瓷的作用及应用
2.1 自洁陶瓷
2.1.1光催化（亲水）陶瓷
二氧化钛（tio2）在紫外线照射激发后具有光催化作用，在瓷砖表面负载一层纳米级tio2颗粒，使得瓷砖具有自清洁和抗菌、除臭功能。这种薄膜透明无色，不影响釉面的装饰效果。此外，tio2薄膜属于无机材料，具有不易燃和耐腐蚀的特性。
经紫外线激发后，tio2涂层瓷砖的光催化作用会持续很长时间（长于夜间时间），能破坏有机物结构，提高瓷砖表面的润湿性。它所具有的功效如下：
（1） 灭菌
tio2被激发后产生的电子-空穴对，具有强氧化性，当有机物、微生物、细菌等与二氧化钛薄膜接触时， 就被氧化成二氧化碳和水。
（2） 自清洁或易清洁性
由于tio2涂层润湿性高，水可轻易在瓷砖表面铺展开。因此自来水、雨水在这种瓷砖表面就相当于清洁剂。油脂、灰尘不易粘附在光催化涂层上，容易脱离瓷砖面。综合表现为自清洁或易清洁性，可降低清洁剂的用量。
（3） 防雾
水滴是瓷砖表面雾化的直接原因。凝结水在润湿性高的tio2涂层瓷砖表面铺展开来难以形成水滴，起到防雾作用。且干燥时又能去除污迹，使得瓷砖表面保持干净。这种性能在浴室尤其重要，使瓷砖具有优良的冲洗效果，如图1所示。
（4） 清新空气
在循环流动的空气中，光催化瓷砖将与其表面接触的微生物杀灭，从而具有除臭、清新空气的作用。
光催化tio2瓷砖一般是用溶胶—凝胶法预先制备tio2溶胶，然后采用浸渍提拉、离心或喷涂等方法，将tio2溶胶涂在陶瓷表面，经500～700℃热处理后获得光催化瓷砖[3,4]。
光催化亲水瓷砖在20世纪70年代由日本发明，可用于卫生陶瓷、外墙釉面砖、医院病房等方面，正受到越来越多人的欢迎。
2.1.2疏水陶瓷
疏水是指固体表面上的表观接触角超过90°的一种表面现象。接触角超过120°，滑动角小于10°的超疏水表面就具有自洁和防污性能[5]。在瓷砖表面涂覆疏水性的涂层，疏水涂层是一种由有机和无机材料组合成的纳米颗粒，能减小瓷砖表面张力，从而显著增加瓷砖表面与外部液体的接触角，使液体形成液滴。同时易于滚动而带走表面的杂质（如灰尘），犹如荷叶的“荷叶作用”使水珠易于滚动，如图2所示。国外已有公司生产这种具有自洁和防污功能的疏水瓷砖。
2.2 抗菌陶瓷
在陶瓷釉中或表面上浸渍、喷涂或者滚印上无机抗菌剂，从而使陶瓷制品表面上的致病细菌控制在必要水平之下。抗菌陶瓷在保证陶瓷装饰效果的前提下，具有抗菌、除臭功能。
2.2.1银系抗菌陶瓷
将含有ag 离子的无机物加入釉料中烧制抗菌釉。微量的ag 离子进入菌体内部，破坏微生物细胞(细菌、病毒等)的呼吸系统及电子传输系统，引起活性酶的破坏或氨基酸的坏死[6]。与此同时，ag 离子的催化作用可将氧气或水中的溶解氧转换为具有抗菌作用的活性氧。
2.2.2光触媒钛系抗菌陶瓷
光触媒tio2不仅具有自洁功能，还具有很强的抗菌功能。在大于其带隙能的紫外线照射后，tio2的光催化作用能将环境中有害有机物降解为co2和h2o，且光照下生成的过氧化氢和羟基自由基，具有杀菌作用[7]。
2.2.3 稀土激活银系、光触媒系复合抗菌陶瓷
在银系、光触媒抗菌剂中加入含有稀土元素的原料而制成。光触媒受到紫外线照射时，产生电子—空穴对，稀土元素的价电子带因俘获光催化电子而被激活[8]。由于稀土元素的激活，使抗菌剂的表面活性增大，达到提高抑菌的效果，产生保健、抗菌、净化空气的综合功效。
2.2.4 远红外抗菌陶瓷
将远红外材料(锆、锰、铁、钴、镍其氧化物等)加入到陶瓷原料中烧制成瓷，在常温下能发射出8～18?滋m波长的远红外线。红外辐射能直接穿透细胞壁，细菌体分泌的毒素在此环境下容易受到破坏，能有效破坏菌体的新陈代谢和抑制其生长繁殖，从而具有杀菌功能[9]。而且远红外线具有优良的保健功能。
2.3 太阳能陶瓷
随着能源价格上涨，以及更多环保政策的出台，太阳能利用产业正经历高速的发展。瓷砖所占空间面积巨大，将瓷砖与太阳能技术结合具有重大的意义。
2.3.1太阳能发电瓷砖
太阳能光伏电池瓷砖是在釉层里加入氧化锡或氧化钴电极层，然后在釉料表面复合硅层（即光伏电池）和透明保护膜；或直接在坯体表面复合多层有机硅、透明导电膜和防反射保护膜，接线后瓷砖就具有太阳能发电作用[10]。太阳能瓷砖可用于屋顶砖、外墙砖，还可联合有机硅层与瓷砖结构来做成隔声系统。图3显示的是高速公路上安装的光伏电池瓷砖。
2.3.2吸收太阳能的黑色瓷砖
黑色物体具有较高的光热吸收、转换效率。在普通陶瓷原料中加入一定比例的钛钒尾渣，由于钒尾渣的v、ti等第四周期过渡元素化合物含量高，可制得阳光吸收率高达90%的黑色瓷砖[11]。钒钛黑瓷砖采用传统瓷砖生产工艺，可以充分利用现有的生产设备。
黑色陶瓷的光热转换效率高，可应用于太阳能房顶、暖气片、红外辐射地板等方面。黑瓷板目前多用于太阳能加热热水，未来可发展用于太阳能发电。
2.4 红外辐射陶瓷
远红外线具有优良的灭菌、活化、保健等特性。在发达国家，远红外保健产品已相当普及。将红外辐射材料添加进釉料中，制成红外辐射瓷砖。除了本文提到的抗菌功能，还具有促进新陈代谢、消除疲劳、提高免疫力等保健作用。
对于红外辐射瓷砖，首先要选择高性能的红外辐射粉体。红外粉体可吸收环境热量，然后以远红外能量形式输出，其实质是材料的分子偶极矩的变化与光的振荡电场相互作用的结果。多离子体系在振动过程中容易改变分子的对称性而使偶极距发生变化，红外线的吸收和发射能力强。目前研究热点是由过渡金属氧化物高温烧制的尖晶石多离子掺杂体系[12]。
将约10%的远红外粉体加入到釉料中，然后把釉浆施在坯体上，经烧成制得具有发射远红外线功能的陶瓷制品。研究表明，辐射性能随远红外粉体添加量的增多而提高，釉面光泽度和显微硬度也提高，釉白度略为降低，对釉面装饰效果并无不良影响[13]。
2.5 防静电瓷砖
静电给一些行业和日常生活带来危害，如静电放电引起易燃物起火爆炸、电子产品损坏、人体受到电击等[14]。防静电陶瓷是在釉层中或者坯体中加入导电材料而具有防静电性能，如图4所示。相对防静电橡胶板、防静电水磨石等，其具有长效、不发尘、耐磨、装饰效果较好等优点。
导电釉的原理是将导电颗粒材料与陶瓷结合，使导电颗粒在陶瓷中形成连续的导电通道，使离子的迁移变得容易，当陶瓷的电阻降到1.0×105～1.0×109ω时，将较大提高其表面静电释放速度，达到防静电效果[15]。
研究表明，釉中的晶相对防静电陶瓷的电性能的影响体现在晶相的阻隔作用、釉成分的偏析、导电成分的偏析等方面。结果还表明，透明釉、钡无光釉均能制备电性能良好的防静电陶瓷，而锆乳浊釉中锆英石晶相会降低防静电陶瓷的表面电阻，不适于制备防静电陶瓷[16]。
国内对防静电瓷砖有较深入的研究和应用。防静电陶瓷砖国家标准(防静电陶瓷砖，gb 26539-2011[17])已于2011年6月16日正式分布实施。
2.6 发光陶瓷
发光瓷砖是把发光粉（一般是光致发光长余辉材料）添加到陶瓷釉料中，在有光源照时进行吸光、储光，撤去光照后仍能够长时间发光（可高达10h）的陶瓷砖。
传统的发光粉主要是硫化锌和硫化钙荧光体，为了防止高温降低其发光性能，烧成温度一般低于800℃，因此，坯釉结合性较差。近年来，稀土离子激活的铝酸盐、硅酸盐已经成为长余辉材料的主体，具有发光亮度高、余辉时间长、高温稳定性好、无毒无放射性等优点[18]。
合适的基础釉组成和烧成温度制度是获得良好的发光性能和釉面质量的技术关键。蓄光粉的加入量越多，发光性能越好，但加入量过多会导致坯釉结合性变差，且成本也会随之增加，蓄光粉的最佳加入量为30%左右[19]。
2.7 负离子瓷砖
较高的空气负离子浓度是高空气质量所必须具备的条件之一。在自然界里，植物的光合作用、水流撞击、雷电现象等都可以产生大量的负离子。而在空气差的环境中，空气负离子浓度较低，增加空气负离子浓度对促进人体健康具有重要意义。
电气石是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，可以使空气电离产生负离子，其原理是：电气石存在的永久性电极，使其表面具有强电场，强电场将空气中的水分子电离生成oh-和h ，而oh-与极性的水分子结合形成水合羟基负离子oh-(h20)n（n=8～10），即空气负离子，散发到空气中提升空气负离子浓度[20]。
将电气石磨成超细粉，按5%～15%比例加入到釉料或坯料中烧制成负离子陶瓷。烧成温度不易过高（电气石的负离子释放量会随温度的升高而下降），应控制在1090℃[21]。
2.8 调湿陶瓷
当空气中相对湿度在40%～70%范围时，有利于人类居住和物品的保存。过高的湿度会让人感到胸闷，物品易霉；湿度过低则会让人感到干燥，物品也容易干裂。调湿瓷砖依靠自身的吸放湿特性，感应所调空间空气湿度的变化，自动调节空气相对湿度。
调湿材料内部具有大量的连通微孔，比表面积高，且孔径分布适当，孔隙能够对空气中水蒸气产生毛细管凝聚作用。当空气中湿度大时，微孔会自动吸附水蒸气；而空气干燥时，释放水分。在调节湿度的同时，还具有除臭和防止微生物滋生的效果。
多孔陶瓷材料，如沸石、硅藻土、海泡石等具有优良的调湿性能[22-24]。以它们为原料，与其他陶瓷料配合或者在陶瓷基体表面复合一层调湿层，就获得调湿瓷砖。
日本已将保湿瓷砖产业化，国内也开展了调湿材料的研究。值得注意的是，孔隙率高的多孔材料防污性能较差，因此需要考虑其可清洁性。
2.9 多孔功能性瓷砖
多孔瓷砖由于具有不同的孔隙结构（孔隙率、孔径分布和孔径大小）而具有透水、吸音、隔热等功能。有关多孔陶瓷的研究已很深入，在此进行归纳并简述其原理工艺。
2.9.1隔热保温砖
近年来，由于有机保温材料的耐火性差而引起建筑物火灾频发。陶瓷材料成为保温材料的主要研究课题之一。把陶瓷做成内部含有大量封闭气孔的结构，因为气体的导热系数小而获得优良的隔热保温性能。
以陶瓷废料为主要原料，添加发泡材料或造孔剂，经高温烧制成的蜂窝状闭气孔陶瓷，具有隔热性强、质轻、成本低等优点。抛光砖废料内含抛光时磨头磨损物碳化硅、氯氧镁水泥等高温发泡物质，烧成时易使坯体变形而难以作为实心烧结陶瓷的原料，但却是制备闭孔隙的隔热保温陶瓷的良好材料[25]。以抛光砖废料为主要原料，不用添加发泡剂，可制得轻质高强的多孔保温建筑陶瓷[26]。
2.9.2透水砖
透水砖的连通孔隙尺寸大，能够将雨水极快导入地下，干燥时水分又通过孔隙回到空气中，起到排水、调节湿度的作用。陶瓷透水砖的制备方法包括添加造孔剂法、颗粒堆积法等制成。工业化生产一般采用颗粒堆积法，它是以适当颗粒配比、粒径为10～40目的废陶瓷颗粒等工业废料为主要原料，辅以高温粘结剂等。通过压制成形、干燥和烧成制得孔径在0.3～2mm的三维连通孔隙陶瓷，具有较高的抗压强度和透水系数[27]。
2.9.3吸声砖
随着噪声污染日益严重，社会对吸声材料的需求量快速增长。多孔吸音陶瓷的装饰性高、质轻、机械性能好、中低频吸音性能优良、安装简便，是吸声材料的主要发展方向之一[28]。
多孔吸声陶瓷具有高达80%的连通孔隙率，孔径约10～500?滋m。制备方法也包括造孔剂法、颗粒堆积法等。图5为吸声陶瓷的内部孔隙和外观图。
2.10其它功能性瓷砖
除了上述的功能型建筑陶瓷外，还有其它不常见的功能型建筑陶瓷。根据外加材料的不同功能，可以获得相应功能的瓷砖。
在陶瓷原料中加入软性铁氧体的金属氧化物或金属粉体，可以烧制成吸收电磁波的瓷砖。其中软性铁氧体是吸收电磁波的重要成分，可充分利用含有这些金属氧化物的废料，如镀锌废渣、赤泥等废料[29]。
在瓷砖表面涂覆可以吸收二氧化碳和硫化物、氮化物等气体的材料，就可以让瓷砖具有吸收相应气体的功能，用于室内时可提高空气质量，提供一个更舒适的生活环境。
3 结语
随着人们生活水平的提高，越来越多的人注重瓷砖的附加功能，功能型建筑陶瓷为人们创造舒适卫生的环境，其市场越来越大。
在陶瓷生产成本不断上升的大环境下，建筑卫生陶瓷行业进行产业调整刻不容缓。在这过程中，应以高新技术推动产品创新，使产品结构向着绿色方向发展。因此，在发挥建筑卫生陶瓷装饰性的同时，增加包括自洁、抗菌、吸收太阳能、远红外辐射、防静电、发光、调湿、释放负离子、多孔等功能，是陶瓷行业发展的主要方向之一。
企业作为市场机制的主体，应以市场需求为导向加大科研经费投入，增强企业科研创新能力，还应重视教育和发展创新文化。同时，企业、大学、研究院所应寻求紧密的合作，构建产业调整的技术创新模式、框架，促进我国陶瓷行业向世界领先水平发展。
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关键词：建筑陶瓷；专利策略；专利运营
1 前言
建筑陶瓷是指用于建筑物的内、外墙及地面装饰或耐酸腐蚀的陶瓷材料，以及水道、排水沟的陶瓷管道及配件。我国建筑陶瓷的产量从上世纪90年代中后期开始已稳居世界第一，近年来更是占据全球半壁江山，2014年我国陶瓷砖产量达到102.3亿平方米，销售收入总额达到3950亿元，规模企业达到1400余家[1]。近年来随着我国建筑陶瓷行业的飞速发展，业内人士更加重视新材质、新功能和新造型等新产品的研发和生产，对知识产权保护的认识也日益增强，从1996年至2014年我国建筑陶瓷砖相关专利数量达到32026件，其中发明专利8377件、实用新型专利11132件、外观设计专利12517件（此数据为以名称和摘要对建筑瓷砖类专利进行检索得出，检索所用数据库为国家知识产权局提供的专利数据库）[2]。为了解近20年来我国数千家建筑陶瓷企业在专利申请及运营中运用专利策略进行知识产权保护的状况，我们对具有代表性的10家建筑陶瓷企业的专利申请及运营状况进行了分析，分析结果将为我国建筑陶瓷企业今后制定专利保护策略提供帮助。
2 我国建筑陶瓷企业专利保护状况分析
本文以广东唯美陶瓷有限公司、广东东鹏控股股份有限公司、杭州诺贝尔集团有限公司、广东新明珠陶瓷集团有限公司、广东蒙娜丽莎陶瓷有限公司、广东新中源陶瓷有限公司、上海斯米克建筑陶瓷股份有限公司、佛山欧神诺陶瓷股份有限公司、广东鹰牌陶瓷集团有限公司、广东欧雅陶瓷集团为样本，对他们从1996年1月至2014年12月的专利申请及运营情况进行检索分析[3]，主要的分析内容为：（1）专利申请趋势；（2）专利申请类型；（3）专利申请人构成；（4）主要技术领域布局；（5）专利运营状况。
2.1 专利申请趋势分析
从专利申请趋势分析结果（见图1）可以看出10家建筑陶瓷企业近20年内共申请各类专利4822件，其中专利申请数量从2001年开始呈现快速上升趋势，在2005年达到单年申请量最多578件，然后呈整体下降趋势，至2012年的154件后开始回升。
2.2 专利申请类型分析
从专利申请类型分析结果（见图2）可以看出，10家建筑陶瓷企业近20年内申请发明专利355件，实用新型专利259件，外观设计专利4208件，分别占专利总数的7%、5%、88%。从上述数据可以看出我国传统建筑陶瓷的生产技术已相当成熟，各企业都很注重对建筑陶瓷砖的花面设计进行专利保护。
2.3 专利申请人构成分析
从专利申请人构成分析结果（见表1）可以看出10家建筑陶瓷企业的专利申请人，主要是本公司或公司负责人，例如杭州诺贝尔集团有限公司全部专利的申请人都是该公司人员，而广东欧雅陶瓷集团全部专利的申请人都是该公司董事长霍炳祥先生。同时大多数企业在专利申请时会加入其公司技术主管或多个子公司作为共同申请人，只有佛山欧神诺陶瓷股份有限公司的专利申请人里包括了公司以外的合作单位。
2.4 主要技术领域布局分析
从ipc构成分析（见图3）可以看出10家建筑陶瓷企业专利申请ipc分类的前8个小类别及其比例分别为c04b 40%、b28b 28%、e04f 15%、f27d 5%、b24b 4%、f27b 3%、f24j 3%、c09d 3%，从其ipc分类分布分析（见表2）可以看出大多数建筑陶瓷企业专利申请涉及的技术领域主要包括：陶瓷砖产品（c04b）、陶瓷砖的生产方法及设备（b28b、b24b）、陶瓷砖的施工方法（e04f），部分企业还涉及到窑炉节能（f27d、f27b）、喷墨打印用功能墨水（c09d）、陶瓷太阳能板（f24j）等领域。
2.5 专利许可及转让状况分析
从10家建筑陶瓷企业专利许可及转让数量分析（见图4）可以看出有过专利许可和转让行为的专利数为专利总数的5.16%，并且从其专利许可及转让状况分析（见表3）可以看出有6家企业没有发生过专利许可行为，有4家企业没有发生过专利转让行为。
3 我国建筑陶瓷企业专利保护策略的特点
首先，2001至2005年是我国建筑陶瓷生产技术突飞猛进的时期，10家公司共申请各类专利2034件，占到了20年申请总量的42.18%，2006至2012年由于我国房地产业的迅猛发展，我国建筑陶瓷企业也迎来了发展的黄金时期，我国建筑陶瓷的产量从2006年的50.24亿平方米急速增长到2012年的92亿平方米[4]，上升幅度达到83.12%，但是从专利申请趋势分析结果（见图1）可以看出10家企业单年的专利申请量却从2006年的402件下降到2012年的154件，下降幅度达到61.69%，然而由于从2013开始我国房地产销量的下降，加剧了我国建筑陶瓷行业的竞争，企业的专利申请量又开始上升（见图1）。由此可知，我国建筑陶瓷企业专利申请趋势与陶瓷砖的产量是成反比的，大多数建筑陶瓷企业是被动对产品进行专利保护。
其次，从主要技术领域专利布局分析结果（见表2）可以看出，10家建筑陶瓷企业采用专利保护的技术主要涉及各类建筑陶瓷砖的生产工艺及设备为主，少数企业对窑炉节能减排方面的技术进行了研究，只有一家企业将建筑陶瓷生产技术与我国的光伏产业相结合。由此可知，我国建筑陶瓷企业虽然随着近些年房地产行业的迅猛发展，墙地砖的产量得到显著提升，然而企业获取的收益大部分用于了新厂房和生产线的建设，对建筑陶瓷相关的新兴产业研究相对较少。
第三，从专利申请人构成分析结果（见表1）和专利许可及转让状况分析结果（见表3）可以看出，10家建筑陶瓷企业一半以上核心技术的专利权属于其公司负责人个人所有，通过对专利许可或转让的对象进行分析，95%的许可或转让对象是其自己的本公司或子公司，同时我们也看到只有一家企业的专利申请人中加入了除其子公司以外合作单位。由此可知，我国建筑陶瓷企业负责人对企业核心技术具有较强的垄断意识，并通过专利许可或转让的方式开展专利实施。
4 我国建筑陶瓷企业专利保护策略的建议
首先，建陶企业应制定自己的专利战略。据海关数据显示，2014年1～12月全国陶瓷砖累计出口量10.63亿平方米，只占到2014我国陶瓷砖生产总量的10.4%，出口量排在前三位的国家依次是越南、马来西亚、印度尼西亚，由此可见我国建筑陶瓷企业还有广阔的海外市场可以开拓，然而进入发达国家的前提就必须突破他们建筑陶瓷企业设立的专利壁垒。因此，企业必须加强专利战略建设，把专利战略纳入到企业生产经营的重要环节之中。企业研制出了高新技术还不足以拥有市场竞争优势，只有拥有有效的专利战略才能最终形成自己独特的市场竞争优势[5]。笔者建议国内建筑陶瓷企业应根据自身发展规划、借鉴国外企业的成功经验制定适合自己的专利战略，逐步突破国外建筑陶瓷公司的专利壁垒[6]。
其次，企业应加强专利运营能力。专利是一种无形的技术商品，在一定时间和地域内具有独占性，专利权人对技术的转移和实施、成交价格以及市场销售范围，都具有一定的垄断性。通过上述分析可以看出，我国建筑陶瓷企业目前开展的专利运营方式主要体现在利用专利对建陶产品进行垄断式销售和在集团内部通过技术许可或转让的方式提升集团内企业的市场影响力。笔者认为在目前建筑陶瓷行业面临产能过剩、产品附加值过低、国际竞争力不强的关键时刻，相关陶瓷协会应积极组织建筑陶瓷企业成立专利联盟，通过专利的相互许可，从原料、工艺、设备、施工等方面构建建筑陶瓷领域的专利池，联盟企业一方面可以提高行业的准入门口，并通过专利池的运营获取收益，另一方面可以减少重复的技术研发投入和法律纠纷。
再次，利用专利文献提升产品的科技含量。我国建陶工业由于受重复建设的影响，低水平生产能力严重过剩，实际产量几倍于市场容量，市场严重供过于求，使国内建陶行业出现了增量不增收、有规模无效益的尴尬局面。我国建筑陶瓷企业目前只有通过提升产品的科技含量，与外国建筑陶瓷企业竞争高档产品的市场份额，才能获得较大的经济收益。专利文献是最完整规范的技术信息库[7]，世界上最新技术的90%都能从专利文献中找到，通过研究专利文献，能准确、全面、快速的了解技术市场状况，可以有效的避免重复、无效研究投入，并且可以很好的了解国外企业的专利权动态，避免纠纷。
最后，利用专利价值分析体系提高企业专利的管理水平。专利价值分析其主要针对专利的法律、技术以及经济三方面进行系统化的分析[8]，使专利权人对专利的出资、转让、许可、放弃做出合理的判断和决策。同时也可以利用该系统对国外建筑陶瓷企业的专利进行价值评估，对符合企业技术发展需求的专利技术进行购买或合作，尽量节约技术研发的费用和时间。
5 结束语
通过此次对我国建筑陶瓷企业专利保护策略统计分析，我们发现目前我国建筑陶瓷企业在专利保护方面还存在与高校或科研院所合作不够紧密，跨领域技术成果较少，专利运营手段单一的问题。笔者认为面对复杂多变的市场环境，我国建筑陶瓷企业应一方面通过产学研合作不断开发新技术，提升企业自身的专利拥有量和应用率，另一方面通过专利价值分析对已有专利进行分类管理及运营，不断提升企业在世界市场中的份额，最终使我国从建陶大国过渡到建陶强国。
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statistical analysis of patent protection strategy in the field of building ceramics in china
chen jing1， wang yun-zhi2，kuang hui-yun，yu feng2
（1.college of science and technology jingdezhen ceramic institute，jingdezhen 333001；
2.jingdezhen ceramics institute，jingdezhen 333001）
关键词：建筑陶瓷 检验
目前建陶产品质量检验标准是采用2006年9月1日实施的 gb/t4100-2006。性能质量指标包括：尺寸偏差、表面质量、吸水率、强度、抗热震性、抗冻性、抗釉裂性、色差、耐酸碱性、耐磨性等。可按生产分批和出厂产品分批测定。在检测中，如果发现建筑陶瓷的放射性超标时，要追踪检测分析建筑陶瓷的坯料、釉料、色料的放射性，摒弃铅、镉溶出量和放射性超标的原料、材料；选用无铅、无镉、无放射性的原料、材料，调整配方和工艺参数，即可解决。常用的陶瓷检验方法有：感官检验（触觉检验、视觉检验）；理化检验（物理检验、化学检验、度量衡检验）和试验性使用检验。常用的陶瓷检验手段有：量具、仪表、人的感官。
1、陶瓷产品检验项目及性能要求
1.1 建筑陶瓷质量检验的标准
弯曲强度，平均值不低于24.5mpa
良好的耐化学腐蚀性能
1.2.3 地砖：
吸水率 不大于10%；
要求砖面平整、色调均匀、并有良好的耐磨性和耐化学腐蚀性能
1.2.4 马赛克：又名锦砖
吸水率
耐酸度>95%；耐碱度>84%；
-20～100℃下无开裂现象
1.2.5 陶管：
吸水率 ，<11%；内外表面施以土釉或盐釉
具有承受一定水压而无渗漏、耐酸碱腐蚀等良好性能
1.2.6 琉璃瓦：
吸水率
弯曲破坏荷重 ≥ 1177n；
具有良好的抗冻性、热稳定性和一定的表面光泽度
1.3 建筑陶瓷产品的外观检验项目
外观检验由以下几个检验项目：白度、光泽度、透明度、颜色、外观尺寸等。
1.4 建筑陶瓷的内在检验项目
内在检验由以下几个检验项目：机械强度、热稳定性、吸湿膨胀性、吸水率、气孔率、体积密度、辐射性等。
陶瓷砖机械强度检测指标
1.5 建筑陶瓷的其他检验项目
其他检验由以下几个检验项目：化学稳定性和耐化学腐蚀性、抗冻性、釉面抗龟裂性、耐磨性、耐污染性、铅（镉）溶出量等。
2、提升陶瓷检验水平，把好产品质量关
2.1 制度管理
重视陶瓷检验工作，推行质量管理模式。从产品质量由检验到预防，由堵到疏，再到生产的全面质量管理，我们不难看出在生产过程中的精细化要求与质量水平要求越来越高。为把好产品质量关，建陶企业在质量管理方面应站在更高的起点，全面导入产品生产的质量管理理念，建立独立于生产管理的实验室体系，加强产品实现过程的检验工作和质量监督。只有在质量管理中推行了全面质量管理模式，层层把关，人人负责，才能使质量控制在每一个产生的源头。实验室检测能力不完善的小型的建陶企业可以委托中介陶瓷检测机构检验。
2.2 人的管理
在质量检验工作中，起主导作用的是质量检验人员。因此，要加强领导与培训，提高人员素质，强化管理职能，确保科学、公正、准确地判断产品质量。如何选拔优秀的质量检验人员，组成一支素质好的质量检验队伍至关重要。检验人员应符合下列条件：理解力强，有一定的技术基础知识和实践经验；记忆力好、熟知产品质量特性，掌握产品缺陷与原材料和生产工序的关系；对质量特性有分析能力，能将产品质量分解为各个质量特性的质量；熟悉各项检验作业标准。
2.3 仪器、仪表的管理
陶瓷检验手段大都是由各种性能的仪器仪表设备所组成，它们的准确性直接影响产品质量的检验结果。所以，产品质量的好坏，不但取决于生产工人的操作技术，而且取决于生产过程的检测工作和检测设备的完好状况。检验产品质量实际上是先定量分析，后质量判断，让数据来说明产品的质量情况。所以，要想得到正确的测试数据，必须依靠计量技术来保证，依靠精确的较为先进的仪器设备来保证。
它山之石可以攻玉，以上就是壶知道为大家整理的6篇《建筑陶瓷》，希望可以启发您的一些写作思路。