大理石飾面板變形控制定位技術(shù)研究與應(yīng)用

胡本國 （中核華緯工程設(shè)計研究有限公司，江蘇 南京 210019）

1 引言

在建筑工程室內(nèi)裝飾裝修的施工中，大理石或人造飾面板的墻柱面、地面普遍采用干掛安裝和濕貼施工方法，也是裝飾裝修工程施工極其重要的工序。

干掛工藝是在石材側(cè)邊開槽，用金屬掛件安裝在基層鋼架上；常用的濕貼方法是用含建筑膠的水泥砂漿把天然大理石或人造石飾面板粘貼在墻柱面上，或用膠粘劑把天然大理石或人造石飾面板粘貼在墻柱面上。工程裝飾完成后一段時間，很多大理石板會產(chǎn)生起鼓、彎曲變形開裂，墻柱的高處石材飾面板變形開裂后產(chǎn)生墜落，有的地方造成了人體傷害的質(zhì)量安全事故；地面鋪貼的大理石板會空鼓、開裂，在踩壓后破壞，需要拆除返工，造成裝飾工程質(zhì)量事故；變形較小部分石材飾面板也需打磨，再做晶面處理，打磨時產(chǎn)生環(huán)境污染，增加成本。維修更換后的石材飾面板還會繼續(xù)產(chǎn)生變形，還會繼續(xù)存在質(zhì)量安全隱患。

鑒于此類大理石飾面板的變形品質(zhì)，根據(jù)項目多次產(chǎn)生的質(zhì)量問題分析，結(jié)合有關(guān)技術(shù)措施，研發(fā)并應(yīng)用了大理石飾面板變形控制定位件，徹底解決了大理石飾面板起鼓變形、損壞問題，并獲得了國家專利，專利號：ZL20202208787 72。

2 產(chǎn)生變形原因分析

2.1 板材特性分析

設(shè)計師為了突出建筑的室內(nèi)裝飾效果，經(jīng)常選用灰色系、黑色系，以及砂巖類大理石飾面板，此類大理石品質(zhì)較為松軟，彎曲強(qiáng)度＜7MPa的標(biāo)準(zhǔn)值，吸水率＞0.5，當(dāng)平面尺寸較大時，會在環(huán)境的溫、濕度交替變化時吸濕膨脹，干燥收縮，進(jìn)而產(chǎn)生起鼓、彎曲變形，局部產(chǎn)生應(yīng)力集中后開裂，地面鋪貼的石材飾面板起鼓被踩壓后碎裂。

2.2 安裝工藝分析

2.2.1 干掛

常規(guī)的干掛施工，是在橫向的大理石板的上下兩端側(cè)邊開槽，用金屬掛件固定在基層鋼架上，相對于一塊大理石板只是固定了四個點，其大面在溫濕度變化時，會起鼓變形。

2.2.2 濕貼

室內(nèi)地面和部分墻柱面采用濕貼工藝，其大理石板材吸濕后會產(chǎn)生膨脹，粘貼砂漿干燥后收縮，有的地暖地面在冬季供暖，夏季制冷，會導(dǎo)致熱脹冷縮而變形、開裂。

綜上所述，大理石飾面板產(chǎn)生起鼓變形的主要原因是板材的品質(zhì)較為松軟，彎曲強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值；施工工藝不能控制板材變形應(yīng)力，從而造成濕脹干縮，熱脹冷縮，大理石飾面板起鼓變形，開裂損壞。

3 解決措施及創(chuàng)新做法

針對彎曲強(qiáng)度較低、吸水率較高的大理石飾面板的材質(zhì)特性和施工工藝，要防控大理石的起鼓變形、開裂，主要是需增加大理石飾面板的剛度和強(qiáng)度，提高大理石飾面板抗平面變形能力。

3.1 變形防控措施

為提高大理石飾面板的剛度和強(qiáng)調(diào)，防控安裝變形和溫濕度變化產(chǎn)生的應(yīng)力變形，需對大理石飾面板進(jìn)行增強(qiáng)。大理石飾面板的正迎面不能再做增強(qiáng)處理，只能在大理石飾面板的背面做增強(qiáng)處理，需保證飾面板雙面應(yīng)力基本均衡，不能簡單地在背面的表面做增強(qiáng)，為此，研制了大理石飾面板控制變形的T形多孔定位件，如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 構(gòu)造、安裝示意圖

圖2 T形多孔定位件

圖3 抗變形大理石飾面板

3.2 基本構(gòu)造

大理石飾面板變形防控的基本構(gòu)造（如圖1所示），確定飾面板背面凹槽的位置，在大理石飾面板（1）背面開凹槽（2），在凹槽內(nèi)涂抹膠粘劑后，安裝有T形多孔定位件（3），如圖1所示；T形多孔定位件（如圖2所示）的豎直板（3-1）插入凹槽中通過膠粘劑固定連接，膠粘劑在T形多孔定位件的擠壓下從T形多孔定位件的水平板（3-2）通孔溢出，經(jīng)壓平、固化后形成膠釘帽（6），從而形成穩(wěn)定的、抗變形的大理石飾面板（如圖3所示）。

3.3 設(shè)置規(guī)則

不同尺寸的大理石飾面板需安裝多條變形控制定位件。當(dāng)天然大理石或飾面板的寬度不大于600mm時，一般設(shè)置兩條，凹槽和控制定位件的走向為沿著天然大理石的飾面板的長邊方向，對稱分布在天然大理石的飾面板背面上下兩端；當(dāng)天然大理石飾面板的寬度大于600mm，長度不大于900mm，接近于正方形時，設(shè)置四條定位件，四條凹槽和定位件組成井字形；當(dāng)天然大理石飾面板的寬度大于600mm且小于900mm，長度大于1000mm時，設(shè)置三條凹槽和定位件，其走向為沿著天然大理石飾面板的長邊方向，等距分布在天然大理石的飾面板背面上中下部位。

3.4 凹槽和定位件的構(gòu)造

每條凹槽距離最近的天然大理石飾面板邊距離為50mm～100mm，井字形凹槽之間的間隔為300mm～500mm，凹槽的槽寬為5mm～8mm，槽深為5mm～10mm。

定位件構(gòu)造：材質(zhì)為鋁合金、高強(qiáng)塑料或不銹鋼，豎直板（3-1）的高度為10mm～15mm，水平板（3-2）寬度為20mm～30mm，豎直板（3-1）下端兩側(cè)對稱設(shè)置有鋸齒（7），豎直板（3-1）的末端為三角尖端；定位件上的通孔（4）和通孔（5）交錯分布，位于豎直板和水平板（3-2）的不同平面上，直徑均為3mm～5mm，間隔為10mm～20mm。

3.5 安裝工藝

3.5.1 工藝流程

大理石飾面板開→槽選擇T形多孔定位→件槽內(nèi)填膠、槽口涂膠壓入T形多孔→定位件壓平→溢出的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠鋪貼或安裝大理石飾面板。

①大理石飾面板開槽

根據(jù)天然大理石飾面板的厚度、寬度尺寸和面積大小，依照3.3設(shè)置規(guī)則，確定天然大理石飾面板的背面凹槽的條數(shù)，并按照大理石飾面板的變形情況確定位置、大小和開槽深度，開槽。

②選擇T形多孔定位件

根據(jù)天然大理石飾面板的厚度、寬度尺寸和面積大小，選擇與其匹配的T形多孔定位件。

T形多孔定位件定制加工可以按照工廠型材的機(jī)械化生產(chǎn)模數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場大理石飾面板需要長度，在廠定制成長條，使用時再剪切為大理石飾面板需要的單根長度。如：大理石飾面板背槽長度為800mm，為便于包裝、運輸，現(xiàn)場的二次搬運和電梯的垂直運輸，可在T形多孔定位件的生產(chǎn)車間加工成2400mm長進(jìn)行多根打包，到石材廠使用前再剪切成需要的800mm長，可以有效降低運輸成本。

③槽內(nèi)填膠、槽口涂膠

把大理石飾面板背槽內(nèi)清理干凈，在槽內(nèi)、槽口補(bǔ)涂防護(hù)劑，待防護(hù)劑晾干后，再對石材的六面進(jìn)行全面的防護(hù)劑涂刷，以對大理石飾面板的防護(hù)劑在背槽處能進(jìn)行加強(qiáng)，保證防護(hù)劑對大理石飾面板整體的完整保護(hù)，防止大理石飾面板的吸濕而造成的飾面板泛堿等病變。

在槽內(nèi)填入氧樹脂干掛結(jié)構(gòu)膠，槽內(nèi)填平壓實后，根據(jù)T形多孔定位件水平板（3-2）寬度，在背槽的槽口兩邊滿涂氧樹脂干掛結(jié)構(gòu)膠，膠面略寬于T形多孔定位件水平板寬度。

④壓入T形多孔定位件

將T形多孔定位件的豎直板按壓進(jìn)凹槽內(nèi)，凹槽內(nèi)的環(huán)氧樹脂干掛結(jié)構(gòu)膠在T形多孔定位件的擠壓下，依次經(jīng)過豎直板（3-1）的各通孔、水平板（3-2）的各通孔，并從各通孔溢出。

⑤壓平溢出的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠

將溢出的環(huán)氧樹脂干掛結(jié)構(gòu)膠壓實、壓平，使大理石飾面板的背部凹槽和凹槽兩邊通過環(huán)氧樹脂干掛結(jié)構(gòu)膠與T形多孔定位件粘接成一體；背面的膠經(jīng)壓平、固化后，在T形多孔定位件水平板的通孔處形成膠釘帽。

⑥鋪貼或安裝大理石飾面板

通過膠釘帽、大理石飾面板背面，再與墻柱面、地面粘貼施工用的粘貼劑配合，使天然大理石飾面板與基層緊密粘結(jié)；或按照干掛工藝，進(jìn)行墻柱面的大理石飾面板干掛。

3.6 工藝特點

在凹槽內(nèi)的T形多孔定位件（3）的豎直板（3-1）透過通孔（4）與天然大理石飾面板（1）凹槽兩側(cè)壁穿透性粘結(jié)，固化后形成緊密的一體。T形多孔定位件（3）是T形幾何體，有很強(qiáng)的抗平面變形能力，與大理石飾面板深入粘結(jié)后形成一體，可以提高大理石飾面板的整體剛度和強(qiáng)度，解決平面變形問題。

T形多孔定位件（3）的豎直板（3-1）下端突出的鋸齒可以實現(xiàn)增加膠與大理石飾面板（1）側(cè)壁的握裹力和摩擦力。

環(huán)氧樹脂干掛結(jié)構(gòu)膠透過T形多孔定位件（3）的水平板（3-2）上間隔性設(shè)置的通孔（5）溢出后，壓平、固化后形成的釘帽狀錨固膠釘帽（6），通過膠釘帽（6）和大理石飾面板（1）背面與墻柱面、地面粘貼施工用的粘貼劑，可與基層緊密粘結(jié)，以保證天然大理石飾面板（1）和基層有足夠的粘貼面，不會產(chǎn)生空鼓。

4 效益分析

按照本項技術(shù)措施和構(gòu)造處理，其T形多孔定位件材質(zhì)為鋁合金或高強(qiáng)塑料，或性能穩(wěn)定的不生銹金屬等材料制作，單位面積內(nèi)使用量較少，價格較低。

在大理石飾面板背面開凹槽、填膠，安裝T形多孔定位件均在石材加工廠內(nèi)完成，機(jī)械化作業(yè)，成本增加有限，也可以減少現(xiàn)場加工的環(huán)境污染。

增強(qiáng)后的大理石飾面板整體強(qiáng)度、剛度和韌性均有很大的提高，能有效降低運輸和二次搬運損耗，相比較普通大理石飾面板的運輸、二次搬運、安裝的高損耗率，本技術(shù)處理后的單塊大理石飾面板的綜合成本基本上未增加。

由于從根本上做到了大理石飾面板的抗變形，無空鼓，不返工，無質(zhì)量和使用安全隱患，能保證參建方的經(jīng)濟(jì)效益，不會產(chǎn)生因質(zhì)量、安全使用方面的負(fù)面影響，投資與參建方均可達(dá)到和提升經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的目的。

5 結(jié)語

通過對大理石飾面板的分析計算，在天然大理石的飾面板的背面開設(shè)合適的凹槽，并安裝T形多孔定位件，大大降低了天然大理石的飾面板因吸濕、失水、溫濕度變化造成的翹曲變形等問題，同時使天然大理石飾面板在運輸和儲存過程中不會變形、損壞，安裝后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，可以保證大理石、花崗石等飾面板的質(zhì)量可靠性。

大理石飾面板通過膠釘帽與墻柱面、地面用粘貼劑鋪貼，使大理石飾面板與基層緊密粘結(jié)；或在大理石板側(cè)邊進(jìn)行開槽，或在大理石飾面板背面開孔，通過金屬掛件、錨栓掛裝在墻柱面基層鋼架上，形成穩(wěn)定的、可靠的、抗變形的大理石飾面板體系。

其技術(shù)特點：可以解決易變形的大理石、花崗石、人造石等飾面板材，在環(huán)境的溫濕度交替變化、雨雪浸濕下，不會產(chǎn)生起鼓、彎曲變形后的開裂，較高的墻柱面石材不會產(chǎn)生變形開裂后的脫離墜落，不會因此造成人體傷害等質(zhì)量安全事故。同時也可以杜絕地面鋪貼的石材空鼓、開裂，在踩壓后碎裂破壞，杜絕或減少拆除返工，減少環(huán)境污染，降低維修成本。

本項技術(shù)并不局限于上述實施內(nèi)容，還可以在本項技術(shù)的思路下再進(jìn)行若干改進(jìn)和研發(fā)，為建筑裝飾裝修工程的天然大理石飾面板、花崗石飾面板、人造石飾面板等飾面板材提供更多的降本增效的技術(shù)解決方案。