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陶 瓷 TAOCI

1974年创刊(月刊)

2023年09月 第10期 总第456期

《陶瓷》杂志社全媒体品牌

●全国性建材科技期刊———《陶瓷》杂志

●全国建筑材料工业陶瓷专业情报信息网

●中国建筑卫生陶瓷产业绿色制造联盟

●微信公众号:陶瓷杂志

●中国陶瓷论坛:中国建筑卫生陶瓷科技大会

●中国建筑卫生陶瓷高质量发展大会

主管单位 中国建筑材料科学研究总院有限公司

主办单位 咸阳陶瓷研究设计院有限公司

协办单位

中国贸易促进委员会建筑材料行业分会

中国建筑装饰装修材料协会

中国硅酸盐学会陶瓷分会

国家陶瓷及水暖卫浴产品质量检验检测中心

中国建筑装饰装修材料协会陶瓷分会

中国房地产业协会产业协作委员会

编 委 会 主 任 王 华

主 编 王 华

执 行 主 编 刘小云

社 长 刘小云

本 期 责 任 编 辑 聂保民

编 辑 出 版 《陶瓷》杂志社

国 内 总 发 行 中国邮政集团公司陕西省报刊发行局

国 外 总 发 行 中国国际图书贸易总公司

国 内 订 阅 全国各地邮局

邮 发 代 号 52-76

通 讯 地 址 陕西省咸阳市玉泉西路210号

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国 内 统 一 刊 号 CN61-1143/TU

国 际 标 准 刊 号 ISSN1002-2872

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每册30元 全年360元

每册12美元 全年144美元

出 版 日 期 2023年10月15日

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章、图片、广告等)进行制作、转载、编辑或再出版。

《 陶 瓷 》 杂 志 第 十 一 届 编 委 会 成 员 名 单

编委会主任

王 华 咸阳陶瓷研究设计院有限公司

编委会副主任(按姓氏笔画为序)

尹 虹 华南理工大学 王 博 全国建筑卫生陶瓷标准化技术委员会

王保祥 中国建筑装饰装修材料协会 白战英 咸阳陶瓷研究设计院有限公司

叶德林 广东新明珠陶瓷集团有限公司 刘小云 咸阳陶瓷研究设计院有限公司

吕品昌 景德镇陶瓷大学 张世超 咸阳陶瓷研究设计院有限公司

张联盟 武汉理工大学 何新明 广东东鹏控股股份有限公司

范盘华 江苏拜富科技有限公司 骆水根 杭州诺贝尔陶瓷有限公司

周健儿 中国硅酸盐学会陶瓷分会 黄剑锋 陕西科技大学

黄英明 珠海市斗门区旭日陶瓷有限公司 蔡宪昌 广东三水大鸿制釉有限公司

潘 伟 清华大学

编委会委员(按姓氏笔画为序)

区卓琨 国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心 王彦庆 惠达卫浴股份有限公司

尹育航 广东奔朗新材料股份有限公司 朱建锋 陕西科技大学

李万景 江苏拜富科技有限公司 吴建锋 武汉理工大学

宋超谋 山东省建筑卫生陶瓷行业协会 张德华 箭牌家居集团股份有限公司

陈世清 广东东鹏控股股份有限公司 杨君之 佛山市简一陶瓷有限公司

金震辉 山东美林卫浴有限公司 范怀瑞 珠海市斗门区旭日陶瓷有限公司

岳 鹏 国家建筑工程材料质量监督检验中心 郑树龙 佛山市迈瑞思科技有限公司

周治洲 中国贸易促进委员会建材行业分会 赵祥来 唐山贺祥智能科技股份有限公司

姬 文 山东汇龙色釉新材料科技有限公司 曹 琛 骊住美标卫生洁具制作(上海)有限公司

盖国胜 清华大学 曹宗明 山东瑞华化工科技有限公司

曾令可 华南理工大学 蔡飞虎 佛山市玻尔陶瓷科技有限公司

技术支持

全国建筑卫生陶瓷标准化技术委员会 中国硅酸盐学会陶瓷分会

中国建筑装饰装修材料协会 国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心

中国建筑装饰装修材料协会陶瓷分会 国家建筑工程材料质量监督检验中心

国家建筑材料质量监督检验中心 国家智能马桶产品质量监督检验中心

目 次

综述

工艺陶瓷放射性无损检测研究现状 …………………………………………………………… 任可用 郭志勇(9)

抗菌日用钧瓷抗菌性能的检测影响因素分析和检测技术发展 ……………………………… 刘 琳 郭志勇(15)

石墨炉原子吸收法测定陶瓷制品中铜的迁移量 ……………………………………………… 于京令 郭志勇(19)

密缝铺贴瓷砖返碱的预防措施 ………………………………………………………………… 李坤荣 李惠文(22)

明代三都琉璃瓦胎体工艺的初步比较研究……………………………………… 杨桂美 王 志 徐海峰,等(25)

浅析施工阶段工程变更索赔及成本控制 ………………………………………………………………… 孙 霞(31)

陶瓷片密封水嘴产品质量安全风险监测分析 …………………………………………………………… 柯志祥(34)

做好“能源评审”,助力节能减排……………………………………………………… 孙 利 张 钰 张 武(38)

甲烷与氢气混合燃烧的理论计算分析…………………………………………… 张永伟 李 萍 艾冬华,等(46)

浅谈陶瓷卫浴产品色彩的应用研究———以白色与彩色为例 …………………………………………… 刘 冉(51)

陶瓷行业碳排放源与碳减排路径分析 ……………………………………………… 麦荣坚 黄玲艳 王贤超(54)

试论提高湿法水玻璃产品浓度和模数的方法…………………………………… 冯晓文 卢平元 蒋瑜琦,等(57)

陶瓷研究

跨文化视域下景德镇陶瓷元素的创新表达策略研究 …………………………………………………… 汤红艳(62)

回转炉动密封件气密性测试装置研发及应用 …………………………………………………………… 刘小燕(65)

京剧脸谱艺术中“得意忘象”思想的运用及创新性发展研究 ………………………………… 魏 华 薛明媚(67)

陶瓷文化研学产品思考———以陕西澄城尧头窑为例 ………………………………………… 张 萍 赵 楠(70)

可见光光催化陶瓷板对室内空气中甲醛的去除研究 …………………………………………………… 武士川(73)

钛酸钡-氧化锆陶瓷复合材料的组织与性能研究……………………………… 宋海林 王亚军 叶凌云,等(79)

煤矸石基催化剂载体的制备研究………………………………………………… 马小丰 姚丽菲 刘 昆,等(85)

仿生多孔陶瓷材料的制备工艺方法分析 ………………………………………………………………… 李 婷(88)

虹吸管道比冲洗能力影响参数研究 ………………………………………………… 童 越 周宏志 李占福(92)

日用陶瓷的仿生化设计研究 ……………………………………………………………………………… 万勐杰(98)

陶瓷应用

单边切口梁法测量建筑陶瓷砖的断裂韧性 …………………………………… 吴清良 张 力 蒋德震,等(101)

机械制造工艺与定额的应用及探讨 …………………………………………… 商云龙 王兆连 王 前,等(108)

林州钾砂页岩生产釉面发泡陶瓷砖试验 ……………………………………… 韩复兴 边华英 尹青亚,等(112)

诺贝尔岩板在空间装饰中的设计应用………………………………………………………… 李双文 王美霞(117)

热弯陶瓷岩板生产常见问题探讨 ……………………………………………… 梁 铎 汪庆刚 陈鹏程,等(123)

基于红外热成像技术实现陶瓷容器的无损检测 ……………………………… 谢 晋 周建弟 曹雪静,等(127)

乳白玻璃陶瓷缺陷探讨及改善措施……………………………………………………………………… 张存浩(131)

一种微晶体防滑瓷砖及其工艺方法…………………………………………………………… 黄春林 朱光耀(134)

利用抛光废渣制备中低吸水率陶瓷砖 ………………………………………… 王亚婕 马 杰 邓勇鑫,等(136)

天线弹簧展开驱动轴的强度分析……………………………………………………………… 吴 铭 邢化友(139)

浅析设计趋势中跨界模式对产品设计的整合与应用…………………………………………………… 岳禹杉(145)

低温SCR脱硝技术在耐火材料窑炉烟气治理中的应用 ……………………… 陈 鑫 李 磊 徐兴梅,等(148)

陶瓷艺术

传统陶瓷工艺在现代室内设计客制化发展中的应用……………………………… 吴 昊 汪 洋 张婉静(152)

钧瓷美学思想演变史……………………………………………………………………………………… 王 欢(155)

现代科技与艺术的关系…………………………………………………………………………………… 李长英(160)

浅析在意象雕塑中的情感表达…………………………………………………………………………… 王海登(163)

辽代鸡腿瓶的发展与功用………………………………………………………………………………… 张金凤(166)

紫砂壶造型中的夸张与变形———作品“大明珠”壶之创作感悟………………………………………… 洪 军(169)

现代生活方式与当代茶器样式探究…………………………………………………………… 李振杨 王俊彦(171)

乌金釉建盏的研制………………………………………………………………………………………… 袁文辉(174)

景德镇外销瓷构图中的人物来源及其意义研究……………………………………………… 刘立煌 汪美霞(177)

茶洋窑建盏的艺术美学…………………………………………………………………………………… 胡 勇(180)

静寂之美———雪景山水瓷画……………………………………………………………………………… 董秀秀(183)

清乾隆花觚的装饰特征研究……………………………………………………………………………… 卢贇贇(186)

艺术设计中的传统与现代———以陶瓷装饰设计为例…………………………………………………… 郑玲璇(189)

试论肌理语言对当代陶瓷绘画趋向的影响…………………………………………………… 李栋栋 牛靓洲(192)

从多元化审美看现代生活陶艺…………………………………………………………………………… 罗 娟(195)

浅析马家窑彩陶纹样的审美特征………………………………………………………………………… 王 婷(198)

文人审美意趣对宜兴紫砂陶艺发展的启发与影响……………………………………………………… 余 天(200)

建盏釉色烧制技艺………………………………………………………………………………………… 余启敏(205)

建筑科学

预制装配式建筑结构施工技术现状与问题研究………………………………………………………… 尹 曜(208)

高层建筑转换层结构设计与施工………………………………………………………………………… 毛慧峰(212)

土木建筑工程施工中绿色建筑材料的应用分析………………………………………………………… 杜 华(216)

绿色施工理念在建筑工程中的应用……………………………………………………………………… 王文锋(219)

房屋建筑绿色施工技术及应用…………………………………………………………………………… 武 恒(223)

南昌万寿宫建筑形态特征及比较研究………………………………………………………… 李 刚 梁艺莹(226)

外墙保温一体化关键施工技术研究……………………………………………………………………… 韩 圳(229)

装配式住宅建筑预制构件安装施工质量控制…………………………………………………………… 刘自新(233)

NationalBuildingMaterialsScienceandTechnicalPeriodical

CERAMICS

FirstIssue1974

Monthly

№102023,Total456

Sponsor:XianyangCeramicResearchandDesignInstituteCo.Ltd.

Editorinchief:WangHua

Vice-editorinchief:LiuXiaoyun

Director:LiuXiaoyun

Editorinchargeforthisvolume:NieBaomin

Edittingandpublication:CERAMICS MagazineAgency

International issue:China International Book

TradingCorporation

Domesticsubscription:PostofficeoverChina

SubscriptioncodeNo:52-76

Add:210YuquanWestRd.XianyangCity,

ShaanxiProvince,P.R.China

PostCode:712000

Tel:029-38136402

Fax/Tel:029-38136402

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E-mail:tczzs@vip.163.com

Periodicalregistration:

ISSN1002—2872

CN61—1143/TU

Publicationdate:Oct.15,2023

Contents

Currentstatusofresearchonradioactivenon-destructivetestingofprocessceramics RenKeyong,GuoZhiyong(9)

Factorsinfluencingtheantibacterialperformanceofporcelainanddetectiontechnologydevelopment LiuLin,GuoZhiyong(15)

Determinationofcoppermigrationinceramicproductsbygraphitefurnaceatomicabsorptionspectrometry YuJingling,GuoZhiyong(19)

Preventivemeasuresforrealkalizingceramictileincloseseamlaying

LiKunrong,LiHuiwen(22)

Acomparativestudyonmanufacturingtechniqueforglazedtilesbodiesofthree

capitalsinMingDynasty YangGuimei,WangZhi,XuHaifeng,etal(25)

Analysisofengineeringchangeclaimandcostcontrolinconstructionstage

SunXia(31)

Qualityandsafetyriskmonitoringanalysisofceramicsealwaternozzle

KeZhixiang(34)

DoagoodjobofEnergyReviewtohelpenergysavingandemissionreduction

SunLi,ZhangYu,ZhangWu(38)

TheoreticalCalculationandAnalysisofMethaneandHydrogenMixedCombustion ZhangYongwei,LiPing,AiDonghua,etal(46)

Researchontheapplicationofcolorinceramicsanitarywareproductsandtaking

whiteandcolorasanexample LiuRan(51)

Analysisofcarbonemissionsourceandcarbonemissionreductionpathinceramicindustry MaiRongjian,HuangLingyan,WangXianchao(54)

Discussiononthemethodofincreasingtheconcentrationandmodulusofwater

glassproductsbywetprocess FengXiaowen,LuPinyuan,JiangYuqi,etal(57)

ResearchoninnovativeexpressionstrategiesofceramicelementsinJingdezhen

fromcross-culturalperspective TangHongyan(62)

Developmentandapplicationofgastightnesstestdeviceforrotaryfurnacedynamicseals LiuXiaoyan(65)

TheapplicationandinnovativedevelopmentoftheconceptofForgetSelfin

PrideinPekingOperafacialmasks WeiHua,XueMingmei(67)

Thinkingaboutceramiccultureresearch productsandtaking Yaotouyaoin

Chengcheng,ShaanxiProvinceasanexample ZhangPing,ZhaoNan(70)

Removalofformaldehydefromindoorairbyvisiblelightphotocatalyticceramic

plate WuShichuan(73)

Barium Titanate-zirconiaceramiccompositematerialstudyontissueandproperties SongHailin,WangYajun,YeLingyun,etal(79)

Studyonthepreparationofcoalganguebasedcatalystcarrier

MaXiaofeng,YaoLifei,LiuKun,etal(85)

Analysisonthepreparationprocessofbionicporousceramicmaterials

LiTing(88)

Studyontheinfluenceofparametersofsiphonpipespecificflushingcapacity

TongYue,ZhouHongzhi,LiZhanfu(92)

Contents

Studyonbiochemicaldesignofdomesticceramics WanMengjie(98)

Measurementoffracturetoughnessofceramictilesbysingleedgenotchbeam method

WuQingliang,ZhangLi,JiangDezhen,etal(101)

Applicationanddiscussionofmechanicalmanufacturingprocessandquota ShangYunlong,WangZhaolian,WangQian,etal(108)

ExperimentofproducingglazedfoamedceramictilefrompotashshaleinLinzhou

HanFuxing,BianHuaying,YinQingya,etal(112)

TheapplicationdesignofNABELCERAMICSLABinspacedecoration LiShuangwen,WangMeixia(117)

DiscussiononcommonproblemsinproductionofhotbendingceramicslabLiangDuo,WangQinggang,ChenPengcheng,etal(123)

Nondestructivetestingofceramicvesselbasedoninfraredthermalimagingtechnology XieJin,ZhouJiandi,CaoXuejing,etal(127)

Discussionondefectsandimprovementmeasuresofopalglassceramics ZhangCunhao(131)

A microcrystalanti-slipceramictileanditsprocessmethod HuangChunlin,ZhuGuangyao(134)

Preparationofmediumandlowwaterabsorptionceramicbricksbypolishingwaste

WangYajie,MaJie,DengYongxin,etal(136)

StrengthAnalysisofAntennaSpringDeployableDriveShaft WuMing,XingHuayou(139)

Theintegrationandapplicationofcross-bordermodetoproductdesignindesigntrendsisanalyzed YueYushan(145)

Applicationoflow-temperatureSCRdenitrificationtechnologyinfluegastreatmentofrefractorykiln

ChenXin,LiLei,XuXingmei(148)

Applicationoftraditionalceramictechnologyincustomizationdevelopmentofmoderninteriordesign

WuHao,WangYang,ZhangWanjing(152)

HistoryofJunporcelainaestheticthoughtevolution WangHuan(155)

Therelationshipbetweenmoderntechnologyandart LiChangying(160)

Analysisofemotionalexpressioninimagesculpture WangHaideng(163)

DevelopmentandfunctionofchickenlegbottleinLiaoDynasty ZhangJinfeng(166)

ExaggerationanddeformationintheshapeofpurpleclaypotandthecreationperceptionofDaMingzhu HongJun(169)

Modernlifestyleandthestyleofcontemporaryteaware LiZhenyang,WangJunyan(171)

DevelopmentofWujinglazeJianzhan YuanWenhui(174)

ResearchtotheculturalsourcesofthehumanimagesontheexportporcelainofJingDezhen LiuLihuang,WangMeixia(177)

TheartandaestheticsofChayangyaoJianzhan HuYong(180)

Thebeautyofsilenceandsnowlandscapeporcelainpainting DongXiuxiu(183)

AstudyonthedecorativecharacteristicsofQingQianlongHuagu LuYunyun(186)

Traditionandmodernityinartdesignandtakingceramicdecorationdesignasanexample ZhengLingxuan(189)

Experimentationontheinfluenceoftexturelanguageonthetrendofcontemporaryceramicpainting

LiDongdong,NiuJingzhou(192)

ModernlifePotteryfromtheperspectiveofdiversifiedaesthetics LuoJuan(195)

AnalysisontheaestheticcharacteristicsofthepatternofpaintedpotteryinMajiayao WangTing(198)

TheenlightenmentandinfluenceofliteraryaestheticinterestonthedevelopmentofYixingZisha YuTian(200)

JianZhanglazefiringtechnique YuQimin(205)

Studyonconstructiontechnologystatusandproblemsofprefabricatedbuildingstructure YinYao(208)

Structuraldesignandconstructionofhigh-risebuildingtransferfloor MaoHuifeng(212)

Applicationanalysisofgreenbuildingmaterialsincivilengineeringconstruction DuHua(216)

Applicationofgreenconstructionconceptinbuildingengineering WangWenfeng(219)

Buildinggreenconstructiontechnologyandapplication WuHeng(223)

AcomparativestudyonthearchitecturalformcharacteristicsofNanchangWanshouPalace LiGang,LiangYiying(226)

Researchonkeyconstructiontechnologyofexteriorwallinsulationintegration HanZhen(229)

Installationandconstructionqualitycontrolofprefabricatedresidentialbuildingprefabricatedcomponents LiuZixin(233)

工艺陶瓷放射性无损检测研究现状

*

任可用1,2 郭志勇1,2

(1 许昌市产品质量检验检测与研究中心 河南 许昌 461000)

(2 国家市场监管重点实验室(陶瓷制品有害物质分析与评估) 河南 许昌 461000)

摘 要 笔者简要介绍了工艺陶瓷的产品特点、受欢迎的原因及产业发展状况,简述了工艺陶瓷放射性的危害以及其放

射性的来源,对比介绍了用于工艺陶瓷放射性检测的 NaI闪烁体γ能谱仪和高纯锗γ能谱仪的性能特点和国家标准规定

的简要流程,简单描述了可进行放射性无损检测的无源效率刻度技术,讨论了其相比有源效率刻度的优势,并分别介绍了

蒙特卡洛法和数值积分法无源效率刻度的原理和国内外学者的验证,最后提出无源效率刻度法 HPGeγ能谱仪是实现工

艺陶瓷放射性无损检测的途径,指出了未来需要解决的研究难点。

关键词 工艺陶瓷 放射性无损检测 无源效率刻度

中图分类号:TQ174.74 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0009-06

CurrentStatusofResearchonRadioactiveNon-destructiveTestingofProcessCeramics

RenKeyong

1,2,GuoZhiyong

1,2(1XuchangCityProductQualityInspectionandResearchCenter,He'nan,Xuchang,461000,

China)(2KeyLaboratoryofAnalysisandEvaluationofHazardousSubstancesinCeramicProductsforStateMarketRegulation,He'nan,Xuchang,461000,China)

Abstract:Brieflyintroducestheproductcharacteristicsofcraftsceramicsandthereasonsforthepopularityandindustrial

development,brieflydescribesthehazardsofradioactivecraftsceramicsandthesourcesofradioactivity,comparesandintroducestheperformancecharacteristicsofNaIscintillatorgammaspectrometerandhighpuritygermanium (HPGe)gammaspectrometerusedfortheradioactivedetectionofcraftceramicsandthebriefflowofthenationalstandards,brieflydescribesthesourcelesstechnologywhichcanbeusedtocarryoutthenon-destructivedetectionofradioactivityTheadvantagesofsourcelessoversourceefficiencycalibrationarediscussed,andtheprinciplesofMonteCarloandnumericalintegrationsour-celessefficiencycalibrationandthevalidationofdomesticandforeignscholarsareintroducedrespectively.Finally,itisproposedthatthesource-lessefficiencycalibrationmethodofHPGeγspectrometryisawaytorealizenon-destructivedetectionofradioactivityincraftsceramics,andthedifficultiesoffutureresearchneedtobesolvedarepointedout.

Keywords:Craftsceramics;Non-destructivetestingofradioactivity;Sourcelessefficiencycalibration

1 工艺陶瓷概述

1.1 工艺陶瓷的产品特点

工艺陶瓷是指传统上的以黏土作为主要原料与其

它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、施釉、烧结等过

程而制成的一种日用陶瓷制品。这种陶瓷品种繁多,

包括钧瓷、汝瓷、青花瓷、景泰蓝、刻花瓷、彩绘陶瓷、古

法瓷等各种艺术、雕塑、文化及器皿类陈设陶瓷产品。

如图 1所示,这些产品在制作的过程中运用了精细的

制作工艺和独特的艺术设计,具有精美的外观和独特

的装饰图案。它既具有一定的实用功能可以作为于摆

件、花瓶、餐具、茶具、香炉、花盆等,又具有很高的艺术

观赏价值可以作为艺术品收藏和赏析,因此自古以来

都深受人们喜爱。

近年来,随着我国经济社会的高速发展,人们开始

将目光朝向工艺陶瓷,将其视为高压、乏味、拥挤而快

节奏的现代社会生活中的精神文化慰藉。这种陶瓷清

新淡雅,恬静柔和,在家庭中通过合理的摆设能够柔化

冲淡现代生活的空虚和冰冷感,十分契合舒适休闲的

家居环境。同时,工艺陶瓷是一种艺术和科技的结合

品,是物质和文化的综合体,既能体现现代人们对科技

的依赖,也能迎合人们对艺术文化的追求。于是,越来

越多的工艺陶瓷进入千家万户,成为人们室内家居环

境中的一类重要物品。

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·9·

* 作者简介:任可用(1987-),硕士研究生,工程师;主要研究方向是陶瓷制品有害物质分析和检测。

1.2 工艺陶瓷的产业发展

图1 常见的工艺陶瓷制品

伴随着科技水平的迅猛发展,产品制作工艺的不

断精进以及前文所述人们需求量的日益增长,工艺陶

瓷各种产品的产量、产值、产业规模和产品价值也在逐

渐扩增高、扩大和提升。

钧瓷作为五大名窑的代表,其品牌价值在央视发

布2015年中国品牌价值评价结果,钧瓷品牌强度达到

920.0,品牌价值达到215.26亿元,位居工艺品、中药

材及其他类地理标志产品行业价值第一。据中国钧瓷

产业发展报告发布的数据显示,目前,禹州钧瓷企业已

发展到320家,从事钧瓷生产的人员达2.8万人,每年

生产瓷器达到200多万套,年销售收入达到150亿元。

2019年,禹州市钧瓷企业实现工业增加值50亿元,占

规模以上工业增加值的13%,对规模以上工业的贡献

率为16.5%。截至2020年底,禹州市钧瓷企业实现工

业增加值65亿元,同比增长8.4%,占规模以上工业增

加值比重为21.6%,对规模以上工业增加值的贡献率

达25.3%。而作为五大名窑的汝瓷,同样发展飞速,作

为其主产区之一的宝丰县拥有国家级陶瓷工艺大师

33人,陶瓷企业、研究机构165家,从业人员上千人,

汝窑陶瓷产品2000余种,年产量1000多万件(套),

年产值6.8亿元。同时,其另一主产区汝州市仅现汝

州市辖区就有70余家企业,从业人员5000余人,年

产量3620万件,产值达3亿元。

1.3 工艺陶瓷的价值

工艺陶瓷制品的价值较其它的陶瓷制品偏高,特

别是具有收藏价值的工艺陶瓷制品更是价值连城。仍

以钧瓷为例,钧瓷素以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑

变和“纵有家财万贯,不如钧瓷一片”的艺术价值而著

称于世,被誉为是土与火完美结合的艺术和可以传世

传家的艺术珍品。宋代的钧瓷因其数量稀少和自然天

成的艺术价值受世人所青睐,2014年一件清乾隆胭脂

红轧道锦地洋彩缠枝花卉套炉钧窑釉双象耳转心瓶拍

出7010万,2018年一件钧窑海棠红乳丁洗更是以1.

19亿元成交价震惊世人。而当代钧瓷大师的作品,同

样价值不菲。2014年6月北京盘古拍卖春季拍卖上,

当代中国工艺美术大师任星航的钧瓷作品《雄风尊》拍

出成交价112万元,已故中国工艺美术大师刘富安的

作品《益寿瓶》最终成交价高达379.5万元。在2019

年夏季艺术品拍卖上,中国陶瓷艺术大师晋晓瞳的作

品《福禄天下·九龙至尊》以人民币232万元成交。即

使是当代普通的钧瓷制品在市场上的售价也是高达几

百到几千元不等。

面对这些价格不斐、色彩斑斓、形态万千、数量众

多、制作原料各异的工艺陶瓷,如何能在保证产品的完

好无损的同时,又能准确的检测出其安全卫生指标是

否能够达到国家相关要求是众多研究人员关注的课

题。本研究主要探讨瓷放射性无损检测技术在工艺陶

瓷制品上的研究应用情况。

2 工艺陶瓷放射性检测研究

2.1 工艺陶瓷放射性的危害及放射源

放射性是一种自然现象,因而天然辐射源的存在

是人类生存环境的一种特征。天然照射源一般来自外

太空的宇宙射线以及地壳、空气、水中存在的地球放射

性核素。

辐射源对人体会产生外照射和内照射,过量的照

射会对人体造成危险。人体组织或器官受辐射照射会

够诱发细胞死亡,甚至损害受照射组织或器官的功能。

·10· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

这种辐射效应只有在辐射剂量超过某一阈值水平时才

能在临床上的个体中观察到,又被称为确定性效应。

超过这一剂量阈值水平,剂量越高,确定性效应越严

重。辐射照射还能诱发非致命性细胞转化,这些细胞

可能仍保留细胞分裂的能力。人体的免疫系统能够非

常有效地发现和摧毁异常细胞。但是,这类转化的细

胞若是体细胞在一段潜伏期后可能会导致受照人罹患

癌症,若是生殖细胞这种细胞转化可能会有遗传效应,

这类辐射效应被称为随机效应。由辐射照射的确定性

效应可知,受照射的剂量越大,罹患癌症及随机效应发

生诱发遗传效应的概率越大,随机效应实际发生的可

能越大。因此,必须对放射性核素的放射剂量进行检

测和控制,使公众免受放射性的危害。

工艺陶瓷制品一般是摆放在室内供人们陈设、欣

赏、使用或把玩,是与人类接触密切的重要的天然电离

辐射源。而人们通常将这些陶瓷摆放在居留时间长的

客厅卧室甚至办公室,这些陶瓷制品在生产、运输、存

放等过程中加入或沾染放射性水平高的物质,就会对

人们形成一个高水平持续照射的源。这种持续照射能

够长时间附加且持久作用,人们通常意识不到这种照

射。同时,由于天然放射性的半衰期可与地球年龄相

比,持续照射所致的平均年剂量通常在若干年内可认

为是恒定,其影响时间会很久甚至会影响一代人。因

此,对这类天然源的放射性进行研究和检测防护很有

必要。

工艺陶瓷中的放射性主要来源是陶瓷工业中的矿

物原材料,特别是锆英粉类釉料、尾矿石、工业废渣等

材料。这些原料大多来自天然矿物,主要是含钾矿物,

如长石、云母、石英等,存在着许多原生天然放射性核

素,就剂量而言主要是40K、232Th、238U,以232Th

和238U 起始的2个衰变链是最重要的辐射来源。这

些放射性物质在经粉碎、高温、烧结等物理化学过程后

仍有放射性。国内外的学者研究发现釉料中作为稀土

添加剂的独居石和作为乳浊剂的锆英砂,它们的放射

性比活度水平普遍较高,导致产品的放射性水平高,对

长期从业的人员甚至能够形成职业照射。国外的学者

Hobbs等人利用α脉冲计数法、离子室电压测量法和

γ射线光谱法对一些餐具、建筑陶瓷和雕像类造型的

工艺陶瓷样品的放射性进行了测量,每次实验均能发

现样品中存在一种或多种天然存在的钍或铀放射性核

素系列的某些放射性含量,而且釉料贡献了大部分的

放射性水平。

2.2 工艺陶瓷放射性检测设备与方法

目前,得益于核辐射探测器的材料、制备工艺、微

电子器件和信息处理等方面技术的发展和突破,核辐

射探测领域涌现出一系列性能优异的探测器,如电离

室探测器、NaI(Tl)闪烁体探测器。HPGe半导体探测

器等。由于陶瓷制品的辐射照射主要是低剂量持久照

射,对其研究分析主要进行低水平γ放射性测量,所采

用的仪器是低本底γ能谱仪。国内在实验室研究和现

场检测中使用最广泛的是 NaI闪烁体谱仪和 HPGe

半导体探测器。

NaI(Tl)闪烁体谱仪发展于20世纪40年代,具有

分辨时间短、探测效率高等优点,但其能量分辨较差。

而 HPGe半导体探测器不但具有能量分辨高、线性范

围宽和响应时间快等优点,还可以制成大体积探测器、

温度特性好及耐中子辐射损伤,在 γ能谱测量领域具

有独特的优越性。图 2为国外学者 A.Cagniant等人

设计的超低本底高纯锗γ能谱仪,该光谱仪由三个相

同 HPGe探测器组成,可用于高探测效率或重 合 测

量,并可适应多种样品几何形状。

国内有学者曾研究比较碘化钠(NaI)闪烁体探测

器和高纯锗(HPGe)半导体探测器 γ能谱仪的性能,

发现 HPGe探测器的能量分辨率是 NaI的数十倍,在

测量 含 多 种 未 知 核 素、γ 谱 线 复 杂 的 样 品 时 应 选 用

HPGe探测器。

图2 超低本底 HPGeγ能谱仪

NaI闪烁体探测器测量陶瓷制品放射性时,执行

国家标准 GB6566-2010建筑材料放射性核素限量,

采用的是标准源相对比较法,其主要测量流程如图3

所示,其中制样时需要将样品破碎,磨细至0.16mm,

并放入与标准样品几何形态一致的标准样品盒中。在

对样品测量前需静止样品5d以上,待样品中放射性

天然核素衰变链基本达到平衡后再进行测量。整个过

程既需要破碎样品,还需要测量与待测样品几何形状

一致的标准样品,测量周期长。

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·11·

图 3 NaI闪烁体探测器测量流程简图

同时,我国现行标准中,高纯锗γ谱仪分析密切相

关的国家标准主要是 GB/T11713—2015高纯锗γ能

谱分析通用方法、GB/T30738-2014海洋沉积物中

放射性核素的测定和 GB/T16145-2020生物样品中

放射性核素的γ能谱分析方法,采用的是相对比较法

和效率曲线法来测量计算核素的比活度,其测量的主

要流程如图4所示。这2种方法均属于有源效率刻

度,在进行效率刻度时,需要选用与待测样品几何形状

及大小、质量密度、厚度大小、核素分布等相同或近似

的效率刻度源,样品在制备时通常需要破碎装填到与

标准物质形状材质一致的标准样品盒中进行了测量。

图4 HPGγ能谱仪测量流程简图

3 工艺陶瓷的放射性无损检测技术

3.1 无源效率刻度技术概述及优点

无源效率刻度就是基于点源刻度技术,利用蒙特

卡罗模拟或数值积分等数学算法计算探测器周围空间

γ光子的输运过程得到探测效率的刻度方法。无源效

率刻度技术对比有源效率刻度主要有以下优点:

(1)无需制作使用标准源,可避免样品和标准源之

间的代表性问题增加的不确定度;

(2)无需采购、保存放射性源以及办理放射源的使

用证,编制应急方案等安全管理的措施,可以降低管理

成本;

(3)更加安全,降低对实验室以及工作人员的污染

风险;

(4)能够实现现场检测形状类型各异的样品,可以

不破坏样品进行检测。

(5)节约实验经费,测量速度快。

无源效率刻度方法出现以来,得到了国内外专业

人士的认可。国内有实验室连续三年用γ谱无源效率

刻度法测量IAEA 组织的环境样品中γ核素国际比对

样品,总体接受率为100%,认为γ谱无源效率刻度方

法的可靠、实用。

目前,无源效率刻度方法的算法常采用蒙特卡罗

法和数值积分算法,国内外的学者研究开发了 诸 如

LabSOCS、GammaCalib等无源效率刻度软件。

3.2 蒙特卡罗法无源效率刻度技术概述

蒙特卡洛法又称随机抽样试验方法,是一种基于

概率统计理论的“随机数”的算法,够逼真地描述光子

运输情况这类随机事件并能模拟实验过程。在实验

时,先用蒙特卡洛软件对探测器、屏蔽层和探测源的几

何尺寸参数及材料物质信息建立探测装置的计算模

型,然后记录沉积在探测器中的γ射线能量的粒子数,

以此来计算全能峰效率,并得到效率曲线。采用蒙特

卡洛法的模拟软件如 GEANT4、MCNP 被研究人员

广泛采用,其可靠性也得到了人们的普遍认可。

国内外的许多学者用基于蒙特卡罗算法的无源效

率刻度软件来进行放射性活度测量的研究和验证,证

明了其能够方便可靠的用于实际的测量工作。国内有

研究人员曾利用蒙特卡罗方法对低本底 NaIγ谱仪进

行无源效率刻度用于建筑主体材料放射性测量,认为

该方法可以方便快捷给出 NaI全能谱探测效率值,且

能避免过多使用标准体源。Dowdall等人利用蒙特卡

洛卡方法针对不同几何形状样品进行 HPGe探测,发

现其完全 可 以 成 为 传 统 有 源 效 率 刻 度 的 替 代 方 案。

Karamanis 等 用 GEANT3.21 和 MCNP4B 分 别

HPGe探测器进行模拟,发现点源和不同高度的体源

在距探测器距离下时的探测效率与实验探测效率具有

良好的一致性,并强调良好的一致性需建立在精准的

探测器几何参数下。还有许多学者利用蒙特卡洛方法

来研究提高活度测量的准确度的方法,例如减少由待

测样品与标准样品在样品密度、高度、组成成分、样品

装量和样品盒尺寸大小的差别引起的测量误差。Britton利用蒙特卡洛法模拟确定了 γ能谱仪测量50 ~

·12· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

300keV 能量范围内辐射的放射性核素的最佳材料和

厚度,发现对于以高能量(>2.614 MeV )光子为主的

源,实现这一目标所需的最小材料量为15mm;对于

典型参考源(光子能量为59.54keV-2.614MeV),所

需的最小材料量为20~30mm。Dias在 MCNP6 建

模的基础上,开发出为体积源的级联求和校正的代码

SUMCOR,计算出了点源和体积源的级联求和修正

值,修正值的不确定性约为10%。使用蒙特卡洛法计

算探测效率时,主要需要考虑三个方面带来的误差:①

建立的探测器计算模型与其真实值在几何尺寸和材料

方面存在的差异;②模拟的源粒子数多少的统计误差;

③γ射线的自吸收效应。因此,为了保证蒙特卡洛法

计算探测效率的准确性,必须要求所建立的探测器和

放射源模型的几何尺寸参数要准确,设置足够多的源

粒子数来减小统计误差,以及必须知道待测源的几何

尺寸、密度、基质成分和含量等参数。

3.3 数值积分法无源效率刻度技术概述

数值积分法是对不同入射方向的光子的运动过程

和能量沉积进行数学积分计算得到探测效率的方法,

最具代表性的是 CANBERRA 公司研制的无源效率

刻度软件 LabSOCS。该软件自问世以来很快就得到

业内专业人士和研究人员的认可,认为 LabSOCS无

源效率刻度软件可以媲美传统的有源效率刻度技术,

其测量结果是准确可靠的。为优化修正测量结果,许

多学者还利用 LabSOCS无源效率刻度软件研究了样

品的几何尺寸、样品盒几何尺寸、样品厚度、标准物质

等在放射性活度测量中的影响。国内学者利用该无源

效率刻度方法进行建模、效率拟合及 γ谱分析对稀土

矿样品的放射性进行了测量,稀土精矿、矿渣和高纯稀

土中均含有放射性核素,且含量具有明显差异,该无源

效率测量方法可用于指导生产。Stewart比较了无源

效率刻度方法 LabSOCS和常规的有源效率刻度方法

在测量用不同材质、几何形状的样品容器的放射性活

度差异,认为该无源效率刻度方法准确可靠。Suarez

-Navarro等人用 LabSOCS 方法对标准的粉末形状

及由5cm 立方体硅酸盐水泥浆体样品进行放射性活

度验证 测 量。结 果 显 示,在 两 种 几 何 图 形 中,LabSOCS计算的效率(按样本高度和活度)的准确度与精

密度,在45.64keV (Pb-210)至1460.82keV (K40)的能量范围内,均符合环境放射性实验室常规应用

的可接受标准,并指出块状样品产生的活度值更接近

真实情况。

除了 LabSOCS软件之外,国内专家主持研究的

GammaClib无源效率刻度软件也能满足实验室使用

要求,不同样品的测量值误差大小均在可接受范围之

内,表明该软件用于 HPGe探测系统进行效率刻度是

可行的,可作为实验室γ能谱分析的辅助工具。

4 展望

无源效率刻度技术的蓬勃发展为工艺陶瓷放射性

无损检测提供了可能,再结合工艺陶瓷几何造型复杂

和釉料基体成分复杂的条件,应用 HPGeγ能谱仪进

行无源效率刻度应该是其重要的方向,但是仍有以下

难点:

(1)工艺陶瓷的几何形状参数难以获取。国内有

研究人员利用三维激光扫描法捕捉不规则样品的几何

参数信息,利用无源效率刻度软件计算出刻度因子,与

有源效率刻度的测量误差小于10%,拓展了γ能谱仪

的无损检测应用范围。这种方法对矿石、玉石等实心

类物块适用,但不适用于空心容器的工艺陶瓷。

(2)工艺陶瓷的放射性核素分布可能不均匀。大

部分工艺陶瓷的特色就在于釉面多为艺术彩釉,釉料

调配复杂。有时为了获得独特的艺术效果可能会加入

高放射性水平的一些稀土元素或化工原料,导致釉面

材料的放射性水平明显高于陶瓷的胎体材料,这时样

品的核素分布不是均匀分布的,则无源效率刻度的算

法就失去了应用前提。

因此,想要实现对工艺陶瓷放射性无损检测的技

术突破,需要从这两方面进行突破。

参考文献

[1] 焦宝祥.陶瓷工艺学(焦宝祥)[M/OL].北京:化学工

业出版社有限公司,2019.

[2] 武育伦.陈设艺术陶瓷进入现代家庭环境的思考[J/

OL].中国陶瓷,2006,42(12):10-13.

[3] 国际原子能机构.国际辐射防护和辐射源安全基本

安全标准[R/OL].国际辐射防护和辐射源安全基本安全标准.

InternationalAtomicEnergyAgency,2015:1-421.

[4] 俞康泰.陶瓷制品的放射性及应对策略[J].佛山陶

瓷,2007(8):33-36.

[5] MichelR.EnvironmentalRadioactivity Measuring

Methods[J].ProceedingsECORAD2001,AIX EN PROVENCE,3 -7 Septembre200,in:F.Bréchingnac,B.J.Howard

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·13·

(eds.)RadioactivePollutants- ImpactontheEnvironment,

EDPSciences,LesUlis,2001:27-62.

[6] TodorobicN,MrdaD,HansmanJ,etal.Radiological

ImpactsAssessmentForWorkersInCeramicIndustryInSerbia[J/OL].RadiationProtectionDosimetry,2017,176(4):411

-417.

[7] HobbsT G.Radioactivity MeasurementsonGlazed

CeramicSurfaces[J/OL].JournalofResearchoftheNational

InstituteofStandardsandTechnology,2000,105(2):275-283.

[8] CagniantA,DouyssetG,FontaineJP,etal.Anintroductiontoγ(3)anew versatileultralow backgroundgamma

spectrometer.Backgrounddescriptionandanalysis[J/OL].AppliedRadiationandIsotopes:Including Data,Instrumentation

and Methodsfor Usein Agriculture,Industryand Medicine,

2015,98:125-133.

[9] 方晓明,李欣年.碘化钠探测器和高纯锗探测器 γ能

谱仪性能比较[J/OL].上海大学学报(自然科学版),2004,10

(4):7-9.

[10] 中国建筑材料联合会.GB6566-2010建筑材料放

射性核素限量[S/OL].北京:中国标准出版社,2011.

[11] 自然资源部(海洋).GB/T30738—2014海洋沉积

物中放射性核素的测定 γ能谱法[S/OL].北京:中国标准出版

社,2014.

[12] 国家卫生健康委员会.GB/T16145—2022生物样

品中放射性核素的γ能谱分析方法[S/OL].北京:中国标准出

版社,2022.

[13] 国家卫生健康委员会.GB/T11713—2015高纯锗γ

能谱分析通用方法[S/OL].北京:中国标准出版社,2015.

[14] 付杰,徐翠华.无源效率刻度技术研究进展及应用

概况[J].核电子学与探测技术,2007(4):799-804.

[15] 尚迪,杜瑶芳,马思政,等.一种无源效率刻度法与

有源相对比较法相结合的γ谱分析方法的研究[J/OL].检验检

疫学刊,2018,28(2):4-6.

[16] 周程,周晓剑,刘晓平,等.γ谱无源效率刻度方法在

国际比对样品分析中的应用[C/OL].中国辐射防护学会学术

年会,2014.

[17] 牟婉君,李梅,钟正坤.空间任意位置点源效率函数

及参数的 确 定[J].核 电 子 学 与 探 测 技 术,2013,33(4):438-

441.

[18] 乔录成,白立新,张一云,等.高纯锗 γ谱仪对环境

样品探测效率的模拟计算[J].四 川 大 学 学 报(自 然 科 学 版),

2003(2):301-304.

[19] 张文利,屈国普,赵越,等.基于点源模拟法的体源

全能峰符合效率实验研究[J].核技术,2020,43(1):45-49.

[20] 朱文凯,陈军,熊建平,等.ISOCS系统无源效率刻

度测量方法的准确性检验[J].核电子学与探测技术,2005(3):

287-290.

[21] 陈立,马豪,曾志,等.基于蒙特卡罗的 HPGe伽马

谱仪无源效率刻度方法[J].强激光与粒子束,2013,25(1):201

-206.

[22] 关世荣,王振超,梅雪松,等.无源效率刻度在建筑

材料放射性测量中的应用研究[J].黑龙江科学,2017,14(8):9

-10+15.

[23] KaramanisD,LacosteV,AndriamonjeS,etal.Experimentalandsimulatedefficiencyofa HPGedetectorwith

point-likeandextendedsources[J/OL].NuclearInst& MethodsinPhysicsResearchA,2002,487(3):477-487.

[24] 李斌,徐家云,倪伟峰,等.环境放射性样品装量与γ

射线能量的关系[J/OL].原子能科学技术,2008,42(4):4-7.

[25] 白立新,徐家云,吴丽萍,等.HPGeγ谱仪体源效率

与源高度和密度的关系[J].四川大学学报(自然科学版),2004

(1):126-130.

[26] 邓海军,赖万昌,甘霖,等.HPGe伽马谱仪测量环境

样品的效率刻度方法[J].核电子学与探测技术,2014,34(11):1

283-1286.

[27] 周钢,徐家云,白立新,等.土壤样品中~(137)Cs活

度测量的误差分析及修正方法[J].核电子学与探测技术,2006

(3):345-348.

[28] 唐碧华,白立新,王辉东.HPGeγ谱仪体源探测效率

与射线能量和体源密度的关系[J].核电子学与探测技术,2006

(5):683-686.

[29] BrittonR,BurnettJL,DaviesA V,etal.Maximisingthesensitivityofaγspectrometerforlow-energy,lowactivityradionuclidesusing MonteCarlosimulations[J/OL].

JournalofEnvironmentalRadioactivity,2014,134:1-5.

[30] DiasM S,SemmlerR,MoreiraDS,etal.Sumcor:

Cascadesummingcorrectionforvolumetricsourcesapplying

MCNP6[J/OL].AppliedRadiationandIsotopes:IncludingData,InstrumentationandMethodsforUseinAgriculture,IndustryandMedicine,2018,134:205-211.

[31] 张斌全,马吉增,程建平,等.蒙特卡罗方法计算用

于低能光子测量的高纯锗探测器的效率[J].核电子学与探测技

术,2005(3):274-277.

[32] Jun,Saegusa,Tetsuya,etal.DeterminationofGamma-rayEfficiencyCurvesforVolumeSamplesbytheCombinationofMonteCarloSimulationsandPointSourceCalibration

[J/OL].JournalofNuclearScienceandTechnology,2012.

[33] AgarwalC,ChaudhuryS,GoswamiA,etal.FullenergypeakefficiencycalibrationofHPGedetectorforpointand

extendedsourcesusingMonteCarlocode[J/OL].JournalofRadioanalytical& NuclearChemistry,2011,287(3):701-708.

·14· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

抗菌日用钧瓷抗菌性能的

检测影响因素分析和检测技术发展

*

刘 琳1,2 郭志勇1,2

(1 许昌市产品质量检验检测与研究中心 河南 许昌 461000)

(2 国家市场监管重点实验室(陶瓷制品有害物质分析与评估)) 河南 许昌 461000)

摘 要 近年来,随着公共安全的发展,加速了人们对抗菌日用钧瓷的需求。抗菌日用钧瓷是功能性钧瓷产品领域的新

兴产业,对公共场所的卫生预防起到了积极的作用。笔者以抗菌日用钧瓷为研究对象,对抗菌机理、检测方法、检测影响

因素进行了分析,并对检测技术的现状和未来发展进行了探讨。

关键词 抗菌钧瓷 抗菌机理 检测方法 影响因素

中图分类号:TO09/TQ174.73 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0015-05

FactorsInfluencingtheAntibacterialPerformanceofPorcelainandDetectionTechnologyDevelopment

LiuLin1,2,GuoZhiyong

1,2(1XuchangCityproductqualityinspectionandresearchcenter,Henan,Xuchang,461000,China)

(2KeyLaboratoryofStateAdministrationforMarketRegulation (AnalysisandAssessmentofHazardousSubstancesin

CeramicProducts),Henan,Xuchang,461000,China)

Abstract:Thedevelopmentofpublicsafetyincidentsinrecentyearshasacceleratedpeople'sattentionforantibacterialdaily

porcelain.Antibacterialdailyporcelainisanewindustryinthefieldoffunctionalporcelainproducts,whichplaysapositive

roleinthehealthpreventionofpublicplaces.Inthispaper,theantibacterialmechanism,detectionmethodsandinfluencing

factorsofporcelainwereanalyzed,andthedetectiontechnologyofthecurrentsituationandfuturewerediscussed.

Keywords:Antibacterial;Antibacterialmechanism;Detectionmethod;Influencefactor

随着我国物质生活水平的不断提高,传统日用钧

瓷的质地、花色、功能性渐渐满足不了人们的需求,尤

其是近些年来频繁爆发的公共安全事件使得人们更加

关注日用钧瓷的抗菌能力。抗菌日用钧瓷作为新型功

能性陶瓷产品,既能够满足目前市场上对这类瓷器的

日常需求,又能够有效避免细菌、疾病的传播,减少人

员交叉感染。因此,发展高效抗菌日用钧瓷产品已经

成为钧瓷生产企业的重要方向之一。钧瓷是河南省独

有的地理标志性产品,极具历史、文化和特色经济价

值,独特的钧瓷釉料和工艺特色是其它瓷种无法取代

的,所谓“入窑一色,出窑万彩”,其在原料使用方面和

烧制工艺上有较大的地理局限性。抗菌日用钧瓷兼具

了艺术观赏性和使用安全性,即在生产过程中加入纳

米级无机抗菌剂,从而使日用钧瓷表面具有抗菌作用,

在使用过程中能持续对细菌等微生物有抑制或杀灭作

用。笔者以抗菌日用钧瓷为研究对象,对抗菌机理、检

测方法、影响因素进行了分析,并对检测技术的现状和

未来发展进行了探讨。

1 抗菌日用钧瓷

抗菌日用钧瓷是在普通钧瓷釉添中合适比例的复

合纳米银系抗菌剂,在氧化气氛下高温烧结得到的。

抗菌性能显著、耐候性稳定。其通过缓慢释放的银、锌

等金属离子破坏细菌的细胞结构和代谢过程,促使细

菌繁殖受到抑制或死亡,使陶瓷制品表面的细菌数目

控制在一定范围之内,可以避免器具上细菌、霉菌的滋

生和人员交叉感染[1]。抗菌效果与其采用的抗菌剂有

直接的关系。

2 主要抗菌剂及抗菌机理

2.1 主要抗菌剂

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·15·

* 作者简介:刘琳(1986-),本科,副高级工程师;主要从事陶瓷产品检测及抗菌陶瓷抗菌性能研究。

金属或其离子是抗菌剂中的关键成分,其抗菌效

果的大小次序为 Ag

+ >Co2+ >Ni2+ >Al3+ >Cu2+ >

Zn2+ >Fe3+ >Ba2+ >Mg

2+ >Ca2+ 等,Ag+是公认的

抗菌 效 果 最 好 的 金 属 离 子,但 价 格 高,易 氧 化,而

Cu2+ 、Zn2+ 抗菌效果一般,却价格便宜[2]。抗菌日用

钧瓷抗菌釉料采用纳米级银离子和锌离子两种单一的

无机抗菌材料,复合在同一载体上所得到的同时具备

两者优点的复合型抗菌材料,这类复合型抗菌材料除

了同时具备各自的抗菌性外,同时也表现出了由两者

相互作用所具备的更加优异的抗菌性能,弥补了单一

离子材料的不足,将两种离子材料的优点进行互补,得

到更加理想化的复合抗菌材料[3]。

2.2 抗菌机理

抗菌釉料中不断释放出银离子与细菌细胞壁和细

胞膜相互作用,使胞壁结构损伤、细胞膜通透性增加从

而通过内吞作用进入细胞内部阻断 DNA 复制损伤细

菌,同时促使细菌胞内外产生活性氧和活性氮等自由

基,引起细菌细胞膜脂质过氧化,抑制细菌跨膜呼吸及

引起细菌内溶物泄露,使细菌进一步裂解从而无法代

谢及繁殖直至死亡[4]。当细胞失去活性后,银离子游

离出并继续与其他细胞作用,因而具有持续抗菌效能。

纳米级银离子协同锌离子具有更高的表面积与体积

比,能以更快的速度释放更多的银离子,从而增强杀菌

性能。

3 国内现行检测方法

国内在陶瓷制品抗菌性检测方面的研究相对滞

后,存在标准间不协调,标准采用率低等问题。陶瓷产

品中抗菌骨质瓷对其抗菌性检测编制了单独的国家标

准,其他日用瓷种尚未对产品抗菌性检测制定标准。

随着抗菌材料的不断创新和发展,抗菌检测方法较为

单一,对于不同抗菌材料不同烧制工艺的抗菌日用钧

瓷是否具有普遍适用性还待研究。抗菌日用钧瓷当前

图1 银离子抗菌原理图

表1 陶瓷产品抗菌性能相关检测标准

适用产品 标准号 标准名称 检测项目

陶瓷

JC/T

897-2014

抗菌陶瓷

制品抗菌

性能

抗菌性能

抗菌耐久性

GB/T

28116-2011

[6] 抗菌骨质瓷器 抗菌性能

玻璃、陶瓷、

塑料、涂层、

织物

GB/T

23763-2009

[7]

光催化抗菌

材料及制品

抗菌性能的评价

抗菌性能

玻璃、陶瓷、

塑料、涂层、

不透水的

织物

GB/T

30706-2014

[8]

可见光照射下

光催化抗菌材料

及制品 抗菌性

能测试及评价

抗菌性能

·16· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

无抗菌性能相关检测标准,此次检测参照的为JC/T

897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能[5]。

4 实验部分

4.1 检测流程图

分别取试验用菌液0.4mL滴加在样品 A(阴性对

照即空白平皿)、样品 B(包括对照0h和对照24h)和

抗菌日用钧瓷样品 C上。

用灭菌镊子夹起灭菌覆盖膜分别覆盖在样品 A、

样品 B和样品 C上铺平,使菌液均匀接触样品。样品

A 和对照 0h 样品 B 立即进行洗脱,加入洗脱液 10

mL,反复洗脱样品及覆盖膜,混匀后取洗脱液10倍递

增稀释至合适浓度,取一定量接种于平板计数琼脂中,

在37℃±1℃下培养24~48h后活菌计数。对照24

h样品 B 和 样 品 C 在 35 ℃ ± 1 ℃、相 对 湿 度 大 于

90%条件下培养24h。

取 出对照24h样品B和样品C,分别加入洗脱液

图2 抗菌性能检测流程图

10mL,反复洗脱样品及覆盖膜,充分混匀后10倍递

增稀释至合适浓度,取一定量接种于平板计数琼脂中,

在37℃± 1℃下培养24~48h后活菌计数。

计数结果必须符合下述3个条件全部成立,试验

被判定有效。反之则试验无效,须重新进行试验。

对照0h样品 B的菌落数,满足了公式(1)给出的

条件:

(L最大-L最小)/L平均 ≤ 0.2 (1)

式中:L最大 ———菌落数的最大对数值;

L最小———菌落数的最小对数值;

L平均———三个试样菌落数对数的平均值。

阴性对照 A 和对照0hB的活菌值应为(3~9)×

103 CFU;

3个对照24hB 经24h培养后的菌落数不小于

1.0×102 CFU。

4.2 抗菌率计算

试验有效条件下,按公式(2)计算:

R=(B-C)B×100% (2)

式中:R———抗细菌率,数值取四位有效数字,%;

B———对照24hB 培养24h后的平均菌落计数

的数值,单位为菌落数(CFU);

C———抗菌钧瓷试样培养24h后平均菌落计数

的数值,单位为菌落数(CFU)。

5 结果与讨论

5.1 对照样品的确定

抗菌日用钧瓷对照样品的确定在做抗菌性能检测

时很关键。抗菌率是通过添加抗菌釉料样品与未添加

抗菌釉料对照样品的菌落生长数量比值而得到的。对

照样品吸水率、表面质量、釉面平整度都会影响到检测

结果。现行行业检测标准对对照样品未做统一规定,

菌种在不同的对照样上菌落增长倍数相差较大。而实

际检测过程发现,菌种在对照样品培养过程中,其生长

量可能达约100倍,在不同的对照样上菌落增长倍数

相差可达10倍。而不同的检测机构采用不同的对照

样品,导致各检测机构的检测结果各不相同,重复性和

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·17·

再现性也较低[9]。经过大量实验摸索,若委托单位对

对照样品加工困难,平整度、表面质量达不到实验要

求、吸水率不能较好控制时,经委托方同意也可由检测

单位采用硼酸盐玻璃板作为对照样品并在报告中注

明。下图为不同批次的日用钧瓷对照样品和硼酸盐玻

璃片表面质量对比图。

表2 各批次抗菌日用钧瓷瓷片表面质量对比

批次 表面质量 样图

透明釉

1280℃

50mm×50mm,厚7mm,

吸水率0.8%,表面有针孔

釉面不平整,中间较边缘高

透明釉

1280℃

45mm×45mm,厚5.2mm,

吸水率0.7%,边缘不整齐,

中间较边缘高

透明釉

1280℃

50mm×50mm,厚5.5mm,

吸水率0.3%,

边缘左上高右下低

透明釉

1280℃

50mm×50mm,厚5.5mm,

吸水率0.6%,

釉面缺釉不完整

硼酸盐

玻璃片

50mm×50mm,厚5mm,

表面平整

5.2 样品预处理方式

陶瓷产品是由无机矿物材料经高温烧制而成,虽

然目测表面很致密,但微观看还是有很多孔洞,表面的

致密程度直接影响吸水率,抗菌实验时样品表面只铺

0.3~0.5mL 的菌液,要作用24h后再冲洗下来。虽

然作用过程湿度环境要求达到90%以上,但由于菌液

量少、作用时间长,样品表面有一定吸水性,其表面更

易表干。因此采用预处理方式,实验前用70%医用酒

精对试样清洗消毒,再将消毒处理过的试样表面釉层

向上,坯体部分浸泡于无菌水中(18~24)h,保证试片

吸水充分,实验时取出试片用灭菌干纱布将试片表面

的多余水分轻轻擦去,然后放入灭菌平皿中待用[10]。

5.3 菌种代数的不同

抗菌检测主要针对菌种活性较强时样品的抗菌效

果,要在菌种活性较强时才能反映产品真实抗菌性能。

菌种活化代数越多,菌种越不稳定。传代过程中发生

自发突变的概率随着传代次数的增加而增加,尤其是

负突变发生概率将大大增加[11]。现行的陶瓷行业标

准JC/T897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能规定可使

用第3代~第14代活化菌种。同一实验室使用不同

批次的活化菌种也会导致结果差异,不同检测机构使

用不同活化代数的菌种,实验室之间检测结果无可比

性。

5.4 菌液滴加量的确定

JC/T897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能中规定

接种菌液 范 围 在 (1~3)×104CFU/mL,接 种 量 0.3

mL。GB/T28116-2011抗菌骨质瓷器中规定接种

菌液范围在(5.0~10)×105CFU/mL,接种量0.5mL。

多次试验得出,在抗菌陶瓷样品表面接种的菌浓度数

量级应在103 范围,模拟日常环境中陶瓷制品上可能

污染或接触上的细菌量。菌液浓度过高,样品抗菌作

用时间长,结果不稳定[12]。同时滴加量0.4mL 较为

合适,较少更易表干,较多容易溢流。

6 抗菌日用钧瓷检测行业现状和发展

6.1 检测现状

抗菌日用钧瓷抗菌检测目前无相应产品检测方

法,参考JC/T897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能和

GB/T28116-2011抗菌骨质瓷器两个检测标准,两

种方法的实操性和结果差异性有待于进一步研究。

由于抗菌检测涉及到微生物检测等领域,须具有

相应微生物检测资质的检测机构方能进行测试。检测

对人员、环境、操作等有较为严格的要求,且检测周期

偏长,通常需要半个月以上的时间才能得到检测结果。

目前的检测方法不够直观的给消费者展示抗菌日用钧

瓷的抗菌效果,消费者认可度不足。

6.2 发展方向

随着抗菌釉料和烧制工艺不断发展和创新,抗菌

日用钧瓷产品尽快研究设立其相应的 (下转第21页)

·18· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

石墨炉原子吸收法测定陶瓷制品中铜的迁移量

*

于京令1,2 郭志勇1,2

(1 许昌市产品质量检验检测与研究中心 河南 许昌 461000)

(2 国家市场监管重点实验室(陶瓷制品有害物质分析与评估) 河南 许昌 461000)

摘 要 建立一种准确有效的方法来测量日用陶瓷制品中铜的迁移量。目前测定铜的迁移量较多使用ICP-MS,但此设

备价值高,检验成本也高,而石墨炉原子吸收法测定铜具有高灵敏度,操作简便,设备普及率广等优点。本方法结合德国

耶拿公司的ZEEnit700P型原子吸收光谱仪,在仪器推荐条件的基础上,结合 GB31604.1-2015食品安全国家标准 食品

接触材料及制品迁移试验通则[1]标准中试验条件,研究陶瓷制品中铜在食物模拟物中迁移量的最佳测定条件,试验通过

对使用基体改进剂、加热程序优化、回收率等方面进行研究和讨论。

关键词 铜迁移量 石墨炉原子吸收 检出限 定量限

中图分类号:TQ174.4 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0019-03

DeterminationofCopperMigrationinCeramicProductsbyGraphiteFurnaceAtomicAbsorptionSpectrometry

YuJingling

1,2,GuoZhiyong

1,2(1XuchangCityProductqualityInspectionandResearchCenter,He'nan,Xuchang,461000,

China)(2KeyLaboratoryofAnalysisandEvaluationofHazardousSubstancesinCeramicProductsforStateMarketRegulation,He'nan,Xuchang,461000,China)

Abstract:Establishanaccurateandeffectivemethodtomeasurethemigrationofcopperindailyceramicproducts.Atpresent,ICP-MSiscommonlyusedtomeasurethemigrationofcopper,butthisequipmenthashighvalueandtestingcosts.

Thegraphitefurnaceatomicabsorptionmethodfordeterminingcopperhasadvantagessuchashighsensitivity,simpleoperation,andwideequipmentpopularity.ThismethodcombinestheZEEnit700PatomicabsorptionspectrometerfromJena

CompanyinGermany,andbasedontherecommendedinstrumentconditions,combinedwiththeexperimentalconditionsin

GB31604.1-2015\"NationalFoodSafetyStandard- GeneralRulesforMigrationTestingofFoodContactMaterialsand

Products\"

[1],tostudytheoptimalmeasurementconditionsforcoppermigrationinceramicproductsinfoodsimulants.

TheexperimentinvolvesoptimizingtheuseofmatrixmodifiersandheatingproceduresConductresearchanddiscussionon

recoveryratesandotheraspectsd.

Keywords:Coppermigration;Graphitefurnaceatomicabsorption;Detectionlimit;Quantificationlimit

陶瓷制品在我们的日常生活中应用广泛,日用陶

瓷的使用安全问题一直是大家关注的重点,因其在使

用时需要和食物直接接触,会有多种元素直接迁移出

而被使用者摄入,直接对人的健康造成影响。其中铜

元素含量低时对人体有益,含量过高会影响人体健康。

目前测定铜的迁移量较多使用ICP-MS,但此设备价

值高,检验成本也高,而石墨炉原子吸收法测定铜具有

高灵敏度,操作简便,设备普及率广等优点。所以笔者

依据 GB31604.1-2015食品安全国家标准 食品接触

材料及制品迁移试验通则[1]将对石墨炉原子吸收法测

定铜的实验方法进行研究探讨,给出一种可行的测试

方法和条件。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

德国耶拿-ZEEnit700P型原子吸收光谱仪,铜空

心阴极灯(德国耶拿),1000μg/mL铜标准储备液(国

家有色金属及电子材料分析测试中心),冰醋酸(优级

纯),硝酸镁(优级纯),硝酸铅(摩尔溶液),超纯水。

1.2 仪器工作条件

波长324.8nm,狭缝宽度0.8nm,元素灯电流2

mA,Zeeman2磁场模式,进样量为20μL。

1.3 标准曲线的绘制

以食物模拟物4%冰醋酸为空白,并用食物模拟

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·19·

* 作者简介:于京令(1980-),本科,工程师;主要从事陶瓷制品研究工作。

物配置成标准系列溶液。系列浓度为0μg/L、5μg/

L、10μg/L、20μg/L、40μg/L、80μg/L,不使用基体改

进剂的情况下测得的吸光度。

图1 校准曲线

校准曲线方程为:A=0.0094225C+0.0267700,相

关系数r=0.9991。校准曲线如图1所示。

2 实验过程讨论

2.1 基体改进剂的选择

实验选取了不使用基体改进剂和使用5μL0.1%

硝酸铅和0.05%硝酸镁混合基体改进剂,灰化温度1

100℃、原子化温度2000℃,分别测试20μg/L 时的

吸光度分别为0.2193和0.2174,信号图如图2和图3

所示,由比较可知,使用基体改进剂和不使用基体改进

剂吸光度改变不明显。

图2 使用基体改进剂信号图

图3 不使用基体改进剂信号图

2.2 灰化温度的选择

灰化阶段如果灰化温度过高,会造成灰化损失,灰

化温度过低,共存物没有燃烧尽,会造成背景校正过

度,实验中不使用基体改进剂,保持原子化温度2000

℃不变,在800~1200℃测定吸光度,进行灰化温度

的选择。

图4 灰化温度对吸光度的影响

由图4可以看出,随着灰化温度的升高,吸光度增

大,当温度超过1100℃时,吸光度略微下降,所以实

验选择1100℃为灰化温度。

2.3 原子化温度的选择

实验在不使用基体改进剂,灰化温度使用1100

℃,测 试 溶 液 浓 度 为 40μg/L,测 定 原 子 化 温 度 在 1

800~2200℃的吸光度。

图5 原子化温度对吸光度的影响

由图5可得出,原子化温度在2000℃之前,随着

温度的升高吸光度值变大,在2000℃到达最大值,然

后随着温度继续升高吸光度值开始下降,所以实验选

择2000℃为原子化的最佳温度。

3 实验结果的讨论

不使用基体改进剂,用以下石墨炉升温程序进行

实验(见表1),试验结果依据 GB/T27417-2017合格

评定 化学分析方法确认和验证指南[2]进行谈论。

3.1 检出限(LOD)和定量限(LOQ)

以4 %冰醋酸空白溶液连续进样11次测定吸光

度,进样量20μL,测得检出限(LOD)为0.3μg/L,以3

倍的检出限为定量限(LOQ),结果为0.9μg/L。

3.2 正确度

·20· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

表1 石墨炉升温程序

步骤 名称

温度

(℃)

升温速率

(℃/s)

时间

(s)

水平

int 添加

1 干燥 80 6 29.0 最大 停止

2 干燥 90 3 23.3 最大 停止

3 干燥 110 5 14.0 最大 停止

4 灰化 350 50 24.8 最大 停止

5 灰化 1100 300 12.5 最大 停止

6 自动归零 1100 0 6.0 停止 停止

7 原子化 2000 1500 4.6 停止 停止

8 除残 2450 500 4.9 最大 停止

表2 不同样品的加标回收率

本底值

(μg/L)

加标量

(μg/L)

平均测定值

(μg/L)

平均回收率

(%)

10.1

5.0 15.3 104.0

10.0 19.9 98.0

20.0 30.3 101.0

20.2

10.0 30.7 105.0

20.0 40.7 102.5

30.0 50.2 100.0

实验选取2种铜红釉样品,加入基质为食物模拟

物(4%冰醋酸)标准物质进行加标实验。结果见表2。

由表2 可 以 看 出,本 方 法 的 回 收 率 在 98.0% ~

105.0%,符合方法回收率偏差范围。

3.3 精密度

实验选取两种铜红釉样品进行7次测试,计算其

相对标准偏差为5.3%和5.8%,满足分析测试要求。

笔者用石墨炉原子吸收法测试陶瓷制品中铜的迁

移量进行测定,实验条件主要针对基质为4%冰醋酸

时是否需要基体改进剂,以及对灰化温度和原子化问

题的探讨,通过对实验结果的分析,可知在不需要添加

基体改进剂,灰化温度为1100℃,原子化温度在2000

℃时,能取得98.0%~105.0%的回收率,测试结果的

变异系数(CV)5.8%满足实验室内变异系数的要求。

本方法对检测设备要求低,分析结果令人满意。

参考文献

[1] 中 华 人 民 共 和 国 国 家 卫 生 和 计 划 生 育 委 员 会.GB

31604.1-2015食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移

试验通则[S].北京:中国标准质检出版社,2015.

[2] 国家 市 场 监 督 总 局,中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会.

GB/T27417-2017 合格评定 化学分析方法确认和验证指南

[S].北京:中国标准质检出版社,2017.

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(上接第18页)产品检测方法及抗菌效果的评价技术

和规范,进一步完善抗菌检测的试验方法,根据产品的

特性和使用要求选用合适的方法进行检测。标准的建

立将推进抗菌钧瓷产品对环境影响的研究,并满足消

费者认知的需求,同时研发一种直观的、快速的、简单

的抗菌检测方法,实现即时验证抗菌效果,增强抗菌陶

瓷的现场体验感,赢得消费者的认可,也会提升产品的

全面评价技术和促进产品市场的发展。

参考文献

[1] 潘勇文.影响抗菌复合陶瓷杀菌效果的因素及发展趋

势[J].佛山陶瓷,2015(3):10-12.

[2] 徐 瑜,钟保民,金国庭,等.抗菌陶瓷的研究现状和发

展趋势[J].佛山陶瓷,2022(6):5-6.

[3] 姜苗苗.Ag-Zn复合抗菌材料的制备及其应用研究

[D].昆明:昆明理工大学,2018.

[4] 樊晨,倪 琦,朱 婷,等.纳 米 银 抗 菌 材 料 的 研 究 进 展

[J].化工新型材料,2022(9):8-10.

[5] 中华人民共和国经济贸易委员会.JC/T897-2014

抗菌陶瓷制品抗菌性能[S].北京:国家标准出版社,2014

[6] 中 华 人 民 共 和 国 经 济 贸 易 委 员 会.GB/T28116-

2011抗菌骨质瓷器[S].北京:国家标准出版社,2011.

[7] 中 华 人 民 共 和 国 经 济 贸 易 委 员 会.GB/T23763-

2009光催化抗菌材料及制品 抗菌性能的评价[S].北京:国家标

准出版社,2009

[8] 中 华 人 民 共 和 国 经 济 贸 易 委 员 会.GB/T30706-

2014可见光照射下光催化抗菌材料及制品 抗菌性能测试及评

价[S].北京:国家标准出版社,2014.

[9] 关红艳,崔跃红,郭中宝,梅一飞.建筑材料抗菌防霉

检测技术现状[J].中国建材科技,2017(1):15-17.

[10] 赵春艳,王静,冀志江,王晓燕,曹延鑫.抗菌陶瓷的

抗菌耐久性试验方法的研究[J].中国陶瓷,2015(7):8-10.

[11] 李旻向,刘尔伦,周湘丹,曾光熙.菌种培养及保存过

程中菌种退化的研究进展[J].现代农业科技,2022(12):12-

14.

[12] 王静,冀志江,赵春艳,王晓燕.《抗菌陶瓷制品抗菌

性能》(JC/T897-2014)新版标准解读[J].标准科学,2015(5)

10-12.

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·21·

密缝铺贴瓷砖返碱的预防措施

*

李坤荣 李惠文

(蒙娜丽莎集团股份有限公司 广东 佛山 528211)

摘 要 返碱是瓷砖铺贴与使用过程中遇到的常见问题之一,它不仅影响瓷砖的装饰效果,还会给墙体结构带来安全隐

患。笔者通过对瓷砖返碱的化学原理和形成条件进行了详细剖析,提出了瓷砖返碱的预防措施和解决办法,以期为瓷砖

铺贴提供指导和建议。

关键词 瓷砖返碱 白霜 密缝铺贴

中图分类号:TQ174.76 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0022-03

返碱也叫泛盐,是瓷砖铺贴与使用过程中最常见

的问题之一,它是指施工材料中的碱性物质,在基层水

分蒸发过程中,通过瓷砖之间的缝隙上升到瓷砖的表

面,干燥后形成的白色粉状物质,外观类似食盐,这种

现象俗称冒白霜。白色粉状物质暴露在空气中,会再

次和二氧化碳反应生成碱性化合物,部分还会伴随体

积膨胀,严重时会导致瓷砖之间的缝隙开裂,瓷砖起鼓

等现象,给墙体结构带来安全隐患。此外,外界环境中

的污染物如尘埃、铁锈会吸附在返碱化合物上面,导致

瓷砖表面发黄发黑,影响美观。

1 返碱的化学原理和形成条件

1.1 返碱的化学原理

混凝土是常见的施工材料,它主要由水泥、沙子、

碎石和水组成,水泥的主要化学成分是 CaO、Al2O3、

SiO2、Fe2O3,除此以外还有少量游离 MgO、Na2O 及

K2O 等,其 中 CaO 占 60% ~65%,SiO2 占 21% ~

25%,氧化钙会与水反应生成氢氧化钙:CaO + H2O

→ Ca(OH)2,氢氧化钙再次和空气中的二氧化碳反

应生成不溶于水的碳酸钙:Ca(OH)2+ CO2 → CaCO3↓+H2O。

当外界温度升高时,基层中的水分会寻找各种缝

隙蒸发,一些水分子还会沿着瓷砖内部的毛细孔往上

流动。与此同时,水分会携带各种碱性物质往瓷砖表

面迁移聚集,蒸发之后碱性物质的晶体遗留在瓷砖表

面,形成不规则的白色花斑,造成返碱。

如果施工材料中含有无水芒硝 Na2SO4,吸水后

会变成白色芒硝 Na2SO4· 10H2O,并且发生体积膨

胀,或者含有碳酸氢钠石 Na2CO3 · 3NaHCO3,在潮

湿条件下,它会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢

钠 NaHCO3,并伴有体积膨胀,造成瓷砖缝隙开裂,严

重时还会引起瓷砖起鼓,翘边等缺陷。传统的瓷砖铺

贴一般会留缝2~3mm 宽,而密缝铺贴留缝仅为0.5

mm 宽左右,一旦出现返碱,大量白色结晶物会从砖缝

处析出聚集,不仅影响铺贴效果还会留下安全隐患。

1.2 返碱的形成条件

一般来说,天然石材返碱的情况较多,因为石材经

历了数万亿年的地壳运动,从海底慢慢上升到形成山

丘,盐碱成分含量较高,一些石材内部存在大量的毛细

孔,当外界空气湿度比较大时,这类石材很容易从环境

中吸收水分,水分会通过这些毛细孔把碱性物质带到

石材表面,干燥后析出晶体形成返碱。同样,铺贴瓷砖

时如果不注重细节处理,也会很容易出现返碱现象,主

要有以下3个原因:

1.2.1 基层内部有残余水份

一方面是人为造成的基层积水,比如在铺贴瓷砖

后,水泥和粘结剂还未完全干透的情况下便用水清洗

瓷砖,大量水分进入墙体内部造成基层积水,或者在潮

湿的天气铺贴瓷砖,由于潮湿天气的空气湿度大,含水

量高,在这种情况下铺贴瓷砖,不仅干燥慢,而且水分

很容易积存在基层内部,后续蒸发析晶造成返碱。

另一方面有可能是墙体漏水,常见的有屋顶、天花

板,外墙漏水。这种情况下,外界的水分会顺着墙面流

到墙体内部,带动碱性物质通过砖缝返碱出来,或者在

靠近阳台、窗台、通风排气口等处。在铺贴瓷砖的过程

·22· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

* 作者简介:李坤荣(1986—),本科,助理工程师;主要从事陶瓷生产工艺及设计工作。

中未做好防水措施,一旦刮风下雨,雨水很容易侵入墙

体内部,水分再从瓷砖的接缝处蒸发结晶造成返碱。

1.2.2 碱性物质超标

碱性物质一方面来自于施工所用的原材料,比如

水泥、沙子、碎石块、涂料、防水漆、保温墙板、吸声板等

等,当这些材料的含碱量超标时,会有源源不断的碱性

物质伴随水分蒸发,和空气中的二氧化碳反应生成各

种碳酸盐晶体,大量积聚在瓷砖缝隙表面。特别严重

的是在水泥混凝土中掺入了海沙,众所周知,海水的平

均含盐量为35%,即每1000g海水中就含有35g盐,

而长期浸泡在海水中的海沙含有大量盐分,一旦这些

盐分被水分带到瓷砖表面,一定会有大量晶体析出造

成返碱。

碱性物质另一方面来自于后期使用的清洁剂,常

见的清洁剂有洗衣粉、洗洁精、漂白剂、起蜡水和84消

毒液等,它们都含有各种表面活性剂和大量的碱性离

子,pH 值都大于7。例如,洗洁精的主要成分是烷基

苯磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、泡沫剂等,而84消毒液的

主要成分是次氯酸钠,它们都是碱性的,一旦这些清洁

剂进入基层内部,大量的碱性离子会与水和二氧化碳

反应生成各种化合物并在水分蒸发的时候在瓷砖表面

析晶造成返碱。

1.2.3 瓷砖质量不合格

质量不合格的瓷砖往往烧结程度低,内部疏松,吸

水率较大。由表1可知,质量达标的瓷质砖,吸水率不

能大于0.5%,否则基层内部的碱性物质会在毛细管力

的作用下从瓷砖内部拔出至表面,蒸发后在瓷砖表面

形成白色盐斑。尤其是质量不达标的亮面砖,这类瓷

砖表面通常经过抛光处理,在机械反复摩擦后,瓷砖表

面会留下很多微小的毛细孔,水份和碱性的清洁剂会

沿着毛细孔进入瓷砖内部并在干燥的时候重新蒸发析

晶,在表面形成一团白色雾斑。由于一部分碱性化合

物已经沿毛细孔渗透到瓷砖内部了,所以很难清除。

表1 陶瓷砖吸水率 E国家标准(%)

判断

结果

低吸水率 中吸水率

高吸

水率

分类

标准

E≤0.5 0.5<E≤3 3<E≤6 6<E≤10 E>10

类别

名称

瓷质砖 炻瓷砖 细炻砖 炻质砖 陶质砖

2 返碱的危害

返碱形成的晶体一般都泛白色(见图1),在深色

系的瓷砖表面特别明显,现在的装修风格流行一体化

的连纹铺贴,而深色系的连纹图案更能突显空间的整

体性和视野的无限延伸,一旦瓷砖缝隙处出现返碱,会

极大地削弱连纹图案宽敞开阔的既视感,增强瓷砖之

间的割裂感,导致空间美感陡然下降。

图1 返碱后的晶体泛白色

装修界还盛行“不密缝,不高端”的说法,考虑到

瓷砖的热胀冷缩,传统铺贴往往需要留缝2~3mm 以

便瓷砖适应环境变化。但近几年由于工艺技术的突

破,攻克了瓷砖吸湿膨胀的缺陷,瓷砖可以实现密缝

铺贴,缝隙在0.5mm 以内,甚至仅有0.2mm,约为圆

珠笔画一根线的大小。同时,得益于岩板生产技术的

进步,单片瓷砖的尺寸不再受限制,为了创造更大更宽

敞的视觉效果,延伸连纹图案的美感,越来越多的设计

师都追求密缝铺贴。但与此同时也会带来潜在的风险

比如返碱,返碱后会生成各种化合物,一些化合物比如

白色芒硝 Na2SO4· 10H2O 和碳酸氢钠 NaHCO3 在

形成过程中会伴随体积膨胀,并在膨胀应力的作用下

导致砖缝开裂、瓷砖翘边、起鼓、脱落等安全隐患。

瓷砖缝隙一旦被撑开,外界的水分会很容易地进

入到基层内部,继而激发了碱性离子的活性,越来越多

的碱性化合物会被带到瓷砖表面,腐蚀瓷砖表面的釉

层,使其失光失色,如果它们被空气中的污染物吸附,

就会留下发黄发黑的污迹,影响美观(见图2)。

另外,由于密缝铺贴的缝隙非常小,有些施工人员

觉得无需做美缝,或者为了节省成本,美缝剂只做了半

填而不是满填,比如深度为10mm 的缝隙,美缝剂只

填充了表面6mm 的深度,但下面的4mm 悬空或者

用普通填缝剂代替。从表面看,美缝剂似乎与周围表

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·23·

图2 返碱后留下发黄和发黑的污迹

面齐平了,但其实并没有填满整个缝隙,这就会导致美

缝剂与瓷砖以及基层的接触面非常小,后期极易脱落,

继而引发渗水、返碱等缺陷。

3 返碱的预防措施

3.1 施工之前做好防水措施

从上述分析可见,要防止返碱的发生,施工之前必

须做好防水措施,检查外墙、屋顶、吊顶、窗台是否漏

水,施工之前不能对材料和墙体大量洒水。铺贴瓷砖

之前,先在基层涂刷防护剂,既能防水又能增加基层的

吸附力,待基层彻底干燥后再铺贴瓷砖。瓷砖粘贴水

泥砂浆至少需要48h才能完全固结,所以一般建议72

h以后再进行美缝操作,以免基层水分残留造成后期

返碱,这段时间不能随意移动或者用水清洗,同时不能

在潮湿天气施工,因为此时空气湿度大、含水量多,容

易造成基层积水。

3.2 选用优质的装修材料

选择碱性含量较低的水泥、沙子和涂料,能有效防

止碱性物质的产生。此外选用质量达标的瓷砖,这类

瓷砖烧结程度高,吸水率低,内部孔隙小,能阻止水分

子或碱性离子从表面渗进瓷砖内部或者从基层内部游

离到瓷砖表面,封堵瓷砖内外的交换过程。特别是采

用密缝铺贴的时候,必须保证瓷砖有超高的平整度和

超低的吸水率(最好少于0.03%),基层与瓷砖之间粘

结剂最好是低碱性、高弹张力和具有优质的防水性能。

3.3 美缝操作要仔细严谨

铺贴完瓷砖之后,最好72h以后再做美缝,选用

的美缝剂必须具有良好的粘合性能、抗裂、抗压和防

水。使用前要将瓷砖的缝隙清理干净,确保没有灰尘

和积水,然后仔细地沿对角线方向把美缝剂挤压入砖

缝里面,注意一定要填满不能留空,待砖缝填满后就可

以把多余的刮掉,并再次检查每一处缝隙,确保没有漏

涂,等美缝剂彻底干燥后再用微湿的抹布擦拭干净。

4 返碱的解决办法

4.1 轻微返碱的情况

如果只是表面轻微返碱,建议用草酸溶液清洗,草

酸(H2C2O4)能与碱性物质反应形成水溶性盐,用水就

能冲洗掉,例如草酸能与氢氧化钠反应生成草酸钠和

水,还能与氢氧化钙反应形成草酸钙和水。因为草酸

属于酸性液体且有腐蚀性,所以清洗之前务必配戴好

手套和口罩,防止误伤皮肤。清洗之前先准备温水,按

照草酸∶水=10∶100的比例混合后,慢慢倒入出现

返碱的缝隙中。如果是垂直的墙面,可以用毛巾或海

绵吸取草酸溶液,再挤进缝隙里,稍等片刻之后用少量

的清水冲洗干净,待缝隙和表面彻底干燥后再重新进

行美缝操作。

4.2 严重返碱的情况

如果是大面积的严重返碱,最好全部铲除原有瓷

砖和基层水泥,充分晾干或烘干,等基层彻底干燥后,

再按照上述“返碱的预防措施”的要求重新进行铺贴瓷

砖和美缝操作。

5 结语

笔者通过分析瓷砖返碱的原因,得出了引起返碱

的主要原因是水分和碱性物质,它的严重程度与施工

材料、墙体结构和环境湿度等因素都有关系。选用低

碱性的施工材料并且严格规范施工能有效防止返碱现

象的发生。

参考文献

[1] 李保亮,唐洲洋,陆雪,等.返碱引起的内墙砖膨胀开

裂问题案例分析[J].混凝土世界,2022(8):48-52.

[2] 王慧强.卫生间墙体返碱返潮的预防与整治措施[J].

建材与装饰,2018(11):186-187.

[3] 李佳.石材返碱、泛盐及白华的处理[J].石 材,2017

(1):27-29.

·24· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

明代三都琉璃瓦胎体工艺的初步比较研究

*

杨桂美1 王 志2 徐海峰3 龚巨平4

(1 安徽开放大学 合肥 230022)(2 安徽省文物考古研究所 合肥 230601)

(3 故宫博物院 北京 100009)(4 南京市考古研究院 南京 210008)

摘 要 明中都、南京明故宫与北京故宫明代琉璃瓦胎体的物理性能、物相、烧成温度和化学组成的对比分析显示,明中

都与南京明故宫的琉璃瓦样品在胎体化学组成、物相等方面有较强的一致性,与北京故宫明代琉璃瓦差异明显。三都建

筑琉璃瓦胎体烧成温度则基本一致。表明明代三都琉璃瓦的胎料有不同来源,烧制工艺具有延续性。研究结果有助于了

解明初琉璃瓦的传统制作工艺信息和发展水平。

关键词 明代三都 琉璃瓦 胎体工艺 化学组成 物理性能

中图分类号:TU522.2+3 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0025-06

AComparativeStudyonManufacturingTechniqueforGlazedTilesBodiesofThreeCapitalsinMingDynasty

YangGuimei1,WangZhi2,XuHaifeng

3,GongJuping

4(1AnhuiOpenUniversity,Hefei,230022,China)(2ArchaeologyInstituteofAnhuiProvince,Hefei,230061,China)(3ThePalaceMuseum,Beijing,100009,China)(4NanjingMunicipalInstituteofArchaeology,Nanjing,210004,China)

Abstract:Throughcomparativeanalysisofthephysicalproperties,phasestructure,firingtemperatureandchemicalcompositionoftheglazedtilesofMingDynastyintheMingzhongdu,theMinggugonginNanjingandtheForbiddenCityinBeijing,theresultsshowthatthereisastrongconsistencyinthechemicalcompositionandphasestructurebetweentheglazed

tilesamplesofMingzhongduandtheMinggugonginNanjing,andtheglazedtilesamplesoftheForbiddenCityinBeijing

areobviouslydifferent.Butthefiringtemperatureofglazedtilebodiesofthethreecapitalsisbasicallythesame.Itshows

thatalthoughtheselectionofraw materialsforglazedtilesintheMingDynasty’sthreecapitalshasdifferentsources,the

firingprocessiscontinuous.TheresearchresultsarehelpfultounderstandtheinformationoftraditionaltechnologyanddevelopmentlevelofglazedtileintheearlyMingDynasty.

Keywords:ThethreecapitalsinMingDynasty;Glazedtiles;Manufacturingtechniqueoftheglazedtilesbodies;Chemical

composition;Physicalproperties

琉璃瓦是在陶瓦的基础上将一种有光彩、不渗水

的釉质施于陶体烧制而成,用于增加建筑物的美感。

其伸展性 强、硬 度 高、可 防 腐 蚀,性 能 较 陶 瓦 更 为 稳

定[1]。据文献记载,北魏时琉璃瓦已用于皇家建筑[2]。

其后琉璃的种类、色彩不断丰富,元代还设置有专门监

管琉璃砖瓦生产的琉璃局[3]。明清时期,琉璃瓦的应

用达到鼎盛,在色彩、数量和质量上都远超前代,并成

为等级象征。《明会典》记载:“凡在京营造,合用砖瓦,

每岁于聚宝山置窑烧造。其大小、厚薄、样制及人工,

芦柴数目俱有定例。”[4]清代琉璃瓦的制作工艺及形制

基本沿袭明代做法,宫殿及园林皆多使用琉璃瓦。

明代正处于我国琉璃瓦烧制工艺、技术及应用空

前发展的阶段,其琉璃技术对后代琉璃生产有着深远

的影响。明代三都分别是明南京、北京和中都凤阳,三

座都城的建筑琉璃瓦代表了明初不同时段琉璃技术的

最高水平。笔者以明中都及南京明故宫出土琉璃瓦胎

体的化学组成、烧成温度、吸水率和物相组成的科技检

测分析为基础[5],着力将研究结果与北京故宫明代琉

璃瓦既有研究数据加以比较,探究其共性和差异,有助

于了解明代三都建筑琉璃瓦的制作工艺水平及发展过

程,并可为建筑保护修缮施工中琉璃瓦的制备提供参

考信息。

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·25·

* 基金项目:安徽省社会科学创新发展研究课题“考古视域下明中都的传承与创新研究”(项目编号:2022CX153);故宫博物院重点课题“明中都

遗址与紫禁城比较研究———以宫殿考古为中心”(项目编号:202100491)。

作者简介:杨桂美(1984-),博士,讲师;主要从事古建筑材料的科技考古研究。

1 明代三都琉璃瓦胎体信息比较

根据检测结果,结合北京故宫既有的研究数据,可

从物理性能、物相结构、烧成温度和化学组成4个方面

对明代三都琉璃瓦的胎体工艺进行初步的比较。其中

物理性能比较可以体现三都琉璃瓦烧成后的产品质量

差异,物相结构、烧成温度和化学组成则可从原料选

择、加工和烧制过程等方面反映三都琉璃瓦胎体工艺

的异同。

1.1 物理性能比较

表1 明代三都琉璃瓦样品胎体的吸水率、显气孔率、体积密度

遗址

样品

编号

吸水率

(%)

显气

孔率(%)

体积

密度(g/cm3)

凤阳明中都

(FMZD)

FMZD-49 18.72 32.33 1.73

FMZD-85 13.04 21.81 1.67

FMZD-88 13.63 23.15 1.69

FMZD-95 21.56 36.51 1.69

FMZD-99 24.74 40.77 1.65

FMZD-116 19.27 30.92 1.60

FMZD-119 19.11 32.29 1.69

南京明故宫

(NMGG)

NMGG-1 12.65 21.23 1.68

NMGG-3 11.42 19.24 1.68

NMGG-4 12.76 21.48 1.68

NMGG-5 14.60 24.87 1.70

NMGG-6 11.88 19.83 1.67

NMGG-10 12.19 20.42 1.67

NMGG-14 11.77 19.60 1.66

北京故宫

(BJGG)

143-3 14.54 27.55 1.90

143-4 17.97 31.75 1.77

143-5 17.47 31.18 1.79

143-6 20.36 34.56 1.70

143-9 15.15 28.63 1.89

143-11 14.82 28.11 1.90

物理性能体现在吸水率、显气孔率、体积密度等方

面。从测试结果看,明中都琉璃瓦样品胎体吸水率为

13.04%~24.74%,平均值为18.56%;显气孔率值为

21.81%~40.77% ,平均值30.91%;体积密度平均值

为1.67g/cm3。南京明故宫琉璃瓦样品胎体吸水率为

11.42%~14.60%,平均值约为12.02%;显气孔率值

为19.60%~24.87%,平均值为20.96%;体积密度平

均值为1.68g/cm3。根据北京故宫明代琉璃瓦既往检

测结果,其样品胎体吸水率14.82%~20.36%,平均值

为16.72%;显气孔率值为28.11%~34.56%,平均值

为30.30%;体积密度平均值1.79g/cm3(见表1)。

对比显示,南京明故宫琉璃瓦样品胎体的吸水率

和显气孔率数据相对集中,高低变化幅度不大,且显著

低于明中都和北京故宫样品。明中都样品的吸水率和

显气孔率数据分散,高低变化幅度最大。北京故宫样

品的吸水率和显气孔率数据高低变化幅度大于明故

宫,小于明中都,其数据与明中都的部分样品数据重

合,处于明中都样品数据包含的区间之内。其吸水率

值约相当于明中都的较低水平,显气孔率值相当于明

中都的中等水平。体积密度方面,北京故宫样品的体

积密度相对较高,南京明故宫与明中都样品的体积密

度基本相当(见图1)。

由此可见,从琉璃瓦烧成后胎体的质量表征看,南

京明故宫的琉璃瓦胎体气孔更少,吸水率更低,在三都

琉璃瓦中质量最优。明中都琉璃瓦样品不同个体之间

的胎体物理性能差异较大,存在质量上良莠不齐的现

象。北京故宫琉璃瓦胎体质量表现为明中都样品的中

上水平。

图1 明代三都琉璃瓦胎体的吸水率和显气孔率对比图

1.2 物相结构比较

通过 X射线衍射分析,明中都和明故宫的琉璃瓦

样品的胎体物相组成相似(见图2),尽管明中都样品

胎体中还含有极少量的钠长石和伊利石,其主要成分

仍为石英,含杂质较少,体现明中都和南京明故宫琉璃

瓦样品胎体的原料可能本身较为纯净或经过了精细加

工、筛选。而康葆强等的研究显示,北京故宫神武门琉

璃瓦样品胎体的物相组成较为复杂,除石英之外,还含

有莫来石、钠长石、金红石,且个别样品中还含有脱水

叶腊石和伊利石[6]。

1.3 烧成温度比较

·26· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

图2 明中都和南京明故宫琉璃瓦样品胎体的 X射线衍射图谱

热分析显示,明中都和南京明故宫琉璃瓦样品的胎体

烧制温度相差不大,基本都在1000℃左右(见图3)。

而康葆强等通过物相结构分析,认为北京故宫神武门

胎体中含有脱水叶腊石和伊利石的琉璃瓦的烧成温度

也应略低于1000℃,其他琉璃瓦因都含有钠长石,其

烧成温度也应低于1120~1250℃。由此可见,三者

琉璃瓦样品胎体的烧成温度都在1000℃左右。

1.4 化学组成比较

我国古代建筑琉璃瓦和陶瓷的胎体化学成分一般

是由 主 要 成 分 Al2O3、SiO2 和 助 熔 剂 Na2O、K2O、

MgO、CaO、TiO2、Fe2O3 等组成。由于制胎原料的选

择和加工不同,胎体的化学组成会有一定差异。

测试结果显示,明中都琉璃瓦样品的胎体原料主

要由 61.99% ~73.3% 的 SiO2、19.01~24.68% 的

Al2O3、1.9%~3.28%的 K2O 以及2.67%~6.32%的

Fe2O3 等组成,南京明故宫琉璃瓦样品的胎体原料主

要由65.22%~71.23%的 SiO2、19.73%~24.91% 的

Al2O3 、3.11%~4.21%的K2O和1.49%~2.15%的

图3 明中都和南京明故宫琉璃瓦胎体的烧成温度图

Fe2O3 等组成(见表2)。就已发表的材料看,北京故

宫神 武 门 明 代 琉 璃 瓦 的 胎 体 中 含 有 约 60.76% 的

SiO2、28.35% 的 Al2O3、3% 的 K2O 以 及 1.41% 的

Fe2O3 等(见表3)。另外,根据丁银忠等学者的研究,

南京大报恩寺琉璃瓦胎体中含有约70.71%的 SiO2、

19.66%的 Al2O3、4.08%的 K2O 和1.84%的 Fe2O3,

安徽当涂琉璃窑出土的琉璃构件胎体含有约69.6%的

SiO2、20.52% 的 Al2O3、3.89% 的 K2O 和 1.86% 的

Fe2O3,与南京明故宫样品数据基本一致。

相比较可见,明中都琉璃瓦样品胎体的 Al2O3、

Na2O、CaO 的 含 量 与 南 京 明 故 宫 样 品 基 本 一 致,但

SiO2 含量值浮动幅度更大,且明中都琉璃瓦样品胎体

的Fe2O3 含量显著高于南京明故宫和北京故宫样品。

与明中都和南京明故宫相比,北京故宫神武门明代琉

璃瓦样品胎体的SiO2 含量所占比例略低,Al2O3 含量

所占比例则偏高。

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·27·

表2 明中都和南京明故宫琉璃瓦胎体主次量元素成分表(%)

Site SampleID Na2O MgO Al2O3 SiO2 K2O CaO TiO2 Fe2O3

凤阳明中都

(FMZD)

FMZD-22 0.66 1.16 20.08 69.86 2.14 0.21 0.73 4.16

FMZD-23 0.44 0.88 21.67 68.78 2.58 0.17 0.66 3.82

FMZD-27 0.5 1.06 20.92 69.89 2.39 0.22 0.69 3.33

FMZD-28 0.03 0.87 19.93 72.3 1.94 0.19 0.75 2.99

FMZD-30 0.85 1.51 20.87 69.38 2.39 0.27 0.66 3.07

FMZD-33 0.48 1.27 22.36 67.96 2.84 0.23 0.71 3.16

FMZD-36 0.38 1.02 20.07 70.22 2.94 0.17 0.75 3.45

FMZD-39 0.03 0.95 19.5 71.8 2.66 0.24 0.62 3.2

FMZD-40 0.78 1.14 21.44 69.18 2.88 0.20 0.69 3.40

FMZD-48 0.42 0.95 21.79 68.72 2.58 0.23 0.67 3.63

FMZD-49 0.64 0.81 19.49 72.79 1.96 0.25 0.61 2.45

FMZD-85 0.2 1.05 21.65 66.44 3.17 0.32 0.57 5.6

FMZD-86 0.33 0.97 20.79 70.71 2.15 0.25 0.63 3.17

FMZD-87 0.33 1.13 21.1 69.9 2.44 0.32 0.62 3.17

FMZD-88 0.2 0.84 18.69 72.79 2.33 0.19 0.69 3.27

FMZD-95 0.93 1.74 23.26 62.53 3.28 0.37 0.56 6.32

FMZD-96 1 1.73 23.98 61.99 3.09 0.39 0.65 6.17

FMZD-98 0.54 1.8 24.68 62.03 3.14 0.45 0.61 5.76

FMZD-99 0.5 1.54 24.48 62.49 2.93 0.67 0.61 5.77

FMZD-111 1.25 1.71 23.31 62.63 2.94 0.42 0.61 6.14

FMZD-116 0.43 0.89 20.61 69.39 2.38 0.28 0.73 4.29

FMZD-119 0.5 0.72 19.46 72.39 2.08 0.21 0.81 2.84

FMZD-120 0.03 0.85 20.34 72.01 2.22 0.25 0.63 2.67

FMZD-121 0.42 0.83 19.01 73.3 1.9 0.22 0.65 2.69

FMZD-122 0.53 0.85 22.1 68.43 2.52 0.18 0.8 3.6

FMZD-124 0.3 0.84 20.69 70.35 2.44 0.19 0.66 3.53

FMZD-126 0.48 1.35 23.06 64.23 3.23 0.44 0.6 5.59

FMZD-127 0.6 1.07 24.21 65.76 2.59 0.19 0.72 3.86

FMZD-128 0.7 0.92 21.38 69.4 2.35 0.32 0.61 3.32

FMZD-131 0.49 1.04 24.88 64.76 2.72 0.18 0.7 4.24

南京明故宫

(NMGG)

NMGG-1 0.33 1.08 23.41 67.46 3.81 0.32 0.74 1.86

NMGG-3 0.99 1.13 21.11 69.54 3.62 0.28 0.56 1.77

NMGG-4 0.79 1.04 21.24 70.18 3.44 0.24 0.4 1.67

NMGG-5 0.38 0.94 23.22 68.36 3.11 0.38 0.66 1.95

NMGG-6 0.49 1.75 24.91 65.22 3.38 0.38 0.73 2.15

NMGG-7 0.67 1.2 22.41 68.04 4.21 0.27 0.51 1.69

NMGG-8 0.78 0.91 22.44 69.06 3.48 0.29 0.55 1.49

NMGG-9 0.8 0.8 19.73 71.23 3.72 0.22 0.85 1.64

NMGG-10 0.94 1.2 22.33 67.74 4.07 0.3 0.59 1.82

NMGG-11 0.54 0.96 21.28 69.41 4.17 0.31 0.69 1.64

NMGG-13 0.78 1.04 24.04 66.05 4.34 0.31 0.48 1.95

NMGG-14 0.86 1.17 21.65 68.51 4.05 0.24 0.76 1.76

NMGG-15 0.51 0.96 23.54 67.15 4.14 0.29 0.59 1.82

·28· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

表3 北京故宫神武门明代瓦件胎体的元素组成(%)

Site SampleID Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 MnO Fe2O3 烧失

南京明故宫

(NMGG)

143-11 2.18 0.48 28.62 60.62 0.07 2.88 0.82 1.22 0.02 1.39 1.52

143-3 2.14 0.50 28.31 60.80 0.07 2.88 0.85 1.19 0.02 1.43 1.61

143-5 2.12 0.45 28.52 60.86 0.06 2.96 0.70 1.21 0.02 1.36 1.54

143-6 1.91 0.56 28.08 60.82 0.07 3.21 0.86 1.21 0.02 1.48 1.58

143-9 2.11 0.51 28.23 60.69 0.07 3.06 0.93 1.20 0.02 1.41 1.57

为了更加直观地分析明代三都建筑琉璃瓦胎体化

学组成 的 异 同,对 胎 体 中 Al2O3、SiO2、Na2O、K2O、

MgO、CaO 进行因子分析,KMO=0.67,符合因子分

析的条件。因子1和因子2的累积贡献率为82.35%,

因子1贡献率58.83%,因子2贡献率23.52%。

因子分析显示,北京故宫明代琉璃瓦样品的胎体

化学组成与凤阳、南京二处琉璃瓦样品胎体化学组成

分布在不同区域且相距较远,表明北京故宫明代琉璃

瓦所用胎体原料与凤阳、南京二处显著不同(见图4)。

南京明故宫琉璃瓦胎体样品的化学组成与凤阳明中都

琉璃瓦样品的部分胎体化学组成有共同区域,体现两

者琉璃瓦的胎体原料成分方面存在较多一致性。为进

一步区分三都琉璃瓦样品胎体的元素组成差异,本文

对性质相似的元素做了散点图加以分析。

图4 明代三都琉璃瓦样品胎体主次量元素组成的因子分析

散点图显示(见图5),无论是 Al2O3、Na2O、MgO

还是 TiO2 的含量,北京故宫琉璃瓦胎体的数据点与

南京、凤阳样品的数据点在分布上都相距甚远。北京

故宫琉璃瓦样品胎体中 Al2O3 的含量远高于南京、凤

阳样品,SiO2的含量则相对偏低,这与我国古代陶瓷中

北方胎土的“高铝低硅”的特征一致,表明其胎料来源

应为我国北方的高铝质粘土。且北京故宫琉璃瓦样品

胎体中 Na2O、CaO 及 TiO2 的含量也显著高于南京、

凤阳样品,亦符合我国北方的粘土一般在化学组成上

含 Al2O3、TiO2 和有机物较多,含游离石英和铁质较

少的特点[8]。有学者研究进一步提出,北京故宫明清

时期的琉璃瓦原料是来自于北京门头沟的煤矸石,这

种原料是以塑性较好的高岭土以及累托石粘土矿物为

主,并且还有一定量的有机质,具有很好的可塑性和成

形性能[9]。

图5 明代三都琉璃瓦样品胎体组成元素的散点图

2 相关问题探讨

琉璃瓦胎体是由坯土原料经过晾晒、粉碎、陈腐、

练泥、成形等一系列程序后,进行高温素烧而成。其物

理性能、物相结构、烧成温度以及原料的化学组成都从

不同角度反映了琉璃瓦胎体的制作工艺信息。相对而

言,凤阳、南京二都距离较近,且在建造时间上有交叉、

延续,两者共性较多。但可能是由于原料获取和加工

等环节的人为因素,使得凤阳、南京二都琉璃瓦样品胎

体的 K2O 和 Fe2O3 含量也有着明显差异。明中都样

品的 K2O 含量低于南京样品,Fe2O3 含量显著高于南

京样品。偏低的 K2O 含量使得明中都样品胎体中助

熔剂(Na2O+K2O+CaO+MgO)的含量稍低于南京

明故宫样品胎体助熔剂的含量,这样一来,要获得与南

京明故宫琉璃瓦同样质量的胎体,明中都琉璃瓦就需

要更高的烧成温度。但由于二者的实际烧成温度几乎

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·29·

一致,因此,明中都的琉璃瓦相对明故宫琉璃瓦在胎体

的致密性上稍弱,吸水率和显气孔率均高于后者。

Fe2O3 不仅是助熔剂,也是呈色剂,明中都琉璃瓦

样品的胎体因 Fe2O3 的含量较高使得胎色多呈砖红

色,南京明故宫和北京故宫琉璃瓦样品的胎色则多呈

灰白色。根据 Fe2O3 的不同含量,明中都琉璃瓦样品

约可分为两组(5.59% ~6.32% 和 2.69% ~4.29%)。

前组样品以 FMZD-85、FMZD-95~111、FMZD126 为 代 表,不 仅 Fe2O3 含 量 显 著 偏 高,且 MgO、

Al2O3、K2O、CaO 的含量也相对高 于 其 他 明 中 都 样

品,而SiO2 含量则相对偏低,更接近于北方“高铝低

硅”土质的特点。后组样品除 Fe2O3 略高外,其他化

学成分的含量则与南京明故宫样品接近。因此进一步

推测,明中都琉璃瓦的胎体原料产地应不止一处,其中

有一部分可能和南京明故宫样品的原料产地接近,来

自于南方地区;另有一部分则可能来自于相对偏北的

地区。

明代《天工开物》记载:“若皇家宫殿所用,大异于

是。其制为琉璃瓦者……其土必取于太平府(今安徽

当涂)”,《明会典》亦记载:“如烧造琉璃砖瓦所用白土,

例于太平府采取”,均明确提到皇家宫殿建筑所用琉璃

瓦的土料来源于安徽当涂。丁银忠等根据化学组成分

析指出南京大报恩寺及明故宫太庙的琉璃瓦胎体原料

就来自安徽当涂,且皆是用风化的瓷石烧制[7,10]。图

4、5均显示,南京明故宫和明中都样品在数据分布上

有共同区域,且明中都样品的数据分布区域相对分散。

结合南京明故宫和明中都的建造时间分析,明中都的

主要建设 活 动 集 中 于 洪 武 二 年 到 八 年 (1369~1375

年),是明朝建国后第一个都城营建项目,各项工程管

理制度尚不健全,琉璃瓦可能有多个来源地,由于地质

环境、加工过程、窑温等因素,导致其琉璃瓦胎体的化

学组成也有所不同。南京明故宫初建于元至正二十六

年~二十七年(1366~1367年),中都罢建后又经过三

年(1375~1377年)的大规模改造才具备都城规模,其

建造年代和明中都有交叉、延续,在两者琉璃瓦的烧制

工艺方面也体现出了共性和延续性。且经过中都建设

的经验积累后,改造南京时琉璃瓦的烧造制度也更加

健全,琉璃瓦的原料来源可能相对更为集中和固定。

北京故宫始建于永乐十五年(1417年),与南京、凤阳

在时间和空间上均相距较远,因此在琉璃瓦胎体原料

的来源方面与凤阳、南京完全不同。

3 结语

笔者研究的明代三都琉璃瓦样品在胎体物理性能

方面差异不大,胎体烧成温度基本都在1000℃左右,

体现出三都在琉璃瓦烧制工艺上的延续性。南京明故

宫琉璃瓦样品胎体的吸水率及显气孔率低于明中都和

北京故宫的样品,表明南京明故宫琉璃瓦样品的胎体

致密,孔隙较少,成品质量更优,这和其所选取的原料

及加工过程有关。三都建筑琉璃瓦样品在胎体原料选

取及加工方面都较为精细,明中都和南京明故宫琉璃

瓦胎体的物相组成较为接近,可能原料来源一致或者

离得较近。明中都和南京明故宫在营建时间上有交叉

和延续,且二都距离较近,两者琉璃瓦的胎体化学组成

也表现出在原料来源和制作工艺上具有渊源关系,当

涂可能是二者共同的原料来源地,但明中都建筑琉璃

瓦胎体的原料应还有其他来源地。北京故宫明代琉璃

瓦样品的物相成分复杂,含有的矿物种类较多,与南

京、明中都样品存在区别显著,其胎体的化学组成与明

中都和南京明故宫也有明显差异,其原料具有显著的

北方地域特点。

参考文献

[1] 中国建筑工业出版社,中国硅酸盐学会.硅酸盐词典

[M].北京:中国建筑工业出版社,1984.

[2] 魏征.隋书(何稠传)[M].北京:中华书局,1973.

[3] 宋濂.元史(百官志)[M].北京:中华书局,1976.

[4] 申时行.明会典[M].北京:中华书局,1989.

[5] 杨桂美,杨玉璋,姚政权,等.凤阳明中都遗址出土琉

璃瓦胎体制作工艺研究[J].光谱学与光谱分析,2019(4):1280

-1287.

[6] 康葆强,王时伟,段鸿莺,等.故宫神武门琉璃瓦年代

和产地的初步研究[J].故宫学刊,2013(2):234-241.

[7] 丁银忠,段鸿莺,康葆强,等.南京报恩寺塔琉璃构件

胎体原料来源的科技研究[J].中国陶瓷,2011(1):70-75.

[8] 李家驹.陶瓷工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,

2006.

[9] 段鸿莺,康葆强,丁银忠,等.北京清代官式琉璃构件

胎体的工艺研究[J].建筑材料学报.2012(3):430-434.

[10] 丁银忠,李合,段鸿莺,等.南京大报恩寺塔建筑琉

璃构件的科技研究[J].南方文物.2013(2):81-84.

·30· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

浅析施工阶段工程变更索赔及成本控制

*

孙 霞

(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司 太原 030000)

摘 要 随着全国工程建设规模的不断扩大,工程行业对工程建设的效益愈发重视。然而,在维护工程建设经济效益的

过程中,工程索赔及工程变更问题通常会使工程的经济出现一定亏损,导致成本管理与控制工作难以协调后期的成本支

出与核算。对此,笔者通过分析工程变更及索赔对工程成本控制造成的影响,并探索在新时期下能够有效应对成本管控

问题的有效策略。

关键词 工程索赔 成本管控 工程变更 管控机制

中图分类号:TU723.3 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0031-04

在工程施工方案的建设前期,参投部门通常会对

工程项目的成本投入进行大致的预算分析,以便于为

后期的施工成本管控指导明确的方向。然而,由于工

程变更及索赔问题在工程建设期间愈演愈烈,导致项

目方在管理工程成本期间的工作愈发复杂,为了应对

该问题,项目方必须完善施工合同机制、成本管控技

术,加大对成本风险问题的治理与防治力度,才能改善

工程项目的成本管理工作环境

1 施工阶段的工程变更索赔概述

在工程建设的施工阶段中,工程项目时常会因一

些不可抗拒的因素,导致原施工计划无法正常进行,而

该现象也被称之为工程施工阶段的“变更设计”。而从

工程变更设计的定义来,工程的变更主要表现为因施

工条件与设计图纸不符,致使工程实施方向出现变化;

因工程质量或安全等因素,致使工程施工阶段需要进

行项目增减而出现施工变更;因政策和社会适应性导

致工程需进行增设或调整,导致工程内容出现变更。

其次,从工程索赔方面来看,由于以上因素致使工程施

工产生变更,则需要根据工程变更的实际情况,确定由

一方向另一方进行相应的工程赔付,从而维护其在参

与工程项目建设时的经济权益。在此过程中,索赔方

式及索赔内容需要参考工程项目合同、地方工程建设

政策、法律法规等提出的索赔说明,确保索赔条件合理

且充足,才能够随之执行赔付工作。因此,工程变更索

赔实际上是调和工程项目利益关系的关键方法,同时

也是挽回工程成本损失的重要手段,对于工程成本控

制而言具有重要作用。

2 工程变更索赔目的及成本控制目标

2.1 按需补偿工程建设额外成本

受到环境、施工条件及政策等因素的影响,一些工

程在施工阶段出现不可避免的工程变更现象,在此期

间,项目承包方与施工方以合同条款为根据,向业主方

提出施工变更项的额外费用补偿,这有利于填补工程

建设额外成本的空缺部分,保障承包方与施工方的效

益。以某建筑工程的施工变更索赔事件为例:受到施

工原定计划变更的影响,承包方需要根据工程建设要

求,新增一处建筑设施的建设任务,而在该情况下,业

主方按照合同标准对该工程的额外成本进行补偿与赔

付,赔付内容包括:补偿额外所需的人力建设资金163

700元、施工材料成本 539360 元、设计费用 116850

元、设备租 赁 费 用 267300 元 以 及 其 他 费 用 398530

元;补偿承包方及施工方时间损失,根据工程建设的额

外部分来推算预计工期,对延期部分按照86930元/d

的赔付量进行延期补偿;补偿工程变更的风险防控费

用,业主方按照工程规模及工程性质,提供一定的风险

保证金用于分摊额外工程的建设风险。通过补偿工程

建设的额外成本,才能维持业主方与承包方之间的合

作关系,并保护双方的利益不受严重影响。

2.2 工程变更索赔下的成本控制目标

2.2.1 保障工程变更审查的合理性

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·31·

* 作者简介:孙霞(1989-),本科,工程师;主要从事经济管理工作。

审查工程变更所需的额外成本投入时,业主方及

承包方需将保障审查过程合理性作为首要的工作目

标,确保审查过程及程序的合法性、必要性,借此来避

免不必要的工程变更或相关费用的增加。而根据 GB

55032-2022建筑与市政工程施工质量控制通用规范

的审查管理要求,统计工程变更所造成的额外成本时,

各项成本的计算方法应当参考市场实际的成本标准,

或者按照正式进行变更施工时的市场成本标准进行成

本统计,才能保障索赔费用的成本管理精确化。

2.2.2 协商并确定工程变更范围

如果工程建设在施工阶段受到外界因素的影响,

而出现工程变更的现象,则承包方与业主方需要共同

进行协商,将控制工程变更范围作为一项重要的成本

控制目标,使工程变更下的额外成本及时间的损耗能

够降到最低。例如,某高层建筑的建筑工程施工需对

23#17层及其以上的墙体布局进行变更施工,并按照

合同要求由甲方承担工程变更费用,向乙方赔付一定

的金额用于继续施工。而在工程变更的范围计划阶

段,双方围绕变更成本、时间及资源需求对变更范围进

行规划,确定以同期工程中的1~10层施工成本为参

考,将原先所需拆除的墙体数量由43%缩减为17%,

并保障新墙体布局,不会影响施工方案原定的建筑受

力结构。通过确定工程变更的具体范围,并尽可能地

降低变更工程的实际工作量,这对于变更工程建设时

的成本控制起到一定的导向作用。

3 工程变更索赔的成本控制原则

3.1 以合同条款为依据规划索赔事项

通过将合同条款作为工程变更索赔管控的依据,

有利于妥善处理索赔双方的关系,并且优化后续的工

程变更设计方案,对成本控制工作的实施铺平道路。

为此,索赔双方需要关注以下基本原则,合理规划索赔

的具体事项:首先,工程项目的合同条款中包含对索赔

定义、程序、时限以及要求的附注说明,该部分内容应

当作为变更索赔下进行成本控制的参考内容。如表1

所示,某工程项目的承包合同中对工程变更索赔的条

款作出详细说明,当实际的变更原因符合条款内容时,

业主方再根据承包方赔付工期成本、利润成本以及造

价费用等,这对于保障工程变更索赔成本控制的公平

性具有重要作用。其次,索赔双方应当参照合同条款

的相关规定,确定索赔的主要类型,这样才能够避免在

核算费用阶段出现管理歧义,从而保障索赔的合法性

及可接受性。例如,按照 GB50500-2013建设工程

工程量清单计价规范的管理要求,基于工程变更的索

赔类型可以分为费用索赔、工期索赔、利润损失索赔、

暂停工作索赔等,以这一类索赔类型为核心,索赔双方

需根据工程的实际施工情况,在合同规定的程序下提

供索赔的文件及证据,从而明确达到双方要求的索赔

类型规定,保障索赔的合法合规。

表1 合同下的承包商索赔条款

索赔

条款

工程变更原因 可赔付内容

1 1.9

施工 图 纸 发 放 延 误 施

工进度

工 期 成 本;利 润 成

本;造价费用

2 2.6

不可 抗 力 事 件 影 响 施

工

工 期 成 本;利 润 成

本;造价费用

3 3.3

气候 及 不 可 预 见 条 件

影响进度

工 期 成 本;造 价 费

用

4 3.7

承包 商 提 供 工 程 信 息

错误影响施工

工 期 成 本;造 价 费

用

5 4.2

公共 当 局 影 响 正 常 施

工

工 期 成 本;利 润 成

本;造价费用

6 4.9(a) 竣工条件受到干扰 工期成本;

7 5.0

政策 影 响 施 工 正 常 进

行

工 期 成 本;造 价 费

用

8 5.7

市场 价 格 变 化 增 加 成

本

工 期 成 本;造 价 费

用

3.2 完善工程变更索赔的基础条件

在正式实施工程变更索赔之前,索赔双方需协商

并预备好索赔工作所需的基础条件,保障索赔工作能

够在预定的时间内完成,并有序协调额外的工程建设

工作,提高工程变更索赔及继续实施施工的实效性。

首先,索赔工作的展开需要有具体的依据作为支持,才

能保障索赔工作的可信度,而按照一般工程变更索赔

的实际要求来看,工程变更文件、变更作业通知、工程

记录、双方沟通记录及成本记录等都能够作为支持索

赔事项的强有力依据,通过完善一系列文件与资料,工

程变更索赔工作才能够有序展开,并且维护工程变更

间的成本控制效益。其次,索赔双方应当按合同条款

要求,提前编制好索赔金额的计算方法,并综合考虑成

·32· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

本费率、单价成本及补偿成本等因素的影响,保障最终

统计的索赔金额能够合法合规。例如,某工程项目在

施工阶段的工程变更中,对人工成本的索赔金额计算

采用实际成本法分析得出,计算方法如式(1)所示,通

过考虑索赔过程的直接与间接成本情况,承包方分析

得出人工索赔成本的费率单位,并且再通过考虑加班

费率、工种条件、特殊工况等因素的影响,计算得出工

程变更下所需的实际人工成本索赔标准。

Ac=T×

Ca

H

式中:Ac———变更工程下的单位人工赔付费用;

T———额外人工工时数量;

Ca———工程变更下的总人工费用;

H———工程变更下的总人工工时。

3.3 保障工程变更索赔的审批与执行效率化

基于工程变更索赔工作的要求,业主方与承包方

需要在索赔阶段进行过程监管与分析工作,确保工程

变更索赔的审批与执行能够保持高度的工作效率。参

考某工程在变更索赔期间的做法:首先,施工方或承包

方对工程变更前后的工程数量进行详细对照,借助对

照数据逐一审批变更项目对应的成本预算信息,为保

障成本控制工作的顺利展开奠定基础,实现索赔阶段

成本控制的降本增效。如表2所示,表中数据经统计

与对照,确定为工程变更下的主要成本控制项目,并且

由工程项目所对应的监理及业主方进行审批,最终再

进行实际的费用赔付。其次,在审批执行阶段,施工

方、承包方等应当对工程变更下的成本方案进行重新

规划,选取其中经济效益较高的施工方案进行重新施

工。如:在耗材方面,分析工程变更下是否能够以最小

的代价来减少新耗材的使用,并继续应用原施工方案

及准备的施工耗材进行变更施工,降低耗材在工程变

更下的成本支出。

表2 工程变更索赔的审批项目

变更项目 变更增减数量 原施工图设计数量

1 承重墙(m2) 936.7 676.86

2 悬挑结构(m2) 126.4 100.45

3 地板(m2) 1127.95 978.41

4

电梯井

混凝土堰(t)

896.5 807.97

5 屋面结构(m2) 346.75 324.59

6 封底承重板(m2) 960.37 904.83

4 工程变更索赔的成本控制技术创新

方法

4.1 利用多元化工具统计变更信息

在一些工程变更的成本审计阶段,由于工程变更

内容及变更项目十分复杂,导致变更信息的统计难点

较高,最终反应的成本数据也无法对工程变更下的成

本控制起到促进作用。为了有效应对该问题,施工方

及承包方可以采用多元化的统计与工程模拟工具,如

BIM 建筑信息模型、Primavera造价工具等来实现工

程变更项目的可视化,并从可视化模型中统计出需要

变更的施工信息。以某建筑工程项目的工程变更审批

方法为例:首先,通过利用 BIM 模型技术,施工单位及

时模拟出需要量化成本的建筑信息模型,并分别列举

出该工程建筑结构(墙体、梁柱等)、管道线路等方面存

在的变更需求,这样一来,工程变更下需要调整的施工

内容便能够一目了然,这对于后期成本统计与方案规

划具有一定的参考作用。其次,该施工单位通过使用

Primavera造价模拟工具,并根据建筑信息模型提供

的建筑面积、建筑材料、施工工艺等信息数据,模拟出

每一处变更位置所需投入的额外造价成本,为工程变

更索赔及成本控制列举出具有参考价值的成本方案。

4.2 创新清单计价方式用于实现成本控制

为了节约工程变更索赔造成的成本亏损,索赔双

方应当打造出合适的清单计价方式,用于统计索赔中

的具体施工项目价额指标,提高索赔下的额外成本利

用效率。参考某工程项目的做法:如表3所示,施工方

基于单位清单定额的方式,对工程实际变更的数量进

行逐一计价,并且借助清单定额的数据库,围绕工程与

材料的单位成本计算出最终的索赔金额。以该方法得

出的索赔金额结果符合该地区工程行业及市场的定价

标准,因此能够被承包方及业主方所接受,同时也能够

保障该部分索赔金额在变更施工项目中的使用效益。

表3 清单定额计算索赔数额

变更项目 单位成本 变更数额指数 清单总额(元)

外墙砖 530(元/m2) 12.73 6746.9

墙体混凝土 240(元/m2) 11.5 2760

管道 460(元/m) 6.8 3128

内墙铺装材料 520(元/m2) 10.9 5668

钢筋混材 370(元/m2) 7.5 2775

(下转第91页)

(综述)2023年10月 陶 瓷 Ceramics ·33·

陶瓷片密封水嘴产品质量安全风险监测分析

*

柯志祥

(福建省产品质量检验研究院 福州 350025)

摘 要 针对陶瓷片密封水嘴产品质量研究主要集中于产品质量不合格原因分析的现状,笔者对福建地区不同品牌、不

同产地、不同价位的陶瓷片密封水嘴产品进行抗使用负载和抗安装负载指标测试,根据测试结果,确定该批次水嘴产品伤

害发生的严重程度判定为严重;对消费品危害等级划分为 M 级,为一般风险。同时,还分析了福建省陶瓷片密封水嘴目

前存在的主要问题,最后提出风险处理的意见和防护措施,以及今后对开展该类产品风险监测工作建议。

关键词 陶瓷片密封水嘴 产品质量 风险评估

中图分类号:TQ174.76 文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)10-0034-04

近年来,因水嘴断裂而使房屋遭水浸泡,造成消费

者财产损失的媒体曝光事件层出不穷。目前对于陶瓷

片密封水嘴的研究主要集中在分析水嘴质量不合格的

原因,如:管螺纹精度、金属污染物析出、表面耐腐蚀性

能、流量等,并且根据不同调研结果,提出了多种改进

质量建议措施[1~5]。有学者更进一步深入研究了陶瓷

片密封水嘴中所含的金属元素,并给出选购建议[6]。

温永汉等[7]则对比了国内外同类产品的质量,找出其

中的差距,并给出提升产品质量的建议。而陶瓷片密

封水嘴的抗使用负载指标体现了手柄的紧固性和安全

性,能很好的反映水嘴的质量;抗安装负载则是水嘴的

一个重要的装配使用指标。但抗安装负载和抗使用负

载这两个项目在国家监督抽查和省级监督抽查中均未

开展,故很有必要开展此类项目的风险排查。

为了解陶瓷片密封水嘴标准的执行情况和福建省

陶瓷片密封水嘴产品质量情况,笔者对福建地区生产

的陶瓷片密封水嘴品进行抗安装负载和抗使用负载项

目进行监测。通过对不同品牌、不同产地、不同价位的

陶瓷片密封水嘴产品进行测试,然后详细分析了目前

陶瓷片密封水嘴产品的测试结果和状况,分析了福建

省陶瓷片密封水嘴目前存在的主要问题,最后提出风

险处理的意见和防护措施,以及今后对开展该类产品

风险监测工作建议。

1 风险监测项目和相关标准分析

1.1 风险监测项目选择和致害机理分析

本次风险监测工作主要针对陶瓷片密封水嘴产品

的抗使用负载和抗安装负载项目进行风险监测。

抗使用负载这个指标则体现了手柄的紧固性和安

全性,抗使用负载不合格的产品手柄很容易脱落或者

断裂,容易造成人员受伤和水嘴漏水导致财产损失。

抗安装负载是水嘴装配使用的一个重要指标。不

合格的产品在安装测试过程中需要更大的扭力,且安

装过程可能出现裂纹,甚至破损,导致在使用时会可能

出现渗水现象。若水嘴存在隐藏裂纹,在水压突然变

大时,可能出现爆裂现象。

1.2 国内外标准比对分析

美国环保总署(EPA)饮用水安全法案要求水嘴

及其他用水装置必须符合 NSF/ANSI61-2012标准

第9部分的规定,从法律的角度来强调卫浴产品卫生

安全性的重要性。NSF 是公众健康和安全领域的全

球领导者,对卫浴产品卫生安全性做出明确的规定,要

求与饮用水接触的水嘴都要符合标准的要求。

WRAS是英国饮用水安全方面的认证,出口英国

的水嘴必须取得 WRAS的认证证书。其中材料认证

要求可能用于制造有关设备的材料都必须符合英国

BS6920:2000规定。规范限制了十几种重金属含量

(铅、铝、锑、砷、钡、铍、镉、铬、锰、汞、镍、硒、银、铁),还

规定了卫浴对水的气味、外观、微生物生长、及萃取物

中对人体的有害成分的含量限制。

日本水龙头标准规定与饮用水接触要求做JISS-3200-7-2009的浸出性能测试。该标准浸出测

·34· 陶 瓷 Ceramics (综述)2023年10月

* 作者简介:柯志祥(1986-),本科,助理工程师;主要从事水暖卫浴产品的检测。