何俊鹏，张硕，彭方灵，谢传英

（北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京 100123）

0 前言

近年来，随着瓷砖行业的发展，瓷砖的尺寸规格迅速增大，市场上主流的砖型从300 mm×300 mm 转变为400 mm×800 mm，各瓷砖厂商甚至纷纷推出陶瓷薄板，其尺寸规格一般在1200 mm×2400 mm 以上[1]。与此同时，随着瓷砖烧制工艺的改进，瓷砖的吸水率也迅速降低，目前市场上主流的瓷砖由以往吸水率在6%以上的瓷片砖转变为吸水率在0.5%以下玻化砖。瓷砖尺寸规格的增大和吸水率的降低给瓷砖的铺贴带来了新的挑战。尤其是类似于烟道板、电梯井等不稳定基面，单独使用瓷砖胶越来越无法满足实际使用需求。

为此，瓷砖胶厂家纷纷推出了背胶产品，用以复合瓷砖胶进行瓷砖的铺贴，目前以单组分背胶接受程度最高，但单组分背胶作为一种纯乳液类的产品，其拉伸粘结强度和耐久性尚存争议，在瓷砖胶铺贴系统的作用也尚未作出充分验证[2]。因此，对单组分背胶在瓷砖胶铺贴系统中的作用机理进行研究，对实际瓷砖铺贴工程具有重要意义。

为此，本文从瓷砖铺贴系统的拉伸粘结强度和空鼓发展的角度，对单组分瓷砖背胶在瓷砖铺贴系统中的作用及其作用机理进行了研究分析。

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，瓷砖胶执行标准及其28 d 拉伸粘结强度如表1 所示。

表1 试验用瓷砖胶的类别及拉伸粘结强度

本试验选用的瓷砖背胶为单组分乳液型背胶，符合Q/SYJC 9—2018《陶瓷砖背胶》中Ⅰ型的要求，其主要技术性能如表2 所示。

表2 试验用背胶的主要性能指标

（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400 mm×800 mm，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45 mm×95 mm，吸水率＜0.5%，测试基面为标准混凝土板，尺寸为400 mm×400 mm×40 mm。

1.2 主要仪器设备

为了研究单组分背胶在室内环境中的作用机理，本试验采用外保温专用高低温循环设备（WQB-NH 型，生产厂家沈阳合兴沈阳合兴检测设备有限公司生产）和恒温恒湿养护箱[ZYLH-100D 型，中研立华仪器科技（苏州）有限公司生产]作为养护设备，如图1 和图2 所示。

为了对瓷砖铺贴后的强度进行检测，采用拉拔强度测试仪（BJZJ-6000C 型，海创科学仪器有限公司生产）测试瓷砖胶、背胶与瓷砖间的拉伸粘结强度，如图3 所示；为了对瓷砖铺贴后的空鼓情况进行测试，本试验采用瓷砖空鼓锤（见图4）对瓷砖的空鼓发展进行长期检测。

1.3 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400 mm×800 mm 的玻化砖进行界面处理，剩余部分400 mm×800 mm 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24 h，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1 h 内升温至50 ℃，保持4 h，然后在1 h 内降温至5 ℃，并保持4 h。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 次后的空鼓情况如图5 所示，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 次后的空鼓情况如图6 所示，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。

为了研究瓷砖铺贴空鼓发展的规律，对经不同次数高低温（5～50 ℃）循环后瓷砖铺贴系统的空鼓情况进行测试，结果如图7 所示。

从图7 可以看出：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0.012 mm/（m·℃），玻化砖的热膨胀系数为0.006 mm/（m·℃）[3]，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45 mm×95 mm 的玻化砖进行界面处理，剩余部分45 mm×95 mm 的玻化砖不作处理，选用不同强度等级的瓷砖胶，按照1.3 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28 d。按照JC/T 547—2017 对上述试样的28 d 拉伸粘结强度进行测试，拉拔试件的破坏形式如图8 所示，拉伸粘结强度测试结果如图9 所示。

在该试验的瓷砖铺贴系统中存在3 个界面，分别是瓷砖胶与混凝土板间的界面、瓷砖胶与单组分背胶间的界面以及背胶与玻化砖间的界面。

从图8 可以看出，拉拔试验的破坏形式为背胶和玻化砖之间的界面破坏，表明在上述3 个粘结界面中，背胶与玻化砖之间的拉伸粘结强度最弱，是制约整个瓷砖铺贴体系拉伸粘结强度的主要因素。

从图9 可以看出，除3#瓷砖胶出现异常外，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。

根据瓷砖胶相应的执行标准要求，1#～4#瓷砖胶的拉伸粘结强度应达到0.5 MPa 以上，而5#瓷砖胶由于执行的是JC/T 547—2017 C2 标准，其拉伸粘结强度应达到1.0 MPa 以上。从实际测得的数据来看，在复合背胶后，1#～4#瓷砖胶的拉伸粘结强度均达到了0.5 MPa 以上，符合标准要求；而5#瓷砖胶复合背胶进行铺贴瓷砖后，其拉伸粘结强度为0.85 MPa，不符合标准要求。

3 结论

（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。