CN109626945B - 免粉刷保温墙砖 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种免粉刷保温墙砖，包括多孔保温砖体，多孔保温砖体前端的表面设有插接头，后端的表面设有插接槽，插接头和插接槽适配；多孔保温砖体由秸秆/镁水泥复合轻质材料制备而成，秸秆/镁水泥复合轻质材料包括以下重量份的原料：六水氯化镁、七水硫酸镁、轻烧氧化镁、水、秸秆纤维、发泡剂、增强剂、防水剂。本发明采用氯氧镁胶凝材料和秸秆纤维材料制备免粉刷保温墙砖的多孔保温砖体，所得免粉刷保温墙砖不仅具有不燃、耐腐、保温高强、不变形胀裂、不返卤泛霜等性能，而且由于砖体具备孔泡结构，该墙砖还具备吸音性能，适合当代密集建筑群的使用。

Description

免粉刷保温墙砖
技术领域
本发明属于建筑装饰材料，尤其涉及一种免粉刷保温墙砖。
背景技术
我国建筑在建造和使用中的直接能耗约占全社会总能耗的30％，并且随着城市化进程的快速发展，建筑能耗仍将在一段时间内保持快速增长趋势，然而我国的建筑物普遍存在着保温隔热性能差的缺点。保温墙砖的应用对我国的节能降耗有着十分重要的意义。但是传统的保温墙砖为聚氨酯泡沫与胶黏剂黏剂而成，墙砖厚度大，黏结强度不高，时间长会使聚氨酯泡沫与胶黏剂分离，造成墙砖脱落。此外，传统的墙砖在砌墙时，砖与砖之间没有连接，缺乏整体性，不够牢固；砌墙时，即使经验丰富的人有时所砌的墙也难免会发生倾斜。而且砌完墙后需进行内外墙粉刷、装修，往往粉刷装修的成本比砌墙成本还高，耗时更长。繁琐的工序，不仅浪费大量人力物力，还严重拖延工期，使房屋久久不能投入使用，造成直接成本增大，经济效益和社会效益降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种整体性强、结构牢固且不需要粉刷、上漆的免粉刷保温墙砖，该保温墙砖充分利用丰富的菱镁矿轻烧所得氧化镁和农林剩余物资源，同时集绿色环保、轻质高强、不燃、耐久、保温隔音等优势性能于一体。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种免粉刷保温墙砖，包括多孔保温砖体，所述多孔保温砖体前端的表面设有插接头，后端的表面设有插接槽，所述插接头和所述插接槽适配；所述多孔保温砖体由秸秆/镁水泥复合轻质材料制备而成，所述秸秆/镁水泥复合轻质材料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001944680340000011
Figure BDA0001944680340000021
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述多孔保温砖体的制备方法包括以下步骤：
(1)将六水氯化镁、七水硫酸镁和水混合，并恒速搅拌均匀得到盐溶液；
(2)利用氢氧化钠处理秸秆纤维，洗涤并烘干备用；
(3)向步骤(1)中得到的盐溶液中加入轻烧氧化镁、增强剂、防水剂，恒速搅拌，得到无机胶料；
(4)将经过步骤(2)处理过的秸秆纤维加入到步骤(3)中得到的无机胶料中，恒速搅拌，再加入发泡剂，恒速搅拌得到浆料；
(5)将步骤(4)中得到的浆料倒入模具，并放置养护箱中进行静停发泡，最后脱模养护，即得到所述的多孔保温砖体。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述步骤(1)中，恒速搅拌的时间为30min，搅拌速率为250r/min～350r/min；所述步骤(3)中，恒速搅拌的时间为10min～30min，搅拌速率为250r/min～350r/min；所述步骤(4)中，两次恒速搅拌的时间依次为3min～8min、2min～5min，搅拌速率均为250r/min～350r/min。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述步骤(5)中，养护箱中的温度为25℃，湿度大于95％；锁模时间为24h，养护时间为3～7天。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述六水氯化镁中氯化镁的质量分数为44％～46％；所述七水硫酸镁中硫酸镁的质量分数为46％～48％；所述轻烧氧化镁中氧化镁的质量分数为75％～95％，反应活性≥60％。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述发泡剂为松香酸钠；所述松香酸钠按照松香、烧碱与水按5：1：30的配比提前3h制备，使用时添加20％水并搅拌。松香酸钠可以在保温墙砖中产生很多气孔，气孔的存在可以保证保温墙砖的吸音性能。另外，松香酸钠的配制方法有很多种，本发明采用上述松香酸钠的配制工艺可以保证气泡孔径大小均一，分布均匀，避免应力集中，提高制品力学强度，减小变形胀裂的发生，并与防水剂相互协同作用，保温墙砖的综合性能更优。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述秸秆纤维的尺寸≥60目。秸秆纤维的添入可改善发泡氯氧镁基体的韧性，可以从微观到宏观多尺度的角度抑制裂缝的形成与发展，有效的控制制的得试样因硬化放热、湿度改变、加工等因素引起的微裂，同时还可显著提高制品的抗折抗压强度。本发明中，更优选的，所述秸秆纤维为经过氢氧化钠处理过的秸秆纤维，利用氢氧化钠处理秸秆纤维的具体操作如下：将秸秆纤维浸泡于质量分数10％的氢氧化钠溶液中30min，随后滤出秸秆。以氢氧化钠溶液处理秸秆纤维，可以去除部分秸秆纤维表面的蜡质层，提高纤维润湿度，促使纤维表面呈现“毛刺状”，以提高秸秆纤维与无机基体间的结合效果，从而增强制品的性能。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述防水剂为硅酸钠水溶液。适量加入硅酸钠水溶液可与其他成分(尤其是与发泡剂松香酸钠)协同作用，一方面能提高浆液的粘稠度，使发泡剂所形成的气泡能在浆液中保持稳定不移动，促进气孔的均匀分布；另一方面，硅酸钠胶体可以在基体内的细小孔隙口堆积搭桥，将细微孔口掩盖，进而在一定程度上阻止了水分子沿着孔隙和裂缝渗入硬化体内，提高了制品硬化后的耐水性，防止返卤泛霜。
本发明中，更优选的，控制防水剂与发泡剂的质量比为(0.5～1)：10，我们研究表明，本发明中选用的防水剂与发泡剂之间具有显著的协同作用，为了使二者的相互作用效果更明显，需要合理控制其二者的质量比，保温墙砖的综合性能才更优。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述增强剂为EVA乳液、硅丙乳液中的至少一种。
本发明中，制备多孔保温砖体的基体镁水泥、秸秆纤维、发泡剂、防水剂等原料之间相互协同作用，各成分之间相互影响，作用效果相互叠加，最终制备得到的产品免粉刷保温墙砖具备轻质高强、不燃、耐久、保温隔音、不变形胀裂、不返卤泛霜等优势性能。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述多孔保温砖体前、后端表面之间的侧面设有釉面层，所述釉面层为内釉面层、外釉面层或双釉面层。本发明的免粉刷保温墙砖，修葺时墙体面向外侧的一面或者两面设有釉面层，不需要再对墙体进行抹腻子、刷墙灰、贴瓷片、上漆等装饰，减少了操作时间，节省了人力和物力。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述插接头为方形，所述插接槽为凹形槽。将插接头和插接槽的连接结构设置为凹凸状的“榫卯”结构，便于堆砌、隔墙等时的对齐，有利于提高工作效率，降低工作强度。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述插接头具有两个相对的凹圆弧侧面，所述插接槽具有两个相对的凸圆弧侧面。不同于以往的棱角形“榫卯结构”，本发明选用的圆弧状面，使得墙砖间拥有较大的接触面，便于刷胶和提高砖墙间的结合力；此外，这种设计有利于减小应力集中的发生，减少在使用和搬运中破损情况的发生，提高产品的使用周期。
上述的免粉刷保温墙砖，优选的，所述插接头与插接槽的插接方向与所述砖体的侧面平行。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明以秸秆/氯氧镁发泡保温材料作为墙砖内料，配合成熟的砖墙釉面层技术，实现了氯氧镁发泡材料在墙体中的便捷运用，这种方式避免了氯氧镁基体直接大量暴露在空气中，规避了氯氧镁材料吸潮反卤的发生；同时，产品使用后不需要再对墙体进行抹腻子、刷墙灰、贴瓷片、上漆等装饰，减少了操作时间，节省了人力和物力。
(2)本发明采用秸秆/氯氧镁发泡材料作为墙砖内料，在保温性能方面：有机发泡材料>秸秆/氯氧镁发泡材料＞＞其他无机保温材料；在安全性能方面(耐火性)：秸秆/氯氧镁发泡材料>其他无机保温材料＞＞有机发泡材料；在强度方面：秸秆/氯氧镁发泡材料>其他无机保温材料＞＞有机发泡材料，可见本发明的免粉刷保温墙砖产品在综合性能方面强于当前市面上其他产品。
(3)本发明多孔保温砖体采用镁系胶凝材料作为主要基体材料，该种气硬型材料在适当的生产工艺条件下，所体现的强度要比普通的硅酸盐水泥更佳，其添加秸秆纤维后能进一步墙砖的韧性和抗弯曲强度，因此在使用和运输过程中，墙砖不易破损沉降，能体现优异的耐久性和防火性能。
(4)本发明采用氯氧镁胶凝材料和秸秆纤维材料制备免粉刷保温墙砖的多孔保温砖体，所得免粉刷保温墙砖不仅具有不燃、耐腐、保温高强、不变形胀裂、不返卤泛霜等性能，而且由于砖体具备孔泡结构，该墙砖还具备吸音性能，适合当代密集建筑群的使用。
(5)本发明的生产原料以及制品，均不含有甲醛或其他有机挥发物，在高温条件下既不会燃烧，也不会释放有毒有害气体，更加安全环保。
(6)本发明的免粉刷保温墙砖，相邻墙砖的两端之间采用插接方式，墙体整体性强，结构牢固，即使缺乏经验的人也可将墙体砌直。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1～4中免粉刷保温墙砖的剖面示意图。
图例说明：
1、釉面层；2、多孔保温砖体；3、插接头；4、插接槽。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种本发明的免粉刷保温墙砖，其剖面示意图如图1所示，包括多孔保温砖体2，多孔保温砖体2由秸秆/镁水泥复合轻质材料制备而成；多孔保温砖体2前端的表面设有1个插接头3，后端的表面设有1个插接槽4，插接头3和插接槽4适配；插接头3具有两个相对的1/4凹圆弧侧面，所述插接槽4具有两个相对的1/4凸圆弧侧面；多孔保温砖体2前、后端表面之间的侧面设有釉面层1，釉面层1为内釉面层、外釉面层或双釉面层。当用墙砖砌墙时，多孔保温砖体2一端的插接头3插接到相邻砖体一端的插接槽4中，插接头3与插接槽4的插接方向与多孔保温砖体2的侧面平行。
本实施例中，秸秆/镁水泥复合轻质材料包括以下重量份的原料：六水氯化镁100重量份(质量分数46％)；七水硫酸镁30重量份(质量分数46％)；轻烧氧化镁385重量份(质量分数75％，反应活性60％)；水160重量份；秸秆纤维10重量份；发泡剂松香酸钠20重量份；增强剂EVA乳液5重量份；防水剂硅酸钠水溶液2重量份。
本实施例中，多孔保温砖体2的制备方法包括以下步骤：
(1)将六水氯化镁、七水硫酸镁和水混合，控制搅拌速度为300r/min搅拌30min得到盐溶液；
(2)将秸秆纤维浸泡于质量分数10％的氢氧化钠溶液中30min，随后滤出秸秆，洗涤并烘干备用；
(3)向步骤(1)中得到的盐溶液中加入轻烧氧化镁、增强剂、防水剂，并以300r/min的搅拌速度搅拌30min，得到无机胶料；
(4)将经过步骤(2)处理过的秸秆纤维加入到步骤(3)中得到的无机胶料中，以300r/min的搅拌速度搅拌5min，再加入发泡剂，以250r/min的搅拌速度搅拌5min得到浆料；
(5)将步骤(4)中得到的浆料倒入模具，将模具放入温度25℃，湿度大于95％养护箱中，24h后脱模再置于室温中养护一周，即得到多孔保温砖体2。
上述发泡剂松香酸钠按照松香、烧碱与水按5：1：30的配比提前3h制备，使用时添加20％水并搅拌。
本实施例中得到的免粉刷保温墙砖按照GBT 11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》和GBT 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》进行检测，其性能参数如下：表观密度为365kg/m3，压缩强度为5.1MPa，抗折强度为17.5MPa，导热系数为0.0627W/(m.k)，浸水24h软化系数为0.97，阻燃性能防火等级A2级。
实施例2：
一种本发明的免粉刷保温墙砖，其剖面示意图如图1所示，包括多孔保温砖体2，多孔保温砖体2由秸秆/镁水泥复合轻质材料制备而成；多孔保温砖体2前端的表面设有1个插接头3，后端的表面设有1个插接槽4，插接头3和插接槽4适配；插接头3具有两个相对的1/4凹圆弧侧面，所述插接槽4具有两个相对的1/4凸圆弧侧面；多孔保温砖体2前、后端表面之间的侧面设有釉面层1，釉面层1为内釉面层、外釉面层或双釉面层。当用墙砖砌墙时，多孔保温砖体2一端的插接头3插接到相邻砖体一端的插接槽4中，插接头3与插接槽4的插接方向与多孔保温砖体2的侧面平行。
本实施例中，秸秆/镁水泥复合轻质材料包括以下重量份的原料：六水氯化镁100重量份(质量分数46％)；七水硫酸镁40重量份(质量分数46％)；轻烧氧化镁450重量份(质量分数85％，反应活性65％)；水190重量份；秸秆纤维18重量份；发泡剂松香酸钠35重量份；增强剂EVA乳液7重量份；防水剂硅酸钠水溶液6重量份。
本实施例中，多孔保温砖体2的制备方法包括以下步骤：
(1)将六水氯化镁、七水硫酸镁和水混合，控制搅拌速度为300r/min搅拌30min得到盐溶液；
(2)将秸秆纤维浸泡于质量分数10％的氢氧化钠溶液中30min，随后滤出秸秆，洗涤并烘干备用；
(3)向步骤(1)中得到的盐溶液中加入轻烧氧化镁、增强剂、防水剂，并以300r/min的搅拌速度搅拌10min，得到无机胶料；
(4)将经过步骤(2)处理过的秸秆纤维加入到步骤(3)中得到的无机胶料中，以300r/min的搅拌速度搅拌8min，再加入发泡剂，以250r/min的搅拌速度搅拌3min得到浆料；
(5)将步骤(4)中得到的浆料倒入模具，将模具放入温度25℃，湿度大于95％养护箱中，24h后脱模再置于室温中养护一周，即得到多孔保温砖体2。
上述发泡剂松香酸钠按照松香、烧碱与水按5：1：30的配比提前3h制备，使用时添加20％水并搅拌。
本实施例中得到的免粉刷保温墙砖按照GBT 11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》和GBT 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》进行检测，其性能参数如下：表观密度为365kg/m3，压缩强度为4.8MPa，抗折强度为15.9MPa，导热系数为0.0627W/(m.k)，浸水24h软化系数为0.96，阻燃性能防火等级A2级。
实施例3：
一种本发明的免粉刷保温墙砖，其剖面示意图如图1所示，包括多孔保温砖体2，多孔保温砖体2由秸秆/镁水泥复合轻质材料制备而成；多孔保温砖体2前端的表面设有1个插接头3，后端的表面设有1个插接槽4，插接头3和插接槽4适配；插接头3具有两个相对的1/4凹圆弧侧面，所述插接槽4具有两个相对的1/4凸圆弧侧面；多孔保温砖体2前、后端表面之间的侧面设有釉面层1，釉面层1为内釉面层、外釉面层或双釉面层。当用墙砖砌墙时，多孔保温砖体2一端的插接头3插接到相邻砖体一端的插接槽4中，插接头3与插接槽4的插接方向与多孔保温砖体2的侧面平行。
本实施例中，秸秆/镁水泥复合轻质材料包括以下重量份的原料：六水氯化镁100重量份(质量分数46％)；七水硫酸镁50重量份(质量分数46％)；轻烧氧化镁485重量份(质量分数85％，反应活性65％)；水230重量份；秸秆纤维25重量份；发泡剂松香酸钠55重量份；增强剂EVA乳液8重量份；防水剂硅酸钠水溶液8重量份。
本实施例中，多孔保温砖体2的制备方法包括以下步骤：
(1)将六水氯化镁、七水硫酸镁和水混合，控制搅拌速度为300r/min搅拌30min得到盐溶液；
(2)将秸秆纤维浸泡于质量分数10％的氢氧化钠溶液中30min，随后滤出秸秆，洗涤并烘干备用；
(3)向步骤(1)中得到的盐溶液中加入轻烧氧化镁、增强剂，并以300r/min的搅拌速度搅拌10min，得到无机胶料；
(4)将经过步骤(2)处理过的秸秆纤维加入到步骤(3)中得到的无机胶料中，以300r/min的搅拌速度搅拌8min，再加入发泡剂，以250r/min的搅拌速度搅拌3min得到浆料；
(5)将步骤(4)中得到的浆料倒入模具，将模具放入温度25℃，湿度大于95％养护箱中，24h后脱模再置于室温中养护一周，即得到多孔保温砖体。
上述发泡剂松香酸钠按照松香、烧碱与水按5：1：30的配比提前3h制备，使用时添加20％水并搅拌。
本实施例中得到的免粉刷保温墙砖按照GBT 11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》和GBT 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》进行检测，其性能参数如下：表观密度为365kg/m3，压缩强度为4.5MPa，抗折强度为14.2MPa，导热系数为0.0627W/(m.k)，浸水24h软化系数为0.82，阻燃性能防火等级A2级。
实施例4：
一种本发明的免粉刷保温墙砖，与实施例1相比，不同之处在于，制备多孔保温砖体2的防水剂硅酸钠水溶液分别为：1、1.5、3、4重量份。
采用与实施例1相同的性能测定方法，本实施例中制备得到的免粉刷保温墙砖性能参数如下表1所示。
表1：实施例4中得到的免粉刷保温墙砖性能参数
Figure BDA0001944680340000081
由上表1可知，当发泡剂与防水剂的重量份之比在20：(1-2)时，最终产品的表观密度小，抗压、抗折强度最大，导热系数小；随着防水剂比例增大，表观密度显著增大，力学性能和导热性能有所下降，但耐水性略微增强。
对比例1：
一种本发明的免粉刷保温墙砖，与实施例1相比，不同之处在于，制备多孔保温砖体2的发泡剂松香酸钠(B、C、D)的配制方法不同，具体如下表2所示。
表2：对比例1中松香酸钠(B、C、D)的配制原料及存放时间
B C D
松香(质量比) 5 5 4
烧碱(质量比) 1 1 1
水(质量比) 40 30 30
存放时间(h) 3 5 3
采用与实施例1相同的性能测定方法，本对比例中制备得到的免粉刷保温墙砖性能参数如下表3所示。
表3：对比例1中得到的免粉刷保温墙砖性能参数
Figure BDA0001944680340000082
Figure BDA0001944680340000091
由上表3可知，当发泡剂松香酸钠按照松香、烧碱与水按5：1：30的配比提前3h制备，使用时添加20％水并搅拌，最终产品的性能最优。

Claims (9)

1.一种免粉刷保温墙砖，其特征在于，包括多孔保温砖体（2），所述多孔保温砖体（2）前端的表面设有插接头（3），后端的表面设有插接槽（4），所述插接头（3）和所述插接槽（4）适配；所述多孔保温砖体（2）由秸秆/镁水泥复合轻质材料制备而成，所述秸秆/镁水泥复合轻质材料包括以下重量份的原料：
六水氯化镁 100重量份；
七水硫酸镁 30重量份；
轻烧氧化镁 385重量份；
水 160重量份；
秸秆纤维 10重量份；
发泡剂 20重量份；
增强剂 5重量份；
防水剂 2重量份；
所述发泡剂为松香酸钠；所述松香酸钠按照松香、烧碱与水按5：1：30的配比提前3h制备，使用时添加20%水并搅拌；所述防水剂为硅酸钠水溶液。
2.根据权利要求1所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述多孔保温砖体（2）的制备方法包括以下步骤：
（1）将六水氯化镁、七水硫酸镁和水混合，并恒速搅拌均匀得到盐溶液；
（2）利用氢氧化钠处理秸秆纤维，洗涤并烘干备用；
（3）向步骤（1）中得到的盐溶液中加入轻烧氧化镁、增强剂、防水剂，恒速搅拌，得到无机胶料；
（4）将经过步骤（2）处理过的秸秆纤维加入到步骤（3）中得到的无机胶料中，恒速搅拌，再加入发泡剂，恒速搅拌得到浆料；
（5）将步骤（4）中得到的浆料倒入模具，并放置养护箱中进行静停发泡，最后脱模养护，即得到所述的多孔保温砖体。
3.根据权利要求2所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述步骤（2）中，利用氢氧化钠处理秸秆纤维的具体操作如下：将秸秆纤维浸泡于质量分数10%的氢氧化钠溶液中30min，随后滤出秸秆。
4.根据权利要求2所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述步骤（1）中，恒速搅拌的时间为30min，搅拌速率为250r/min~350r/min；所述步骤（3）中，恒速搅拌的时间为10min~30min，搅拌速率为250r/min~350r/min；所述步骤（4）中，两次恒速搅拌的时间依次为3min~8min、2min~5min，搅拌速率均为250r/min~350r/min。
5.根据权利要求2所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述步骤（5）中，养护箱中的温度为25℃，湿度大于95%；锁模时间为24h，养护时间为3~7天。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述六水氯化镁中氯化镁的质量分数为44%~46%；所述七水硫酸镁中硫酸镁的质量分数为46%~48%；所述轻烧氧化镁中氧化镁的质量分数为75%~95%，反应活性≥60%。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述秸秆纤维的尺寸≥60目。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述增强剂为EVA乳液、硅丙乳液中的至少一种。
9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的免粉刷保温墙砖，其特征在于，所述多孔保温砖体（2）前、后端表面之间的侧面设有釉面层（1），所述釉面层（1）为内釉面层、外釉面层或双釉面层。
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