一種避免瓷磚空鼓和脫落的新方法探討

摘 要：本文分析了造成瓷磚空鼓和脫落的影響因素和各種常見解決方法，提出了一種避免瓷磚空鼓和脫落的新方法。該方法是通過增加瓷磚和砂漿界面間的機械咬合力來避免瓷磚空鼓和脫落。這種機械咬合力的形成依靠的是砂漿的微膨脹和瓷磚背面的開槽，砂漿通過微膨脹作用在瓷磚背面的槽上產(chǎn)生壓應力，不僅增加了砂漿與瓷磚間的接觸面積，還增加了兩個界面的咬合力，從而避免了瓷磚的空鼓和脫落。

關(guān)鍵詞：瓷磚；空鼓；脫落；微膨脹；開槽

1 引言

隨著人們對居住環(huán)境要求的不斷提高，地面裝飾和墻面裝飾陶瓷磚已成為了住房的必備建筑材料。然而，陶瓷磚在鋪貼后經(jīng)常發(fā)生“空鼓脫落”現(xiàn)象。

陶瓷磚出現(xiàn)“空鼓脫落”一般存在三方面的問題[1]：陶瓷磚本身的問題、水泥和水泥砂漿的問題、鋪貼工藝的問題。為了避免瓷磚的空鼓和脫落問題的發(fā)生，在瓷磚鋪貼工藝處理等影響因素外，主要考慮兩方面的因素：一是瓷磚背紋；二是水泥或砂漿的粘結(jié)性能。這兩方面的主要目的是增加接觸面積以及水泥或砂漿粘結(jié)強度。目前，瓷磚鋪貼都是采用普通瓷磚背紋、普通水泥或水泥砂漿。然而，普通的水泥或水泥砂漿在鋪貼后很容易產(chǎn)生收縮，這種收縮容易導致瓷磚空鼓和脫落，給人們的生命財產(chǎn)帶來了極大危害。

2 瓷磚空鼓和脫落的影響因素

陶瓷磚出現(xiàn)空鼓和脫落的原因主要涉及到瓷磚本身背紋設計、水泥砂漿性能以及鋪貼工藝三個因素。具體因素包括：瓷磚吸水率、瓷磚與水泥砂漿熱膨脹系數(shù)、水泥砂漿組成及性能、瓷磚背紋設計形式、施工等。

（1） 瓷磚吸水率

國家標準將吸水率≤0.5%的劃為瓷質(zhì)磚，0.5%～3%之間的為炻瓷質(zhì)，3%～6%間的為細炻質(zhì)，6%～10%間的為炻質(zhì)磚，≥10%的為陶質(zhì)磚。瓷質(zhì)磚的吸水率最低，與水泥砂漿的粘結(jié)力也最差。所以瓷磚吸水率并不是越低越好，低吸水率容易導致瓷磚空鼓和脫落。

（2） 瓷磚與水泥砂漿熱膨脹系數(shù)

瓷磚比水泥膨脹系數(shù)大一倍以上[2]，一旦產(chǎn)生了溫差，兩者的膨脹收縮不一致，容易使兩個界面分層，最終因為重力或者其他沖擊力的作用，瓷磚與水泥砂漿出現(xiàn)脫落和空鼓現(xiàn)象。對于上墻磚更是如此，環(huán)境溫差越大，越易引起瓷磚脫落[3]。

（3） 水泥砂漿的組成及性能

目前，鋪貼瓷磚的主要粘結(jié)材料是水泥和水泥砂漿，水泥和水泥砂漿的組成必然會影響其粘結(jié)性能。配置水泥砂漿時，水泥的安定性是否合格，水泥的標號、水化周期、砂的顆粒級配和其他添加劑等都會影響水泥砂漿的粘結(jié)強度。比如，不宜選擇早強水泥，過早地硬化不利于砂漿層與瓷磚的接觸，容易造成空鼓現(xiàn)象[1]。水泥的標號也不宜太高，一般選擇用P.O32.5水泥就能滿足要求。水泥砂漿中可以摻入粉煤灰、微硅粉和礦渣等無機膠凝材料[4]，還可以引入混凝土消泡劑等[5]，利于降低砂漿層的大孔隙，從而增大砂漿層與瓷磚的接觸面積，提高兩者的粘結(jié)強度。

（4） 瓷磚背紋設計形式

瓷磚背紋主要是影響瓷磚與水泥和水泥砂漿的接觸面積，瓷磚背面設計背紋能增大接觸面積，從而提高水泥砂漿與瓷磚間的粘結(jié)力。

（5） 施工

瓷磚施工過程要求較高，瓷磚除污與不除污、瓷磚浸泡與不浸泡、地面潤濕與不潤濕[6]、找平與不找平等都會影響瓷磚的粘結(jié)強度。

3 解決瓷磚空鼓和脫落問題的常用方法

就國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，解決瓷磚空鼓和脫落問題常用方法主要是從砂漿改性和瓷磚結(jié)構(gòu)設計兩個方面出發(fā)。

（1） 砂漿改性

瓷磚粘結(jié)失效不僅是砂漿粘結(jié)強度的原因，還受環(huán)境改變的影響。由于普通水泥和水泥砂漿是脆性材料，難以適應基材收縮和其它因素引起的形變，因此，用聚合物對水泥和水泥砂漿進行改性，以提高其適應形變的能力。目前，常用的改性聚合物有羥丙基甲基纖維素醚、甲基纖維素醚 [7] 和乳膠粉[8]等有機聚合物。

（2） 瓷磚結(jié)構(gòu)

為了增加砂漿與瓷磚的接觸面積，設計了各種瓷磚背紋，如圖1，包括方格、條形紋、燕尾紋、凹凸紋等。瓷磚高孔隙率利于砂漿與陶瓷磚的界面結(jié)合。目前也有研究學者利用造孔劑把瓷磚設計成雙層結(jié)構(gòu)[9]，底層是多孔層，上層是致密層的陶瓷磚，這種結(jié)構(gòu)設計被應用于改善陶瓷磚脫落問題。

4 新方法的提出

通過對避免瓷磚空鼓和脫落問題的常見解決方法的分析可以看出，主要原理是增加兩個界面接觸面積和機械咬合力。因此，筆者根據(jù)原有瓷磚鋪貼工藝存在的缺陷，結(jié)合現(xiàn)有瓷磚開槽技術(shù)，提出了砂漿微膨脹和瓷磚開槽相結(jié)合的方式來提高瓷磚與砂漿的粘結(jié)強度。

4.1 瓷磚開槽

瓷磚的背面槽型可以是如下形狀：直槽、倒梯形、燕尾槽等，有一定幅度斜角的槽型最佳，這樣利于瓷磚與砂漿間的機械咬合。如圖3的梯形槽，一片瓷磚如果開2～3條比較寬的梯形槽，微膨脹砂漿擠入槽中，在后期的硬化過程中，產(chǎn)生一定的膨脹，抵消一部分水泥砂漿的收縮，甚至可以產(chǎn)生微小的膨脹，這樣不僅增加了界面接觸面積還增加了兩者的機械咬合力，從而能很好地避免后期的瓷磚空鼓和脫落。

4.2 微膨脹砂漿性能要求

微膨脹砂漿最主要的是選用合適的膨脹劑，要符合GB23439-2009《混凝土膨脹劑》。其中，膨脹劑摻量要適量，而且膨脹周期不易過長。瓷磚鋪貼時要注意瓷磚和地面或墻面的潤濕。

4.3 該方法面臨的難題

該方法面臨的難題是瓷磚開槽。目前一定幅度斜角的槽型的加工很難實現(xiàn)，加工成本也較高。然而在成型階段制備出一定斜角的槽型，就更難實現(xiàn)，因為難以脫模，雖然專利CN201510556263.5公開了一種制作燕尾槽的方法（此方法是利用回位彈簧來制備燕尾槽[10]），然而彈簧很難承受這么大的壓力。也有學者提出利用液體替代彈簧實現(xiàn)回位，這也許能解決槽型制備的難題。

除了槽型制備之外，槽型的設計也是關(guān)鍵（如槽型的寬度和深度），這些都可能影響瓷磚本身的強度。

5 結(jié)語

瓷磚空鼓和脫落問題一直被國內(nèi)外學者研究，大部分研究都集中在砂漿改性或瓷磚背紋設計兩個方面，結(jié)合兩種情況一起考慮的較少，筆者認為，綜合考慮以上兩種情況，利用微膨脹砂漿和瓷磚背面一定幅度斜角的槽型（比如梯形槽、燕尾槽等）能夠很好地解決瓷磚空鼓和脫落的難題。

參考文獻

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201510556263.5，2015-09-05.

Analysis for A New Way to Avoid the Phenomenon of Empty Drum and Falling off

AfterInstalling Ceramic Tiles

NI Cheng-lin

（Foshan Oceano Ceramics co.， LTD， Foshan 528138）

Abstract：This paper analyzes the causes of the empty drum and falling off of ceramic tiles， the various common solution， and then puts forward a new way to avoid empty drum and fall off of ceramic tiles. This method is to increase the interface mechanical interaction between mortar and ceramic tiles for avoiding empty drum and falling off. This formation of mechanical interaction depends on micro expansion of mortar and the slot of ceramic tiles on the back. Micro expansion of mortar prompts the slot of the ceramic tiles on the back to produce a compressional stress.This can not only increase the contact area between the slurry and ceramic tiles，but also can added mechanical interaction on the two interface， so as to avoid the empty drum and falling off of ceramic tiles.

Key words： Ceramic tiles；Empty drum；Fall off；Micro expansion；Slot