裝飾工程墻地磚施工中基層界面劑應(yīng)用的低碳研究

鄭 權(quán) 深圳中天精裝股份有限公司技術(shù)研發(fā)總監(jiān)

1 背景

自從我國向國際社會莊嚴(yán)作出2030及2060 分階段實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的承諾后，為了完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳減排工作，中國政府積極響應(yīng)IPCC，在聯(lián)合國氣候變化專門委員會溫室氣體清單指南的框架下制定了一系列相關(guān)政策。目前《2030 年前碳達(dá)峰行動方案》已經(jīng)正式頒布，在此形勢下，建筑業(yè)使命光榮，但任務(wù)艱巨，根據(jù)2021年底中國建筑節(jié)能協(xié)會、重慶大學(xué)在線發(fā)布的《2021 中國建筑能耗與碳排放研究報告：省級建筑碳達(dá)峰形勢評估》，2019 年全國建筑全過程（包括建筑材料生產(chǎn)與運輸、建筑建造、運行及拆除等過程）碳排放總量為49.97億噸二氧化碳，占全國碳排放的比重達(dá)到50.6%，已超半壁江山。

實現(xiàn)3060碳達(dá)峰碳中和的宏偉目標(biāo)，建筑業(yè)首當(dāng)其沖，必須迅速采取行動，刀刃向內(nèi)進行一場從頭到尾的自我革命。在建筑的全生命周期中，建筑的施工階段碳排放為1.0 億噸CO2，占全國碳排放的比重達(dá)到1%，而建材的生產(chǎn)階段能耗最大超過了運行階段達(dá)到11.1 億tce，相應(yīng)的碳排放最高達(dá)到27.7 億噸CO2，占全國碳排放的比重達(dá)到28%。由此可見，建筑領(lǐng)域的節(jié)能減排重點在建材生產(chǎn)階段與建筑運營階段，特別是建材生產(chǎn)階段。必須牢牢地抓住這個關(guān)鍵，同時在施工中減少不必要的材料與工序，以實現(xiàn)國家總體的低碳目標(biāo)。

建筑材料的生產(chǎn)階段碳排放占整個建筑業(yè)的55.4%，其中水泥不僅是能耗大戶，而且它的碳排放量占比也達(dá)到了11.29%。在建筑裝飾行業(yè)水泥材料的減排工作中，具體還應(yīng)包括用量較大的瓷磚膠、基層界面劑等以水泥為主要成分的產(chǎn)品，這些輔助材料主要用于墻地磚大理石濕貼工藝。因此，在施工過程中如能合理減少這類材料的使用總量，意義重大，例如，避免基層界面劑等產(chǎn)品的過度使用，將有效減少建筑全生命周期中的碳排放。

2 墻地磚施工中應(yīng)用基層界面劑的合理性與必要性分析

上世紀(jì)末之前，墻地磚鋪貼施工中是不需要使用任何基層界面劑的，也不存在所謂的界面劑，最常用的瓷磚粘接材料就是水泥加適量的建筑膠水。瓷磚鋪貼構(gòu)造簡單，效果也相當(dāng)不錯。然而隨著瓷磚的品種的增多規(guī)格變大，出現(xiàn)較多空鼓脫落現(xiàn)象，于是專門的瓷磚粘結(jié)劑誕生了，一定程度上解決了這類質(zhì)量問題。但是由于當(dāng)時瓷磚粘結(jié)劑價格比水泥價格高，并且國內(nèi)的瓷磚粘結(jié)劑廠家的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，市場占有率依然較低。

進入21 世紀(jì)后，鋁模板得到了廣泛應(yīng)用，使用鋁模板建造的混凝土墻體柱體表面相當(dāng)光滑，由于水泥或者當(dāng)時瓷磚粘結(jié)劑初級產(chǎn)品不能勝任，造成了大量的空鼓與瓷磚脫落的問題。又因為混凝土表面硬強度高，如果采用人工拉毛，成本也相當(dāng)?shù)母撸谑卿X模混凝土基層界面劑由此出現(xiàn)，剛好滿足了建筑市場的需要。

近十年來伴隨著裝配式的大規(guī)格墻板從小范圍試點到大規(guī)模應(yīng)用，以ALC蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土為代表的板材由于其質(zhì)地相對疏松并且表面吸水率非常之大等原因，嚴(yán)重影響到這類墻板上瓷磚的鋪貼質(zhì)量，于是針對ALC 大規(guī)格墻板的基層界面劑又合理地出現(xiàn)[1]。這類基層上的大規(guī)模的瓷磚空鼓脫落很大程度上得到了控制。類似地，針對蒸壓砌塊、針對墻面防水層等等不同基層陸續(xù)出現(xiàn)了很多不同的基層界面劑，甚至對乳膠漆飾面的基層、自流平地面的基層[2]，也都有了對應(yīng)的界面劑，可謂五花八門。從表面上看似乎合理，是在對癥下藥解決問題，而實質(zhì)上也使得建筑裝飾構(gòu)造更趨復(fù)雜，施工工序質(zhì)量的把控風(fēng)險相應(yīng)加大。

經(jīng)過這20 多年的產(chǎn)品迭代，目前瓷磚粘結(jié)劑主要供應(yīng)商無論在生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品配方上都更加先進成熟，相對早期的初級產(chǎn)品，現(xiàn)在瓷磚粘結(jié)劑的性能與質(zhì)量已經(jīng)今非昔比，尤其是瓷磚粘結(jié)劑與各種界面（如ALC）的結(jié)合性能與兼容效果已經(jīng)大大地提升[3]。某知名瓷磚粘結(jié)劑供應(yīng)商就明確表示針對目前常規(guī)墻面基層（包括鋁模混凝土、ALC 墻板等），他們的粘結(jié)劑產(chǎn)品無需配備任何基層界面劑，完全可以獨立滿足瓷磚的黏貼要求，不會因此而產(chǎn)生空鼓脫落等質(zhì)量問題。今天的瓷磚粘結(jié)劑已經(jīng)不是昨天的粘結(jié)劑了[4]。

已經(jīng)進入2022 年，大量建筑裝飾項目仍然在批量使用基層界面劑，目的是提高瓷磚粘接效果，對于是否必須使用基層界面劑這個問題，行業(yè)內(nèi)的確還有不同的看法。筆者不僅進行了理論上的分析，同時還設(shè)計了一系列相關(guān)試驗，通過對試驗數(shù)據(jù)進行分析對比，得出了相應(yīng)的結(jié)論。

3 系列試驗與數(shù)據(jù)分析

為了使試驗數(shù)據(jù)更有實際意義，試驗結(jié)論更具指導(dǎo)意義，試驗的地點安排在深圳市合正觀瀾匯裝修項目。本系列試驗選取了國內(nèi)大多數(shù)主流品牌的瓷磚粘結(jié)劑與相對應(yīng)的界面劑（如：德高、能高、東方雨虹、上海愛迪及國際品牌韋伯），分別在目前應(yīng)用較為廣泛的鋁模混凝土基層和ALC 墻板基層上進行現(xiàn)場拉拔。

由于本文篇幅有限，本文僅以上海愛迪及韋伯兩個品牌的試驗為例進行介紹與試驗數(shù)據(jù)的對比分析。

表1 試驗材料表

本試驗安排在2021 年11 至2022年2 月，分別進行了28 d 強度試驗及90 d 拉拔強度試驗，標(biāo)準(zhǔn)按照《建筑工程飾面磚粘結(jié)強度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T110-2017 執(zhí)行。每家供應(yīng)商分別在兩種基層進行貼磚，每種基層各貼三組，第一組為涂刷了界面劑+瓷磚膠（C0 級）進行鋪貼，第二組為無界面劑使用瓷磚膠（C0級）進行鋪貼，第三組為無界面劑使用瓷磚膠（C1 級）進行鋪貼，每種各貼一塊400 mm×800 mm 的玻化磚，試驗工具采用經(jīng)調(diào)試合格的中交建儀拉拔儀器，型號BJZJ-6000C 。

本系列試驗的過程嚴(yán)格參照相關(guān)規(guī)范，具體現(xiàn)場試驗步驟包括：（1）瓷磚背面清理；（2）基層清理；（3）瓷磚膠、界面劑制備；（4）滾涂界面劑；（5）墻面上膠；（6）磚背上膠；（7）瓷磚鋪貼；（8）試驗分組標(biāo)記；（9）拉拔試塊定位與切割；（10）拉拔頭粘貼；（11）拉拔儀加載；（12）拉拔結(jié)果記錄。

3.1 鋁模混凝土基層試驗數(shù)據(jù)分析

以鋁模混凝土基層試驗的為例，對愛迪與韋伯瓷磚膠的28 d 拉拔試驗數(shù)據(jù)（詳見表2 及圖1）進行了客觀的對比與分析，發(fā)現(xiàn)韋伯產(chǎn)品28 d 平均粘接強度（使用界面劑）＞粘接強度（瓷磚膠C1級）＞粘接強度（瓷磚膠C0 級），拉拔斷裂面分別出現(xiàn)在界面劑本身和瓷磚膠、瓷磚膠和混凝土表面、瓷磚膠，表明使用界面劑與加強型瓷磚膠效果相對較好，不過，這兩組試驗拉拔強度平均數(shù)值接近。愛迪產(chǎn)品則略有不同，28 d 平均粘接強度（瓷磚膠C0 級）＞粘接強度（使用界面劑）＞粘接強度（瓷磚膠C1 級）。不使用界面劑時拉拔強度均達(dá)到了規(guī)范要求。

圖1 鋁膜墻體基層28 d 拉拔數(shù)據(jù)曲線圖

表2 鋁模墻體數(shù)據(jù)表

3.2 ALC 墻板基層試驗數(shù)據(jù)分析

同樣，以ALC 墻板基層試驗的為例，對愛迪與韋伯瓷磚膠的28 d 拉拔試驗數(shù)據(jù)（詳見圖2）進行了客觀的對比與分析，發(fā)現(xiàn)韋伯產(chǎn)品28 d 平均粘接強度（瓷磚膠C1 級）＞粘接強度（使用界面劑）＞粘接強度（瓷磚膠C0 級），拉拔斷裂面均出現(xiàn)ALC 墻體，表明瓷磚膠C1 級平均粘接強度最佳，使用界面劑時相對于瓷磚膠C0 級表現(xiàn)更好。愛迪產(chǎn)品則略有不同，具體表現(xiàn)為：28 d 平均粘接強度（瓷磚膠C1 級）＞粘接強度（瓷磚膠C0 級）＞粘接強度（使用界面劑），拉拔斷裂面分別為磚背與瓷磚膠/瓷磚膠與ALC墻體、ALC 墻體和瓷磚膠、瓷磚膠。試驗數(shù)據(jù)表明：使用普通型涂刷界面劑效果較差，反而普通型瓷磚膠未涂刷界面劑較好；而加強型瓷磚膠效果較好。說明界面劑需要與瓷磚膠匹配，否則使用界劑效果未必更好。

圖2 ALC 墻體基層28 d 拉拔數(shù)據(jù)曲線圖

為了進一步驗證在未使用界面劑的狀態(tài)下，瓷磚膠與基層結(jié)合的持久性效果，本研究完整設(shè)計并現(xiàn)場安排了90 d后續(xù)拉拔試驗，試驗取得的數(shù)據(jù)和預(yù)判相當(dāng)吻合，90 d 拉拔強度（由于受到本文篇幅限制，詳細(xì)試驗數(shù)據(jù)略）與28d試驗數(shù)據(jù)相比較均有所遞增或維持原狀，這也充分地驗證了在一定條件下不使用界面劑的低碳施工的可能性。

4 結(jié)論

通過對以上系列試驗數(shù)據(jù)的分析，初步可以得到以下結(jié)論：第一，在完成試驗貼磚28 d 后，除了由于局部空鼓等原因極個別數(shù)據(jù)略小于0.4 MPa，參加本試驗的兩家供應(yīng)商產(chǎn)品的拉拔試驗數(shù)據(jù)中強度平均值均≥0.4 MPa，能夠符合《建筑工程飾面磚粘結(jié)強度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T110-2017 規(guī)范要求。第二，大多數(shù)情況下，使用界面劑與未使用界面劑的效果相當(dāng)接近，甚至出現(xiàn)了一些使用界面劑情況下的抗拉拔強度還略小的情形（基層界面劑與瓷磚膠的兼容性不夠匹配造成）。第三，由本系列試驗所得數(shù)據(jù)可知，即使未使用基層界面劑，單獨使用C0 級瓷磚粘結(jié)劑的拉拔力數(shù)據(jù)也能符合規(guī)范要求，而單獨使用C1 級相對效果則更好。第四，對90 d 拉拔試驗數(shù)據(jù)進行分析，單獨使用C0 級或C1 級瓷磚粘結(jié)劑而未使用基層界面劑時，其粘接效果在鋁模混凝土及ALC 墻板兩種常見基層上，均表現(xiàn)穩(wěn)定與持久。

綜上所述，目前主流瓷磚粘結(jié)劑的性能已得到很大改善，針對常見基層，能夠在確保質(zhì)量的同時獨立粘貼墻地磚，并達(dá)到相關(guān)規(guī)范的要求，本系列試驗對此結(jié)論已經(jīng)進行了驗證。需要進一步強調(diào)的是：尤其采用了分層齒刮法施工工藝，效果更有保證[5]。這一實驗結(jié)論將有利于在施工過程中減少多余的工序（雖然之前也許有這個必要），有利于建筑裝飾領(lǐng)域的節(jié)能減排，從而實現(xiàn)“3060”碳達(dá)峰碳中和的國家戰(zhàn)略目標(biāo)。

有鑒于實際施工過程中，各批次瓷磚粘結(jié)劑的質(zhì)量會有所波動等因素，故建議各項目在開工進場后應(yīng)及時進行相關(guān)產(chǎn)品的現(xiàn)場真實條件下的拉拔試驗，在確保施工質(zhì)量的前提下，確定合理且高效的施工方案，這樣完全可以更好地從實際出發(fā)，有效避免因增加不必要的工序而造成的材料及其他資源的浪費，最終為企業(yè)創(chuàng)造效益、為社會創(chuàng)造價值，同時也為環(huán)境可持續(xù)發(fā)展作出相應(yīng)貢獻(xiàn)。