◆磁砖的品质、制造过程及施工方式
- 前言
我们都知道，陶瓷技艺是我中华民族优良的传统文化，经过数千年来的发展，陶瓷器在我们的日常生活中已经占有很重要的地位。
所谓‘陶瓷器’就是使用粘土、长石、石英等许多种矿物，混合加工后，经过高温烧制，使各种矿物的成份重新结合成另一种物理特性的产品，依其使用范围可分为下列五种：
- 日用瓷：碗、盘、荼具等。
- 艺术瓷：花瓶、人像、装饰玩具等。
- 卫生瓷：洗面盆、浴盆、马桶等。
- 工业用瓷：
- 一般工业用陶瓷：高压碍子、纺织用梭子、耐火材料等。
- 精密陶瓷：太空科技耐高温矽片，以及目前高精密度的电子用陶瓷等。
- 建筑瓷：磁砖、红砖。
磁砖对于建筑物的功用：
- 美化、装饰建筑物。
- 延长建筑物寿命，避免受侵蚀、磨损。
- 具有不变色、不沾污等特性，节省建筑物维护费用。
- 增加建筑物的广告效果、容易整理、保持清洁等优点。
磁砖在我国国内的发展开始于民国40年代，刚开始时完全以手工方式制造，用古老烧制红砖的单独窑以及八卦窑，用木材、煤炭等燃料烧制，产品以小型马赛克为主。由于当时正逢抗战胜利初期，国内经济景气萧条，对磁砖需求不大，因此国内建筑瓷在40年代到50年代初期这十多年发展的速度相当缓慢，一直到50年代中期，磁砖业界开始启用隧道窑及半自动化的设备，燃料也改用天然气或燃料油，产品由小型马赛克进步到三寸六面砖，当时比较具有工业化型态的磁砖厂商也增加到10多家，到了50年代末期，国内磁砖平均耗用量已经超过日本、美国，以3.6寸面砖计算，美国当时平均每人每月大约耗用0.7片，日本大约1片，而我国已经高达1.7片左右。
到了60年代初期，国际间发生第一次石油危机以后，国内经济景气提升，生活水准也渐渐之提高，而磁砖市场受到欧洲，尤其是义大利进口大型磁砖的冲击，原本国产的小型马赛克，及3.6寸面砖己经无法满足消耗者的需要，因此本人目前所服务的精工陶瓷公司于民国66年在国内第一家引进欧洲及日本最新式全自动化的设备，生产大型全瓷化磁砖，其后从67年到目前8年之间陆续有20多家磁砖工厂，相继进口全套设备来制造大型磁砖，使我国磁砖的成长率超过义大利而成为世界上磁砖王国。
目前以大型地砖而言，保守的估计，每月生产量在300万平方公尺以上，也就是国人每人每月平均消耗量在1.5平方公尺以上，比民国60年代大约成长了80多倍，如果各位平时多留意的话，一定可以发现几乎所有的建筑物里里外外都看得到磁砖，在乡下甚至于天花板也贴磁砖，难怪我的一位外国朋友曾经告诉我说：‘台湾的磁砖厂商真幸运’，因为我国是世界上磁砖平均消费量最高的国家，而我国的消费者是世界上最喜欢磁砖的国民。
今天我们将分为三个单元来介绍磁砖这一种建筑材料：
- 磁砖的种类及品质。
- 磁砖的制造过程。
- 磁砖的施工方式。
- 磁砖的种类及品质：
磁砖在我国国家标准依照它的面积分为二种名称，面积在40平方公分以下的称为马赛克，40平方公分以上的称为面砖，而面砖适用于墙壁的叫壁砖，适用于地坪的叫做地砖。
依照我国国家标准，将磁砖的品质分为三大类，即陶质、石质、瓷质。
- 陶质磁砖：
数种原料混合加工成为坯土，经过1000℃～1050℃烧制以后，粉粒还没有熔合在一起，叫做陶质磁砖。
在品质特性方面它的吸水率壁砖20%以下、地砖16%以下，抗曲强度壁砖60kgf/cm、地砖100kgf/cm。陶质磁砖通常采用二次烧制，主要原料为含铝量较高的粘土，以及腊石、石灰石等，目前市面上常见的陶质砖砖有3.6寸面砖以及红底印花的地砖。
陶质磁砖因为所采用均为较次级原料，而且以1000℃左右较低温度烧制，各种原料粉粒还无法熔合在一起，所以坯体烧制后不会收缩，所以产品的规格尺寸达到一致，同时在低温烧制下，釉面发色较为鲜艳，此为其优点。
但是由于陶质砖坯体本身没有熔合，造成含有极大的吸水性，因此使用后，由于天候或建筑物结构体变动的影响，往往造成磁砖本身坯体与釉面因膨涨系数不同而形成龟裂，同时由于其坯体硬度不足磨耗率甚高，是陶质磁砖最大的缺点，因此陶质磁砖一般都限用于室内。
- 石质磁砖：
坯土经过1100℃～1200℃烧制以后，粉粒达到半熔合状态者，通常采用一次烧制，主要原料为粘土，少量长石。
石质磁砖的品质特性，它的吸水率在壁砖及地砖都必须在6%以下，抗曲强度壁砖120kgf/cm、地砖200kgf/cm以上，目前国内一般施釉地砖采用快速烧制的都属于石质磁砖。
快速烧成的磁砖发源于欧洲，以义大利及德国最具代表性，欧美对磁砖的观念，认为是一种消耗品，损耗了就该更换，因此不求品质如何精致，只求降低成本，所以发明快速烧制的方法来生产石质磁砖。
石质磁砖的优点是它能以一小时左右烧制完成，所以能大量生产降低成本，同时它的吸水率比陶质低，抗曲及耐磨耗率比陶质磁砖好。
然而石质磁砖也因为仍然有6%的吸水性，所以仍不适合于外墙使用，而其抗曲强度及耐磨耗性也不适合于室外地面或公共场所使用，所以石质磁砖通常仅用于一般建筑或居家的室内地坪。
- 瓷质磁砖：
坯土经过1200℃以上高温烧制以后，其原料各种成份达到完全熔合者，采用较高级粘土及大量长石、陶石，以一次烧制完成。
瓷质磁砖是目前世界上最高品质的磁砖，它的品质特性吸水率无论壁砖、地砖都必须在1%以下，抗曲强度壁砖180kgf/cm、地砖300kgf/cm以上，目前市面上少数二丁挂壁砖以及无釉石英砖属于瓷质磁砖，瓷质磁砖在世界上最具代表性的国家是日本，在国内唯一完全生产瓷质磁砖的工厂是本人所服务的精工陶瓷公司，日本人对磁砖的看法把它当做一种艺术品，必须精雕细琢除了品质好以外，外观、背面、包装都必须达到尽善尽美。
生产瓷质磁砖，因为要达到1%以下的吸水率，所以不能用1小时左右的快速烧制方式生产，必须采用传统的窑炉，利用20小时左右的时间，以1200℃以上高温才能烧制完成。到1988年，由于生产设备更进步，技术也提升，己经可以用60分钟的速度、1250℃生产出1%以下吸水率的瓷质磁砖，所以成本大幅下降。
所以从压制好的坯体到烧制完成会产生10%左右收缩率，因此产品规格尺寸公差较大，以及生产成本较高是瓷质磁砖最大的缺点，但是瓷质磁砖经过烧制以后，各种原料成分完全熔合在一起，它的吸水率在1%以下，甚至于达到完全不吸水，所以它可以不受任何天候变化而影响品质，它的耐磨耗以及最高的抗曲强度都是最好的，因此瓷质磁砖适用于任何内、外墙及地坪使用。
我们国家标准对磁砖品质的规定除了上述吸水率，以及抗曲强度之外，还有：
釉面磨耗量= 0.1g以下
耐酸碱性 = 10%盐酸溶液、10%氢氧化钾浸24小时无腐蚀
尺寸公差 = 50～160mm±1.0mm
160～500mm±1.5mm
背 沟 = 90O以下呈倒钓状，深度不得小于磁砖厚度之2%。
依磁砖的生产方式还可以分为干式成形与湿式成形二种，目前一般施釉石质地砖都属于干式成形，而外墙二丁挂磁砖则有约1/2是属于湿式成形，一般称为真空射出砖，依磁砖的性质，也可分为施釉磁砖与无釉磁砖二种，施釉磁砖是在磁砖坯体表面喷上一层釉药来增加其光泽、色彩与硬度。施釉磁砖通常用于壁砖，以及一般非公共场所的室内地坪。
无釉磁砖瓷质者目前市面称为石英砖，由于不施釉所以止滑，磁砖上下、里外都是同一色泽，所以耐磨。目前各先进国家的公共场所及室外地坪一律指定要用无釉磁砖，以达到止滑安全的效果，我国新建完成的世界贸易中心展览大楼地坪，也全部使用无釉石英砖。
- 陶质磁砖：
- 磁砖的制造过程：
各种磁砖的制造，除了为达到各种不同品质的要求，而必须选择不同的原料及使用不同的温度烧制之外，在制造过程中几乎大同小异，首先我们由原料处理方面开始介绍：
在土料方面：
陶质磁砖由于采用低温二次烧成产品，只要符合尺寸划一，不必瓷化，所以采用适合于1000℃～1100℃的主原料，石灰石、腊石以及高铝石的次级粘土。
石质磁砖，目前大部份采用快速烧成所以主原料除了粘土、长石以外还必须加入能使坯体耐急冷热的滑石等原料，而瓷质磁砖由于品质要求最严格，必须完全瓷化，因此必须采用较高级的粘土，以及大量的长石、陶石做为主原料，磁砖的坯土成分，以二氧化矽及三氧化二铝最多，陶质磁砖还各有一些氧化钙。干式成形的土料处理是将各种原料按照一定的比率加水，投入球磨机中经过10～20小时粉碎成含有约40%的泥浆，然后以喷雾式干燥机处理成2mm直经含有6%左右水分的粉粒，再经过24小时储存，就完成土料处理作业。
釉药就是施釉磁砖表面一层玻璃状有色薄膜，釉药原料通常分为熟釉与生釉二种，熟釉是原枓先经过煆烧成玻璃状，适用于低温及快速烧制，生釉则采用长石为主原料，适合于高温瓷质磁砖之用，各种釉药原料、色料，依一定比率加水投入球磨机，经过10～15小时粉碎成一种粒度极小的釉浆就完成釉药处理。
第二阶段是成形：
处理好的土料粉粒填入成形机的钢模，经过高压(300～400kg/cm2)压制成一定的形状就完成了成形手续。
如果是陶质二次烧制旳磁砖，即可进行第一次烧制成粗坯，如果是一次烧制，即送到第三阶段施釉。
第三阶段施釉：
经过成形压制后的坯体，或经过一次烧制后的粗坯，在涂布釉药的过程叫做施釉，我们利用喷漆的方式或流釉的方式，将处理好的釉药涂布于生坯、或粗坯上就完成施釉的过程，即可送去烧制，如果是无釉的石英砖，就可以免除施釉这一道手续。
施釉后的磁砖生坯，或无釉石英砖生坯在烧制过程中，目前采用二种窑炉，一种是传统式隧道窑，另一种是快速滚筒窑。传统隧道窑必须将磁砖装置于耐火道具上叠上台车30～50层经过20小时烧制，快速滚筒窑则磁砖直接在陶管上行走单层的一小时烧制。
任何形成均需预热、烧制、冷却的手续，出炉后经选别包装即是成品。
以上是磁砖大约的制造过程。
- 磁砖的施工方式：
一般磁砖施工方式最普遍的分为预铸法及压贴法两种，目前国内所采用的极大部分是压贴法。
所谓预铸法，系事先将磁砖固定于模型上，或着在施工现场将磁砖事先固定于板模上，并使用发泡塑胶等材料做间缝的固定材料，然后进行一般灌水泥浆的工作，脱模后不必再填缝，一般使用外墙。预铸法的优点：
- 磁砖与建筑物结构体紧密结合成一体。
- 不必打底、填缝，节省施工时间。
压贴法是将磁砖压入打底水泥浆中，再用木槌或镘刀敲击，使磁砖与水泥浆密切结合，待水泥浆硬化后，再进行填缝工作，目前国内磁砖施工几乎全部采用压贴法。
使用压贴法施工注意事项：
- 建筑物结构体打底应力求平整。
- 建筑物结构体在涂布水泥浆前应彻底清除杂物、灰尘，并使建筑物结构体充分吸收水份。
- 磁砖施工前注意背面是否清洁平整，如果是高吸水率产品，应先置于水中充分吸收水分，才能够达到充分接着的效果。
- 目前传统的压贴施工法喜欢在水泥浆里加入海菜粉，其实海菜粉的作用据悉只有延缓水泥的硬化时间，因此应按照一定的比率充分搅拌均匀在一个小时之内使用。
- 水泥浆加入海菜粉涂抹于建筑物结构体之后，根据研究资料它暴露于空气中的时间最好不要超过15分钟，如果超过这个时间海菜粉将在表面形成一层薄膜将使磁砖与建物结构体形成一层隔膜，无法紧密接合。
- 为了减少水泥浆暴露于空气中的时间过久，改良的压贴方法是水泥浆涂抹于建物结构体后，以齿状镘刀刮成横曲状条纹，然后在磁砖背面也涂抹上水泥浆，紧密填入背沟中，再压贴上去，并充分敲击发挥充分结合的效果。
