前言
随着景德镇陶瓷工业不断发展，当地陶瓷用原 料日益枯竭，大 多 陶 瓷 原 料 需 从 外 地 购 进，运 输 量 大，运输成本高。因此，我们尝试利用景德镇浮梁当 地工程建设大量废弃的黄土以及当地的红泥生产红 坯琉璃瓦。
本研究就是采用景德镇浮梁的黄土和红泥，就 地取材，利用工程建设项目土地平整多余的黄土和 开山修路的大量黄土，以及当地的红泥，作为生产琉 璃瓦的主要原料，生产满足市场需求的琉璃瓦产品。使得生产琉璃瓦的大部分原料在当地解决，减少了 原料的外购，减少了原料的运输距离，降低了琉璃瓦 生产成本，提高了产品的竞争力，提高了企业的经济 效益。同时还降低了工程建设项目废料对环境的污 染，改善了当地的环境。本研究通过大量的实验得 出合理的琉璃瓦配方，确定合理的生产工艺流程、工 艺参数和烧成制度，使生产的产品各项性能指标均 达到设计要求，完全满足客户的需求。企业生产琉 璃瓦的原料运输压力和产品生产成本将有大幅度的 降低。
1.黄土和红泥的特性
１．１ 黄土的特性
黄土的化学成分以ＳｉＯ２ 约占５０％左右、Ａｌ２Ｏ３ 约占２３％左右，ＣａＯ 约占１０％左右为主，其有机质 组分约占黄土总的化学成分含量的１％左右。黄土 化学成分中主要是二氧化硅、三氧化二铝、碱金属、 钙、镁、碳酸盐类，他们的含量相对较高，这是由于黄 土的化学组分与矿物成分基本一致的特点所造成 的，也反映了黄土形成过程中气候环境的特点。黄土是一种孔隙较多、胶结较弱的地质沉积物。景德镇地区黄土分布广泛，较多地面被黄土覆盖，景 德镇黄土的颜色淡黄或褐黄色、孔隙较大、结构比较 疏松、是直立节理（挤压时能保持直壁）、大多数含有 盐类（主要为碳酸盐与硫酸盐）、成分比较均匀无层 理和吸水后体现湿陷性等显著特点。景德镇黄土的 矿物组成中黏土矿物主要为蒙脱石、高岭石、绿高岭 石和水云母。细砂粒矿物主要为石英、长石和碳酸 盐。黄土黏土矿物成分和比例主要取决于黄土所在 的地域和形成的环境，由于各种黏土矿物与水的结 合状态不同，如高岭石和水云母等能促使黄土湿陷 的产生和扩展，其中蒙脱石、绿高岭石和水云母等具 有一定的膨 胀 性，影 响 了 湿 陷 过 程 的 进 一 步 发 展。黄土中９０％ 的 矿 物 主 要 是 石 英、长 石 和 云 母 等 组 成；黄土成分中的黏土矿物含量在１０％左右。景德镇黄土的性质表现为压密性、振陷性和湿 陷性等三个方面。黄土在重力荷载作用和含水后，均会发生振陷变形、湿陷变形和压密变形，振陷变形 与湿陷变形是在振动和浸湿的状态下产生的，从而 使黄土的结构遭破坏而发生较大湿陷，有时还可能 表现出黄土液化现象。黄土的湿陷性变形体现出突 变性、不可逆性和非连续性特点。黄土在一定压应 力作用下会显现出弹性变形、塑性变形和蠕变变形 等。因此，黄土加入琉璃瓦坯体中能提供一定的可 塑性和结合性。
１．２ 红泥的特性
红泥多含铁元素，在环境气候影响的土壤形成 过程中，土壤中活性矿物经历了长期淋溶过程，使得 土壤脱硅，铁铝的含量会相对较高。红泥是母岩经 历不同程度的地质化作用而形成的。不同地区、不 同母岩、不同气候条件会形成不同类型红泥，景德镇 浮梁红 泥 其 主 要 化 学 成 分 都 是 以 ＳｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３ 和 Ａｌ２Ｏ３ 为主，ＳｉＯ２ 为４７％左右，Ｆｅ２Ｏ３ 为７％左右， Ａ１２Ｏ３ 为２８％左 右，有 机 质 组 分 为４％ 左 右，烧 失 为１０％左右。大量试验表明，红泥的物理力学性质 具有以下特点：
⑴高塑性和分散性。颗粒较细而且 均匀，黏性颗粒含量很高，属于重黏土。
⑵含水率较 高，密 度 较 低。天然红泥的含水率—般 为 ３０％ 左 右；饱和度在７５％以 上；密 实 度 较 低，孔 隙 较 大，孔 隙比也大，一般都超过１．０。
⑶干燥强度较高，压缩 比较高。属于中等压缩性泥土。
⑷没有湿陷性，具 有明显的收缩性。红泥吸入水后，具有少量的膨胀 性，膨胀率小于２％，干 燥 失 水 后 收 缩 较 强 烈，原 状 红泥体积收缩率可以达到２５％，次生红泥可达４０％ ～５０％。红泥的主要特征是含铁、铝氧化物高，呈现 酸性和红色。红泥又称为红壤。一般红泥中四配位 和六配位的金属化合物很多，其中主要包括了铁化 合物及铝化合物。红泥铁化合物主要是褐铁矿与赤 铁矿等，红泥含赤铁矿特别多。红泥含铁量高，在普通陶瓷原料中是杂质，不能 使用。但在红坯琉璃瓦中能得到充分的利用，氧化 铁在红坯琉璃瓦中能起着很好的助熔作用，降低琉 璃瓦的烧成温度，氧化铁在红坯琉璃瓦中还是着色 剂，使琉璃瓦坯体呈现红色。红泥含 ＳｉＯ２ 含量高， 在坯体烧成中还能起着骨架作用，减少坯体的变形 和开裂。红泥具有良好的结合性和可塑性，能使坯 体具有良好的成型性能和干燥强度。
2.试验
２．１ 坯用原料及化学组成
红泥和黄土含有较多的 ＳｉＯ２，能在坯体中起骨 架作用。含有较多的 Ｆｅ２Ｏ３，在坯体中起溶剂作用。另外，红泥具有良好的可塑性、结合性，能赋予坯体 良好的成型性能和干燥强度。因此，本试验采用红 泥和黄土替代原琉璃瓦坯体中的长石、高岭土类大 部分原料。各种原料化学组成见表１。
２．２ 坯体配方确定
本研究实验采用正交实验法确定琉璃瓦坯体配 方，综合考虑多项影响因素，经过一系列的实验，反 复比选，最后确定坯料６号配方为最佳配方。坯料 ６号配 方 配 料 量 为：红 泥：５０％、黄 土 ：３０％、红 砂：１０％、黑石：１０％。坯料６号配方化学组成见表２。
２．３ 釉料配方确定
本实验琉璃瓦釉料的确定是以传统琉璃瓦釉为 基础，充分考虑坯体与釉良好的适应性和结合性，根 据所选用的釉用原料的工艺性能，初步拟定基础釉 的配方，见表３。
按照正交法进行优化实验，设定多个因素，多个 水平。分别编号、配料、快速球磨机球磨、在６号坯 体上施釉、辊道窑快速一次烧成（在景德镇浮梁工业 园某琉璃瓦厂进行实验）。根据实验结果，最终确定了与６号坯料相适应 的釉料配方。釉 料 配 方 配 料 量 为：长 石４８％，石 英 ７％，高 岭 土 ６％，熔 块 ２３％，方 解 石 １１％，碳 酸 钡 ３％，氧化锌２％。釉料化学组成见表４。
该配方釉料施在６号坯体表面，经辊道窑快速 一次烧成，釉面无裂纹、无卷釉、无缩釉、无流釉等缺 陷。坯釉结合良好，釉面光滑平整，达到设计要求。
２．４ 主要工艺技术指标
坯料球磨时间：６小时；坯料球磨：料∶球∶水＝１∶１．８∶０．８；坯料泥浆细度：２５０目筛余３％～６％；坯料粉料水分：６．５％～７％；坯料粉料颗粒级配：＜４０目２０％～３０％ 、４０～ ８０目５０％－７０％、＞８０目１０％～２０％；釉料细度：３２０目筛余＜０．５％；釉料含水率：３５％～３６％；釉料比重：１．６８～１．７；釉料黏度：１４～１６Ｓ（１００ｍｌ流速杯）；施釉量：９０～９５ｇ（规格４００×３００）；成型压力：１６～１８ＭＰａ；烧成温度：１１５０℃；烧成时间：４０ｍｉｎ；琉璃瓦产品吸水率：６％～８％。
２．５ 实验结果
本实验采用景德镇浮梁当地的红泥和工程建设 废弃的黄土作为琉璃瓦坯体主要原料，配合与其相 适应的釉料，经过反复试验，优选出理想的坯体和釉 料配方，在景德镇浮梁工业园某琉璃瓦厂通过中试 后已投入大批量生产，在降低产品成本、保证产品质 量、提高企业经济效益和改善环境方面达到满意的 效果。
3.结论
⑴通过实验研究证明，采用景德镇当地的黄土和红泥替代琉璃瓦中大部分陶瓷原料，生产的琉璃 瓦产品性能、致密度和机械强度均较好。釉面平整 光滑、色彩鲜艳美观，完全可以满足客户要求。
⑵琉璃瓦生产厂原料需求量大，采用景德镇当 地原料替代外购原料，减少了运输成本。采用当地 黄土和红泥，原料价格大大低于外购原料，有效地降 低了企业生产成本，提高了企业经济效益，提高了产 品的竞争力。
⑶琉璃瓦生产厂家采用工程建设项目废弃的黄 土作为生产原料，每天耗用量大，能有效地减少工程 建设项目余土对环境的污染。
⑷由于采用黄土和红泥替代了大部分陶瓷原 料，因此，坯体瓷化程度较原瓷质琉璃瓦略差，产品 吸水率略大于原瓷质琉璃瓦。后续的研究将考虑在 坯体配方中加入一些陶瓷原料尾矿，提高坯体瓷化 程度，降低产品吸水率，进一步提高产品质量，同时 还能降低景德镇陶瓷原料尾矿对环境的污染。