瓷磚背膠在瓷磚鋪貼系統(tǒng)中的應用研究

李光球，陳曉龍，郭一鋒

（1.蘇州市姑蘇新型建材有限公司，江蘇省高性能建筑材料工程技術(shù)研究中心，江蘇 蘇州 215132；

2.蘇州市建筑科學研究院集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215129）

瓷磚背膠在瓷磚鋪貼系統(tǒng)中的應用研究

李光球1，2，陳曉龍1，2，郭一鋒1，2

（1.蘇州市姑蘇新型建材有限公司，江蘇省高性能建筑材料工程技術(shù)研究中心，江蘇 蘇州 215132；

2.蘇州市建筑科學研究院集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215129）

SJ-601瓷磚背膠使用過程中可加水稀釋，其稀釋比例應滿足要求；瓷磚背膠可與多種粘結(jié)材料復合使用，形成瓷磚粘貼體系，大幅度提高瓷磚與基層的粘結(jié)力；瓷磚背膠與C2型瓷磚膠組成的粘貼系統(tǒng)，可用于大理石、人造石材、玻化磚等材料的粘貼。瓷磚背膠在標準混凝土板和釉面磚上有良好表現(xiàn)，安全性能大幅度提高；在加氣混凝土砌塊上粘貼，其粘結(jié)強度受基層吸水率影響，建議將基層潤濕后再涂刷瓷磚背膠并粘貼。

瓷磚背膠；飾面材料；粘結(jié)強度；耐久性

近年來，隨著城市化導致地產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展、生活質(zhì)量的提高，人們對建筑裝飾標準的不斷高漲，以陶瓷、文化石、?；u等人造和天然石材為代表的裝飾材料得到了大面積的使用。但各種飾面裝飾材料施工質(zhì)量良莠不齊，各飾面材料尤其是石材和瓷磚等在較短時間內(nèi)就出現(xiàn)了大面積脫落的現(xiàn)象，導致墻面斑駁，這主要由于粘結(jié)材料質(zhì)量不穩(wěn)定，多為現(xiàn)場工人自己憑借經(jīng)驗配制，當高層建筑的外墻損壞后，其修復非常困難，需要砸掉原系統(tǒng)重新鋪設，復雜的外部環(huán)境使得修復工程幾乎具有不可再修復性。其中粘結(jié)材料不均勻、粘結(jié)強度不足、粘結(jié)漿體不飽滿、粘結(jié)層凍融性差、這些現(xiàn)象主要是因為缺乏專用的粘結(jié)材料造成的。僅由施工人員憑借經(jīng)驗拌制，配比隨意性大，并因為對石材和基面的認知不足而存在非常大的誤差。瓷磚粘結(jié)劑性能不穩(wěn)定[1]，早期強度發(fā)展緩慢[2]，瓷磚粘結(jié)劑抗滑移性不佳[3]等，導致瓷磚容易脫落。以瓷磚、石材為代表的裝飾材料的大型化（從250 mm向800 mm轉(zhuǎn)變）發(fā)展，為迎合市場需求，瓷磚背膠應用而生。但市場上的瓷磚背膠五花八門，性能各異，既沒有統(tǒng)一的施工工藝，也沒有統(tǒng)一的建材行業(yè)標準指導生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)、檢驗。本文通過一系列對比試驗，研究瓷磚背膠對瓷磚鋪貼系統(tǒng)性能的影響，并提出成熟的施工工藝。

1 試驗

1.1 原材料

水泥：P·O42.5水泥，張家港某水泥廠；瓷磚背膠：SJ-601，蘇州市姑蘇新型建材有限公司生產(chǎn)；瓷磚膠：C1型、C2型，市售；骨料：河砂，細度模數(shù)2.5，蘇州某砂場產(chǎn)；混凝土板：符合JC/T 547—2005規(guī)定要求；瓷磚：符合JC/T 547—2005規(guī)定的V1型瓷磚。

1.2 試驗儀器設備

高精度粘結(jié)強度檢測儀：ZQS6-2000A型，北京盛世偉業(yè)科技有限公司；電熱鼓風干燥箱：101-3A，無錫市華南實驗儀器有限公司；恒溫恒濕試驗箱：YNK/TH-225/D20，蘇州市優(yōu)尼環(huán)境試驗設備有限公司；水泥膠砂攪拌機，JJ-5型，無錫市華南試驗儀器有限公司。

1.3 性能測試方法

按照JC/T 547—2005測試拉伸膠粘原強度、耐水后拉伸膠粘強度、熱老化后拉伸膠粘強度以及凍融循環(huán)后拉伸膠粘強度。

2 試驗設計及結(jié)果討論

2.1 瓷磚背膠與水的比例對瓷磚粘結(jié)性能影響

瓷磚背膠SJ-601由丙烯酸乳液與丁苯乳液、增稠劑、成膜助劑、填料等配制而成，在使用過程中可添加一定量的水進行稀釋，與水泥攪拌成糊狀，涂刷于瓷磚和基層上，可大幅度提高瓷磚的粘結(jié)力。本實驗根據(jù)SJ-601、水及水泥的不同配比（質(zhì)量比，下同）設計5組試樣（見表1）。

表1 瓷磚背膠與水、水泥的比例

粘貼瓷磚用粘結(jié)材料采用m（水泥）∶m（河砂）=1∶2的水泥砂漿，用行星式膠砂攪拌機進行攪拌。將攪拌好的背膠涂刷于瓷磚和基層上，待背膠表干后采用粘結(jié)材料粘貼瓷磚，28 d后測試粘結(jié)強度，結(jié)果見圖1。

圖1 瓷磚背膠與水的比例對瓷磚粘結(jié)強度的影響

由圖1可知，1#、2#、3#試樣的粘結(jié)強度很接近，在0.8～0.9 MPa，4#試樣的粘結(jié)強度大幅度降低。由此說明，SJ-601在配制過程中可以加水，但加水比例不得大于50%，當加水比例大于50%時，瓷磚背膠的粘結(jié)性能大幅度降低。5#試樣的粘結(jié)強度低，主要是SJ-601在界面處成膜，使水泥砂漿不能充分嵌入基層或瓷磚內(nèi)部，大幅度降低粘結(jié)強度。為了確保數(shù)據(jù)的準確性，在以下實驗中，均按m（SJ-601）∶m（水）∶m（水泥）= 0.75∶0.25∶2.00配制瓷磚背膠。

2.2 瓷磚背膠與粘結(jié)材料系統(tǒng)對粘結(jié)強度的影響

瓷磚背膠可與多種粘結(jié)材料復合使用，形成瓷磚粘貼體系，本文針對市場上幾個常見的瓷磚粘貼體系，設計6組試驗（見表2）。將攪拌好的背膠涂刷于瓷磚和基層上，待背膠表干后采用粘結(jié)材料粘貼瓷磚，28 d后測試粘結(jié)強度，結(jié)果見圖2。

表2 背膠與不同粘結(jié)材料組成的瓷磚鋪貼系統(tǒng)

圖2 瓷磚背膠與不同粘結(jié)材料組成瓷磚鋪貼系統(tǒng)的粘結(jié)強度

由圖2可見，瓷磚背膠的使用，可使基層與瓷磚間的粘結(jié)力大幅度提高。試樣S6與S3相比，粘結(jié)強度由0.46 MPa提高到0.86 MPa，提高幅度為86.9%；S4與S1相比，粘結(jié)強度由0.65 MPa提高到0.91 MPa，提高幅度為40%；S2與S5相比，粘結(jié)強度由1.12 MPa提高到1.43 MPa，提高幅度為27.7%。由此說明，瓷磚背膠可與多種粘結(jié)材料復合使用，形成瓷磚粘貼體系，大幅度提高瓷磚與基層的粘結(jié)力。

圖3為涂刷背膠后瓷磚拉拔破壞形式與未涂刷背膠瓷磚拉拔破壞形式對比（粘結(jié)材料為1∶2水泥砂漿）。

圖3 涂刷背膠與否瓷磚的拉拔破壞形式對比

由圖3可以清楚地看出，涂刷背膠的瓷磚拉拔破壞形式發(fā)生在粘結(jié)層，而未涂刷背膠的瓷磚拉拔后破壞發(fā)生在界面層。

2.3 瓷磚背膠在不同基層材質(zhì)中的應用

將瓷磚粘貼于基層上，不僅粘結(jié)劑的性能對瓷磚粘結(jié)強度影響大，且基層的硬度、強度、孔隙率、吸水率等對粘結(jié)強度影響也非常大。本研究針對不同基層材質(zhì)設計4組實驗，測試瓷磚背膠應用于不同基層材質(zhì)時，瓷磚粘結(jié)強度是否符合JC/T 547—2005標準要求。試驗編號分別為：標準混凝土板（D1）、紙面石膏板（D2）、蒸壓加氣混凝土砌塊（D3）、釉面瓷磚（D4）。標準混凝土板、紙面石膏板、蒸壓加氣混凝土砌塊和釉面瓷磚的性能符合相關(guān)產(chǎn)品標準要求。

將攪拌好的背膠涂刷于瓷磚和基層上，待背膠表干后采用粘結(jié)材料（1∶2水泥砂漿）粘貼瓷磚，28 d后測試粘結(jié)強度，結(jié)果見圖4。

圖4 瓷磚背膠應用于不同基層材質(zhì)時瓷磚的粘結(jié)強度

由圖4可知，瓷磚背膠在標準混凝土板和釉面磚上面有良好表現(xiàn)，涂刷背膠后的粘結(jié)強度大幅度提高。在蒸壓加氣混凝土砌塊上粘貼，因加氣混凝土砌塊吸水率太高、吸水太快，使得瓷磚背膠失水太快，其粘結(jié)強度增長幅度較小，但其粘結(jié)強度大于0.6 MPa，符合JC/T 547—2005標準要求。其在紙面石膏板上粘貼，粘結(jié)強度非常低，只有0.2 MPa左右，主要是石膏板表面的紙張與石膏板本體粘結(jié)力較低，無法承載更大的拉力，具體破壞形式見圖5。

圖5 瓷磚粘貼在紙面石膏板表面的破壞形式

2.4 瓷磚背膠在不同飾面材料中的應用

隨著人們居住水平的提升，飾面材料呈現(xiàn)多元化發(fā)展。目前，市場上最多的飾面裝飾材料有大型瓷磚、?；u、玻璃磚大理石、花崗巖、人造石材等等，各種飾面材料表面吸水率、粗糙程度相差頗大，單一瓷磚膠已經(jīng)難以滿足裝飾材料粘貼需求。為提高瓷磚鋪貼系統(tǒng)的安全性，本節(jié)采用瓷磚背膠處理飾面材料表面，用C2型瓷磚粘結(jié)劑粘貼飾面材料，針對不同飾面材料設計5組實驗，試驗編號為：瓷磚（M1）、?；u（M2）、人造石材（M3）、大理石（M4）、花崗巖（M5）。瓷磚、?；u、人造石材、大理石、花崗巖性能符合相關(guān)產(chǎn)品標準要求。將攪拌好的背膠涂刷于飾面材料和基層上，待背膠表干后采用C2型瓷磚粘結(jié)劑粘貼飾面材料，28 d后測試粘結(jié)強度，結(jié)果見圖6。

圖6 瓷磚背膠應用于不同飾面材料的粘結(jié)強度

由圖6可知，無背膠處理時，C2型瓷磚膠粘貼瓷磚和大理石粘結(jié)強度大于1.0 MPa，粘貼?；u、人造石材和花崗巖其粘結(jié)強度都小于1.0 MPa。而經(jīng)過瓷磚背膠處理界面后的飾面裝飾材料，C2型瓷磚膠粘結(jié)強度差別不大，都在1.20～1.40 MPa，符合JC/T 547—2005標準要求，不受飾面材料表面性能（吸水率、粗糙程度等）影響。因此，瓷磚背膠與C2型瓷磚膠組成的粘貼系統(tǒng)，可用于大理石、人造石材、玻化磚等材料的粘貼。

3 瓷磚背膠耐久性應用研究

瓷磚鋪貼系統(tǒng)的耐久性主要采用浸水后、熱老化后和凍融循環(huán)后的拉伸粘結(jié)強度來量化。針對表2中的6個瓷磚粘貼體系進行耐久性能試驗。將攪拌好的背膠涂刷于瓷磚和混凝土板上，待背膠表干后采用不同粘結(jié)材料粘貼瓷磚，28 d后測試粘結(jié)強度，結(jié)果見圖7。

圖7 瓷磚背膠的耐久性測試結(jié)果

由圖7可知，在S4、S5、S6的試驗過程中，浸水后拉伸粘結(jié)強度比原強度稍微下降，但幅度較小，而熱老化后和凍融循環(huán)后粘結(jié)強度大幅度降低，尤其是熱老化后粘結(jié)強度降低50%以上，已不能符合JC/T 547—2005標準要求。出現(xiàn)此情況主要是因為1∶2水泥砂漿中沒有聚合物乳膠粉，其與瓷磚的粘結(jié)力主要靠水泥嵌入瓷磚內(nèi)部的握裹力提供，而熱老化和凍融循環(huán)的作用，已經(jīng)使得嵌入瓷磚內(nèi)部的水泥砂漿發(fā)生松動，其握裹力大幅度降低，從而降低了瓷磚與基層的粘結(jié)力。C1、C2型瓷磚粘結(jié)劑中盡管含有聚合物乳膠粉，但瓷磚膠市場已經(jīng)處于低價競爭狀態(tài)，瓷磚膠中的乳膠粉含量非常低，市場上普通的瓷磚膠熱老化和凍融循環(huán)后粘結(jié)強度已不能符合JC/T 547—2005標準要求。在S1、S2、S3試驗過程中，浸水后、熱老化和凍融循環(huán)后粘結(jié)強度與原強度稍微降低，但降低幅度較小，粘結(jié)強度都符合JC/T 547—2005要求，瓷磚的安全性能還有保障，其主要作用歸根于瓷磚背膠。瓷磚背膠的作用，是在飾面材料于粘合劑之間，架構(gòu)起一層牢固的橋架，其主要性能是：（1）具有良好的粘合力，能和瓷磚膠形成強有力的粘合作用；（2）柔性，能有效消散不同材料之間的收縮；（3）防水性能，能有效地在衛(wèi)生間等有水的部位不至于遇到水以后粘合力下降或者從飾面材料背后脫落。

4 結(jié)語

（1）在SJ-601瓷磚背膠使用過程中必須將SJ-601、水泥和水按一定比例配制，SJ-601具有較寬泛的配比區(qū)間，最佳比例為：m（SJ-601）∶m（水）∶m（水泥）=0.75∶0.25∶2.00。

（2）瓷磚背膠可與多種粘結(jié)材料復合使用，形成瓷磚鋪貼系統(tǒng)，大幅度提高瓷磚與基層的粘結(jié)力和耐久性。

（3）瓷磚背膠在標準混凝土板和釉面磚上面有良好表現(xiàn)，粘結(jié)性能大幅度提高。在加氣混凝土砌塊上粘貼，其粘結(jié)強度受基層吸水率影響，建議將基層潤濕后再涂刷瓷磚背膠并粘貼瓷磚。其在紙面石膏板上粘貼，粘結(jié)強度非常低，不建議使用。

（4）瓷磚背膠與C2型瓷磚膠組成的粘貼系統(tǒng)，可用于大理石、人造石材、?；u等材料的粘貼。

[1]李艷玲，徐軍，朱伶俐.瓷磚粘結(jié)砂漿的性能研究及經(jīng)濟性分析[J].磚瓦，2007（10）：50-52.

[2]郭一鋒，李光球，陳曉龍.大型石材速凝型膠粘劑的制備及耐候性能研究[J].中國膠粘劑，2013（11）：13-17.

[3]L.Schmitz，C-J.Hacker，張量.纖維素醚在水泥基干拌砂漿產(chǎn)品中的應用[J].新型建筑材料，2006（7）：45-48.

Application study on the backing adhesive of ceramic tile

LI Guangqiu1，2，CHEN Xiaolong1，2，GUO Yifeng1，2
（1.Jiangsu Province Engineering Research Center for High Performance Building Materials，Suzhou Gusu New Building Materials Co.Ltd.，Suzhou 215132，China；2.Suzhou Academy of Building Research Co.Ltd.，Suzhou 215129，China）

The experimental results show that SJ-601 ceramic tile back glue can add water dilute in use process，the dilution rate shall meet the requirements.Ceramic tile back glue complex used with various binding material，can form a ceramic tile paste system to enhance the binding power between ceramic tile and grass-roots level sharply.And paste system composed of C2 type ceramic tile adhesive，can be used for brick paste on materials such as marble，artificial stone，vitrified tiles.Ceramic tile of gum in the standard concrete slab and glazed tile with good performance，safety performance is greatly improved.Paste，aerated block on its bond strength affected by water absorption at the grass-roots level，proposed to shelling-out ceramic tile back glue and paste again after grassroots wetting.

ceramic tile back glue，facing material，bond strength，durability

TU58+9

A

1001-702X（2016）09-0069-04

2016-04-13；

2015-05-31

李光球，男，1979年生，湖南新化人，高級工程師，研究方向：建筑材料研究與應用。