房屋建筑外表面陶瓷砖胶粘剂的制备与性能研究

房屋建筑外表面陶瓷砖胶粘剂的制备与性能研究

顾海静

佛山市质量计量监督检测中心

摘要：近年来，随着社会的进步，建筑工程发展迅速，采用传统水泥或者水泥砂浆贴瓷砖，易发生空鼓、掉砖等质量问题；陶瓷砖胶粘剂（也称瓷砖胶）以优异的粘结性能开始逐渐普及到装修装饰市场，进入千家万户。由于过去瓷砖胶的骨料多采用优选的天然石英砂，成本较重，且石英砂的资源正日益匮乏，寻找替代的骨料成为行业亟待解决的问题。有必要对陶瓷砖胶粘剂的放射性核素限量测量进行不确定度研究，为未来大面积普及固废物生产的陶瓷砖胶粘剂监测放射性核素限量提供一定的研究数据。

关键词：房屋建筑；外表面；陶瓷砖；胶粘剂；性能研究

引言

随着社会的发展，人们对于生活水平的追求越来越高，对建筑饰面砖提出了更高要求，出现了大量的低吸水率甚至零吸水率、大尺寸的饰面材料，如陶瓷薄板、玻化砖、抛光砖、微晶砖、仿古砖、人造大理石等。这些高档瓷砖大方美观，粘贴面光滑致密，吸水率极低，传统的水泥砂浆材料已无法满足这类高档瓷砖的铺贴要求。其中玻化砖、抛光砖材质强度较高，与水泥的热膨胀系数不同，对温度变化敏感，温差不同步，尤其是在北方地区，季节性的温差振荡会慢慢削弱砖体和基体间的粘结强度，最终导致瓷砖与结构层之间因粘贴、结合不牢，出现空鼓、瓷砖脱落问题。为解决低吸水率瓷砖铺贴的一种新型瓷砖铺贴材料——瓷砖背胶应运而生，与陶瓷砖胶粘剂相比，瓷砖背胶能大幅度提升与水泥砂浆层的粘结力，能大幅度降低铺贴材料的成本，有效解决了这类陶瓷砖铺贴材料的空鼓和脱落难题。

1试验

1.1试验材料

（1）瓷砖胶和背胶。本试验以瓷砖胶和背胶为主要研究对象，所选用的瓷砖胶及背胶均为国内某著名品牌产品，其中包含5款瓷砖胶和1款背胶。

（2）瓷砖和基板。瓷砖（玻化砖）：性能符合GB/T 4100—2015《陶瓷砖》中低吸水率Ⅰ型的要求；水泥砂浆抹灰：性能符合GB 50327—2001《住宅装饰装修工程施工规范》要求；混凝土基板：为上海增司工贸有限公司生产的标准混凝土板。在进行瓷砖铺贴空鼓试验时，选用的瓷砖尺寸为400mm×800mm，吸水率＜0.5%，瓷砖铺贴基面为水泥砂浆；在进行瓷砖拉伸粘结强度测试时，使用的瓷砖尺寸为45mm×95mm，吸水率＜0.5%，测试基面为标准混凝土板，尺寸为400mm×400mm×40mm。

1.2试样制备

本试验试样制备包括背胶涂刷和瓷砖胶2个部分：（1）瓷砖胶试样按照JC/T 547—2017《陶瓷砖胶粘剂》中7.8.4的要求进行制备。（2）瓷砖背胶试样按照产品说明书进行施工，具体步骤如下：①清理瓷砖砖背面的粉尘、油污、脱模剂等，确保瓷砖砖背表面清洁干燥；②使用滚筒或者毛刷将背胶均匀的涂抹在瓷砖砖背，确保无漏涂；③于5~35℃环境下晾干，至背胶由乳白色变为透明；④使用瓷砖胶进行下一步瓷砖铺贴。

2试验结果与分析

在实际的瓷砖铺贴工程中，往往存在空鼓和脱落2种情况，而瓷砖的脱落一般伴随着空鼓的发生。因此，可以通过对空鼓发展的监测和拉伸粘结强度测试，研究单组分背胶在实际瓷砖铺贴工程中所发挥的作用及其作用机理。

2.1单组分背胶对瓷砖铺贴空鼓的影响

为了探索单组分背胶对瓷砖铺贴空鼓的影响，使用单组分背胶对部分400mm×800mm的玻化砖进行界面处理，剩余部分400mm×800mm的玻化砖不作处理，然后选用2#瓷砖胶为瓷砖铺贴材料，在水泥抹灰基面上分别铺贴单组分背胶界面处理前后的玻化砖。瓷砖铺贴完成后，在标准环境下养护24h，再转入高低温循环设备中进行高低温循环模拟，具体循环制度如下：将试样在1h内升温至50℃，保持4h，然后在1h内降温至5℃，并保持4h。按照上述制度循环60次，并对瓷砖铺贴系统的空鼓率进行监测。单独使用瓷砖胶进行铺贴的瓷砖，在高低温循环60次后，其空鼓率高达45%；使用单组分背胶+瓷砖胶进行铺贴的瓷砖，在高低温循环60次后，其空鼓率为1%。试验结果表明，使用单组分背胶进行砖背界面处理，能大幅度降低瓷砖铺贴的空鼓率。

仅使用瓷砖胶进行铺贴的玻化砖，随着高低温循环次数的增加，空鼓率也随之增大，循环次数从0增加到60次时，空鼓率从1%增大到了45%；而使用单组分背胶进行了砖背界面处理的玻化砖，其空鼓率始终维持在1%。这是由于瓷砖与瓷砖胶的热膨胀系数不同，其中瓷砖胶的热膨胀系数为0.012mm/（m·℃），玻化砖的热膨胀系数为0.006mm/（m·℃），在温度发生变化时，瓷砖胶与瓷砖之间由于膨胀量不同，在界面产生了剪应力，而瓷砖胶干固后硬度较大，其     莫氏硬度一般达到65以上，无法吸收界面剪应力，逐渐形成空鼓，随着高低温循环次数的增加，空鼓逐渐扩大，最终可能会导致瓷砖脱落。而使用单组分背胶进行砖背界面处理后的玻化砖，由于背胶具有良好的柔性，可以吸收瓷砖胶和玻化砖之间由于热膨胀系数不同所产生的剪应力，从而避免了空鼓的发生。

2.2引入单组分背胶对铺贴系统拉伸粘结强度的影响

为了探索单组分背胶对瓷砖铺贴系统拉伸粘结强度的影响，使用单组分背胶对部分45mm×95mm的玻化砖进行界面处理，剩余部分45mm×95mm的玻化砖不作处理，选用不同强度等级的瓷砖胶，按照1.2中的试样制备方法，在标准混凝土试验板上，分别铺贴单组分背胶界面处理后的玻化砖和未使用背胶处理的玻化砖，铺贴完成后，置于恒温恒湿养护箱中，在标准环境下养护28d。按照JC/T547—2017对上述试样的28d拉伸粘结强度进行测试。

仅使用瓷砖胶进行粘结的玻化砖的拉伸粘结强度随着瓷砖胶执行标准等级的提升，实际测得的拉伸粘结强度整体也呈上升趋势。但使用单组分背胶进行砖背界面处理后，再使用瓷砖胶进行铺贴的玻化砖的拉伸粘结强度，并未随着瓷砖胶执行标准强度等级的上升而提高，而是基本维持不变。由此可知，使用单组分背胶对玻化砖砖背进行界面处理，并不能提高瓷砖铺贴系统的拉伸粘结强度。

3水养护过程中拉拔强度变化

近年来水泥基陶瓷砖胶粘剂得到了越来越广泛的应用，而应用了陶瓷砖胶粘剂的工程出现空鼓掉砖的比例依然很高，特别是陶瓷砖粘贴工程在经过几个泡水循环后，空鼓率明显提高。在标准状态下，水泥水化之后得到具有较高强度的锚固物，聚合物形成的化学和物理胶结力，两方面结合使得瓷砖粘结剂在空气中具有较高的拉伸粘结强度。而泡水养护时，聚合物受到水的入侵，提供粘结作用的聚合物膜的形态发生了变化，发生了溶胀从而使得其体积变大。在空气中时，聚合物膜可以提供很好的粘结力，但是一旦浸水，聚合物膜强度下降，其与瓷砖表面形成的化学和物理粘结力下降，从而使得在水中养护的粘结强度下降。但是水养护作用下水泥水化更为充分。对水泥浆和砂浆的研究可知，在水养护作用下，对比空气养护状态，相同龄期条件下，其强度有较大的增长。水泥基层强度的增长，其结果是导致瓷砖内聚强度的增加，从而提高了瓷砖表面机械锚固力的增加。聚合物强度的下降和水泥基强度的增长两方面的作用，使得水中养护的瓷砖胶粘剂的强度低于空气中养护条件下的强度。

结语

（1）对于执行JC/T 547—2017 C1级别或相近性能要求的瓷砖胶，推荐采用复合背胶进行瓷砖铺贴，可以在符合标准要求的基础上，降低空鼓率，提高瓷砖铺贴安全性。（2）对于JC/T 547—2017 C2级别或相近性能要求的瓷砖胶而言，使用复合背胶会降低瓷砖铺贴系统的拉伸粘结强度，因此，不建议使用复合背胶。（3）单组分背胶在瓷砖铺贴系统中的作用机理为：单组分背胶不能提高瓷砖与瓷砖胶之间的拉伸粘结强度，但能在刚性的瓷砖胶和瓷砖之间形成了一层柔性过渡层，可以起到吸收温度形变应力的作用，进而降低空鼓，提高瓷砖铺贴系统的安全性。

参考文献

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