摘" 要：該試驗通過設(shè)置不同的瓷磚背面紋路、背膠養(yǎng)護(hù)時間以及瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的配合比，針對?；u復(fù)合黏結(jié)體系破壞機(jī)理的部分問題進(jìn)行研究。結(jié)果表明，施工時?；u涂刷背膠后至少晾干4 h、12 h最佳；配方中含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度隨著乳膠粉添加量的增加先增加后減小，在添加量1.5%時黏結(jié)強度達(dá)到最大，而配方中含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度隨著乳膠粉添加量的增加而增加；同心環(huán)單邊燕尾槽紋路與黏結(jié)層形成剛性卯榫結(jié)構(gòu)后提供結(jié)構(gòu)力，大大增強瓷磚與墻體的黏結(jié)力；背涂背膠?；u與柔性防水層復(fù)合黏結(jié)體系最薄弱的一環(huán)為瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面強度。

關(guān)鍵詞：界面破壞；瓷磚背膠；柔性防水層；黏結(jié)強度；?；u

中圖分類號：TU522.1" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）33-0056-05

Abstract： In this test， some problems of the failure mechanism of the vitrified tile composite bonding system were studied by setting different tile back texture， gum curing time and the mixture ratio of tile binder-cement mortar layer. The results show that during construction， the vitrified tiles are dried for at least 4 hours after being applied with the backing， and the optimal time is 12 hours. The bond strength of the ceramic tile system containing ethylene-vinyl acetate copolymer latex powder in the formula first increases and then decreases with the increase of the amount of latex powder. The bond strength reaches the maximum when the amount of latex powder is 1.5%， while the bond strength of the ceramic tile system containing ethylene-vinyl acetate copolymer latex powder in the formula increases with the increase of the amount of latex powder added. The concentric ring single-sided dovetail groove pattern and the bonding layer form a rigid mortise and tenon structure to provide structural force， which greatly enhances the bonding force between the tile and the wall; the weakest link of the composite bonding system of back-coated glazed tile and flexible waterproof layer is the ceramic tile binder-contact interface strength between cement mortar layer and waterproof layer.

Keywords： interface failure; ceramic tile adhesive; flexible waterproof layer; bond strength; vitrified tile

近年來，玻化磚上墻這種裝修風(fēng)格廣受業(yè)主青睞。?；u是吸水率低于0.5%的瓷質(zhì)磚。由于其吸水率過小，再加上密度大，吸水性不好，無法通過浸泡使其獲得充分的水分以達(dá)到與墻面黏牢的程度，如果想要用傳統(tǒng)水泥砂漿鋪貼的話，很難把地磚牢固地鋪貼上墻，和普通的墻磚相比，空鼓脫落的概率高。

地磚上墻鋪貼方法：①薄貼法。就是用黏接劑把磚和墻面結(jié)合到一起。這種操作方法，鋪貼時只使用瓷磚黏接劑和背膠，用不到水泥砂漿，因此厚度很小，所以被稱為薄貼?，F(xiàn)在這個還未普及，因為對原墻面平整度和垂直度要求都比較高，而且成本也相對較大，這種可以適用于局部鋪貼，比如背景墻。薄貼法對工人的要求比較高，所以工價也相對較高。②傳統(tǒng)鋪貼改進(jìn)法。在磚的背面先涂抹一層1～2 mm專用背膠，然后再用瓷磚黏接劑混合在水泥砂漿中，這樣通過2種膠質(zhì)的銜接，增強水泥層與磚的黏結(jié)度（圖1）。

過往很多空鼓脫落的例子，最先嘗試地磚上墻的客戶，付出了慘重的代價，不到2年，很多磚開始剝落，不僅美觀被不可逆地破壞，最嚴(yán)重的是，由于地磚重，架設(shè)高，掉下來之后，給家庭帶來極大的安全隱患。傳統(tǒng)鋪貼方法改進(jìn)甚至采用薄貼法以后，掉磚現(xiàn)象好轉(zhuǎn)很多，但在一些特殊室內(nèi)區(qū)域的墻體如刷有防水涂料的衛(wèi)生間墻體，如圖1所示復(fù)合黏結(jié)體系中防水層與瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層、瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與背膠、背膠與?；u的黏結(jié)力不足，另外瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層材料內(nèi)部也可能發(fā)生破壞，容易導(dǎo)致掉磚現(xiàn)象。

本試驗將通過設(shè)置不同瓷磚背面紋路、 背膠養(yǎng)護(hù)時間以及瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的配合比，利用黏貼強度檢測儀進(jìn)行拉拔破壞，探究柔性防水層體系的黏結(jié)強度規(guī)律。

1" 試驗

1.1" 原料

試驗中采用傳統(tǒng)鋪貼改進(jìn)法，柔性防水層復(fù)合黏結(jié)體系如圖1所示。混凝土墻面（C30）：南昌某小區(qū)毛胚商品房內(nèi)墻體，符合JC/T 547—2017《陶瓷磚膠黏劑》規(guī)定要求；柔性水泥基防水涂料是雙組分試劑，水劑主要由柔性乳液和水組成，粉劑由水泥、砂子和添加劑組成；纖維素醚選用100 000 MPa·s黏度規(guī)格的羥丙基甲基纖維素醚（HPMC）；淀粉醚（CASUCOL 301）；可再分散乳膠粉分別選用市售的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1#（Tg為19.0 ℃）、市售的丙烯酸酯類2#（Tg為8.0 ℃）；水泥：P·O 42.5水泥，南昌海螺水泥廠；骨料：河砂，細(xì)度模數(shù)2.5，南昌某砂場產(chǎn)；?；u：吸水率小于0.5%（煮沸法），符合GB/T 4100—2015《陶瓷磚》附錄A要求的AⅠa類擠壓陶瓷磚，高安某陶瓷磚廠生產(chǎn)；2種背膠為單組分乳液型瓷磚背膠，刷涂量為13～15 m2/kg，均勻涂刷后在試驗條件下晾置規(guī)定時間，表干后待用。瓷磚背膠的主要技術(shù)性能見表1，其中初黏性的測試方法參考 GBT 4852—2002《壓敏膠黏帶初黏性試驗方法（滾球法）》。

1.2" 試驗儀器設(shè)備

一體式黏結(jié)強度檢測儀：HC-6000C型；水泥膠砂攪拌機(jī)，JJ-5型；手動切割機(jī)，Z1E-FF-110型。

1.3" 實驗步驟

混凝土墻基層處理后澆水濕潤，陰干。

在飽和面干后的混凝土墻上涂刷柔性水泥基防水涂料，控制室內(nèi)溫度和濕度，養(yǎng)護(hù)24 h以上。

?；u背膠的刷/刮涂：將清理好的瓷磚背面，去除灰塵、脫模劑等雜物，再薄刷一層乳液型單組分瓷磚背膠，涂抹均勻，然后晾置至規(guī)定時間。

瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿的制備：所用的試驗配方中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表2，其中P1至P4 4種配方中1#和2#可再分散乳膠粉的添加量依次為0.8%、1.0%、1.5%、2.0%。將其按規(guī)定的配合比例進(jìn)行混合。

將刷好背膠的?；u切割成300 mm×600 mm尺寸，然后用瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿將其貼在刷有防水涂料的墻上，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定時間。

養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，用手動切割機(jī)在300 mm×600 mm?；u上切出3個45 mm×45 mm小試塊測試點，并分別用環(huán)氧AB膠將拉拔頭黏接在其上，在實驗環(huán)境中放置24 h后進(jìn)行黏接強度拉拔測試。取3個測試點的平均值作為該組試樣黏結(jié)強度實測值（圖2）。

設(shè)計了以下3組試驗：①研究背膠養(yǎng)護(hù)時間對黏結(jié)強度的影響，分別設(shè)定為1、2、4、12 h。②研究瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的配合比對黏結(jié)強度的影響，分別設(shè)定將所用的試驗配方中1#和2#可再分散乳膠粉的添加量均為0.8%、1.0%、1.5%、2.0%，其他成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為水泥35%、河砂60%、重鈣5%、纖維素醚0.2%、淀粉醚0.1%和加水量均為20%。③研究瓷磚背面紋路對黏結(jié)強度的影響，分別設(shè)定為格子紋路、點陣紋路、條形紋路以及同心環(huán)單邊燕尾槽紋路4種。試樣測試齡期為28 d。

1.4" 測試方法

參照J(rèn)C/T 547—2017《陶瓷磚膠黏劑》和JGJ/T 110—2017《建筑工程飾面磚黏結(jié)強度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》開展?；u在涂刷了水泥基防水涂料混凝土墻上的黏結(jié)強度檢驗試驗。

2" 結(jié)果與討論

2.1" 背膠養(yǎng)護(hù)時間對黏結(jié)強度的影響

采用編號P3的配合比，即1#和2#可再分散乳膠粉的添加量均為1.5%，測得R1和R2背膠與添加1#和2#可再分散乳膠粉的瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層組成的4種組合分別在背膠養(yǎng)護(hù)1、2、4、12 h的黏結(jié)強度如圖3所示。

由圖3可知，背涂背膠黏結(jié)復(fù)合體系黏結(jié)強度隨著背膠養(yǎng)護(hù)時間的增加而增大。從R1+1#組合的曲線可以看出，當(dāng)瓷磚背面刷背膠后養(yǎng)護(hù)時間僅為1 h即又刮涂瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層時，黏結(jié)強度值為1.03 MPa；2 h時強度值比1 h的值多了38%；4 h時，黏結(jié)強度又比2 h的值多了5%；12 h時，黏結(jié)強度僅僅比4 h的強度值多1%。另外3組組合曲線黏結(jié)強度發(fā)展亦有同樣的趨勢。這說明背膠的養(yǎng)護(hù)時間對瓷磚背膠體系黏結(jié)強度有一定影響，施工時?；u涂刷背膠后至少晾干4 h，能達(dá)到12 h以上最好，這樣能減少黏結(jié)力的失效，防止掉磚現(xiàn)象。

對此，何俊鵬等[1]研究指出單組分背膠在瓷磚鋪貼中的作用及機(jī)理，瓷磚膠與瓷磚之間在氣溫變化過程中由于膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致膨脹量不同，在接觸界面產(chǎn)生剪切應(yīng)力，且不被硬化后的瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層吸收，對黏結(jié)力產(chǎn)生破壞產(chǎn)生空鼓，高低溫反復(fù)循環(huán)后，空鼓面積越來越大導(dǎo)致玻化磚墜落。使用擁有很好柔性的背膠背涂玻化磚可以在剛性的瓷磚膠和瓷磚之間起到過渡、吸收溫度形變應(yīng)力的作用，減少空鼓脫落。楊洪濤等[2]又指出瓷磚空鼓究其原因主要是水分長期侵蝕瓷磚與膠黏層的縫隙，經(jīng)過四季凍融，最終破壞了瓷磚與膠黏層的密實性，從而出現(xiàn)瓷磚空鼓現(xiàn)象，為了減少瓷磚黏貼過程中存在的問題，通過增加一道瓷磚與膠黏層之間的防水層即單組分瓷磚背膠層，防止水分進(jìn)入瓷磚膠黏層毛細(xì)孔中，從而達(dá)到防水和增強黏結(jié)力的雙重功效，降低空鼓率。當(dāng)背膠養(yǎng)護(hù)時間較短時，涂抹后的瓷磚背膠表面還未形成較為連續(xù)的膜結(jié)構(gòu)，此時再涂抹瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層，一方面影響背膠的防水效果和背膠層的拉伸變形能力，不能起到柔性過渡層，吸收形變應(yīng)力的作用，使得其膜結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，另一方面降低了背膠層與玻化磚表面以及瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層之間的黏結(jié)力。

徐振東等[3]研究發(fā)現(xiàn)玻璃化溫度較高或初黏性較低的背膠在試驗中得出的黏結(jié)強度值更大?？紤]實際工程中的經(jīng)濟(jì)性和適用性，選擇R1與1#可再分散乳膠粉瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層組合，匹配度更好。

當(dāng)養(yǎng)護(hù)時間為1 h時，黏結(jié)強度較小，匹配時的破壞形式主要為背膠接觸界面破壞，即發(fā)生在?；u與背膠、背膠與瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的接觸面破壞。當(dāng)養(yǎng)護(hù)時間達(dá)到4 h時，強度增長趨于收斂，達(dá)到12 h時，破壞形式變?yōu)橹饕獮榇纱u黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面破壞，黏結(jié)強度基本不增長，這是由于隨著背膠養(yǎng)護(hù)時間的提高?；u與背膠、背膠與瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的接觸界面強度得到增長，隨后破壞由瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面強度起決定作用，黏結(jié)強度增長有限。方圓等[4]也研究發(fā)現(xiàn)，提高單一的界面破壞強度對于提高整個瓷磚體系的黏結(jié)強度作用有限。

2.2" 瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的配合比對黏結(jié)強度的影響

背膠養(yǎng)護(hù)時間為12 h，即?；u刷涂背膠后晾置12 h，測得R1和R2背膠與添加1#和2#可再分散乳膠粉的瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層組成的4種組合分別在設(shè)定的試驗配方中1#或2#可再分散乳膠粉的添加量均為0.8%、1.0%、1.5%、2.0%時的黏結(jié)強度如圖4所示。

由圖4可知，瓷磚體系的黏結(jié)強度基本上隨著乳膠粉添加量的增加而呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，且黏結(jié)強度接近或大于1.0 MPa，達(dá)到了C2級別的指標(biāo)要求。其中配方中含有1#乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度隨著乳膠粉添加量的增加先增加后減小，在添加量1.5%時黏結(jié)強度達(dá)到最大；而配方中含有2#乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度隨著乳膠粉添加量的增加而增加，這是因為丙烯酸酯類乳膠粉成膜后具有更加優(yōu)異的防水性能和耐水溶脹性能，能夠有效延緩水分通過瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層中的毛細(xì)孔慢慢滲透到黏貼界面處，同時也能減弱界面處聚合物因發(fā)生溶脹而削弱界面處的黏結(jié)強度。

配方中含有1#乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度要高于配方中含有2#乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度，1#乳膠粉為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為19.0 ℃高于2#丙烯酸酯類乳膠粉（Tg為8.0 ℃）的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。郭義兵等[5]研究指出乳膠粉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高，乳膠粉成膜后越硬，聚合物的內(nèi)聚強度越大，發(fā)生拉伸黏結(jié)破壞的力值就越高。

匹配時瓷磚黏結(jié)復(fù)合體系的破壞形式主要為瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面破壞（圖5），破壞由瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面強度起決定作用，瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層中的聚合物組分可以與涂刷在?；u背面的背膠層形成良好的黏結(jié)力，同時背膠層與?；u的黏結(jié)強度也足夠大，而瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面強度由于防水層表面較為光滑的連續(xù)膜結(jié)構(gòu)與瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層黏結(jié)強度較弱，是整個瓷磚黏結(jié)復(fù)合體系最薄弱的一環(huán)，提高這一界面破壞強度對于提高整個瓷磚體系的黏結(jié)強度意義重大。

2.3" 瓷磚背面紋路對黏結(jié)強度的影響

眾所周知，瓷磚的背紋都不是平整面的，而是設(shè)計了各種紋路（常見的有格紋、條紋、點陣紋等），一來是為了增加黏結(jié)劑與瓷磚的黏結(jié)面積，從而提高附著力，二來是方便不同品牌之間的識別，部分企業(yè)會把背紋設(shè)計成為自己獨特的紋理。最近市場上又出現(xiàn)了一種新型的瓷磚背面紋路，即同心環(huán)單邊燕尾槽紋路，因形狀酷似燕子的尾巴而得名。燕尾槽是一種機(jī)械結(jié)構(gòu)，槽的形狀是“∠”，這種結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生倒鉤，因此采用燕尾槽連接非常穩(wěn)固。我國千年智慧結(jié)晶——燕尾榫卯就是應(yīng)用了燕尾槽原理，我國的好多古建筑都采用了燕尾槽連接，即不用一釘一膠，就能穩(wěn)固地連接，并且產(chǎn)生拉拔力，越拉越緊，經(jīng)久不變。

針對格子、點陣、條形以及同心環(huán)單邊燕尾槽4種?；u背面紋路對黏結(jié)強度的影響，選擇R1背膠與摻量0.8%的1#可再分散乳膠粉瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層組合配合進(jìn)行黏貼實驗，結(jié)果如圖6所示。格子、點陣、條形3種傳統(tǒng)的瓷磚背紋的作用是增加瓷磚與涂抹在磚背面的瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的接觸黏結(jié)表面積，從而增加瓷磚鋪貼時牢固性。從圖6數(shù)據(jù)可以看出，考慮到工程實驗的誤差性，可以認(rèn)為它們黏結(jié)強度接近，所以只要背面紋理深淺均勻，背面無雜質(zhì)，傳統(tǒng)紋路的差別并不會對黏結(jié)強度造成太大影響。方圓等[4]研究總結(jié)瓷磚背面紋路可以看作是對瓷磚黏結(jié)劑的約束作用，在濕度和溫度的變化下限制其干縮濕脹，試驗發(fā)現(xiàn)瓷磚背面紋路越開放，其黏結(jié)強度越大。其試驗?；u未使用背膠，而使用單組分背膠進(jìn)行磚背界面處理后的?；u，由于背膠具有良好的柔性，使用擁有很好柔性的背膠背涂?；u可以在剛性的瓷磚膠和瓷磚之間起到過渡、吸收溫度形變應(yīng)力的作用，減少空鼓脫落。

由圖6（d）可知，燕尾槽紋黏結(jié)強度最大，達(dá)到了1.21 MPa，這是因為傳統(tǒng)的瓷磚背紋，雖然形狀和紋路不同，但是都是廣口式的，只能增加黏結(jié)面積，不能形成抓力，而“圓心燕尾槽背紋”是按∠形狀設(shè)計的，除了能增加黏結(jié)面積，最重要的功能，是每一個圓心槽，都能形成一個倒鉤（如圖7所示），玻化磚燕尾槽背紋與黏結(jié)層形成剛性卯榫結(jié)構(gòu)后提供結(jié)構(gòu)力，當(dāng)瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層填充并干了以后，就會形成。一片瓷磚背紋由眾多個燕尾槽組成，并且倒鉤的方向是由四周向中間受力，從而形成強大的抓力，大大增強瓷磚與墻體的附著力。

3" 結(jié)論

1）背膠的養(yǎng)護(hù)時間對瓷磚背膠體系黏結(jié)強度有一定影響，施工時玻化磚涂刷背膠后至少晾干4 h，能達(dá)到12 h以上最好，這樣能減少黏結(jié)力的失效。

背膠R1初黏性低于R2，玻璃化溫度高于R2，1#乳膠粉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于2#乳膠粉，選擇R1與1#可再分散乳膠粉瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層組合，匹配使用較優(yōu)。

2）乳膠粉種類不同，玻化磚復(fù)合黏結(jié)體系的強度隨乳膠粉添加量的增加而呈現(xiàn)的趨勢略有不同，其中配方中含有1#乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度隨著乳膠粉添加量的增加先增加后減小，在添加量1.5%時黏結(jié)強度達(dá)到最大；而配方中含有2#乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳膠粉的瓷磚體系黏結(jié)強度隨著乳膠粉添加量的增加而增加。

3）傳統(tǒng)瓷磚背面紋路（格紋、條紋、點陣紋等）的作用是增加瓷磚與涂抹在磚背面的瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層的接觸黏結(jié)表面積，從而增加瓷磚鋪貼時牢固性，不同紋路的差別對瓷磚體系黏結(jié)強度影響不大，只要背面紋理深淺均勻，背面無雜質(zhì)即可。同心環(huán)單邊燕尾槽紋路與黏結(jié)層形成剛性榫卯結(jié)構(gòu)后提供結(jié)構(gòu)力，大大增強瓷磚與墻體的黏結(jié)力，是以后瓷磚背面紋路發(fā)展的一大趨勢。

4）背涂背膠?；u與柔性防水層復(fù)合黏結(jié)體系最薄弱的一環(huán)為瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層與防水層接觸界面強度，提高這一界面破壞強度對于提高整個瓷磚體系的黏結(jié)強度意義重大，由試驗可知對于添加的不同可再分散乳膠粉的瓷磚黏結(jié)劑-水泥砂漿層，選擇合適的添加量時能提高這一界面強度，但效果有限。

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