集成卫浴硅酸钙板瓷砖复合饰面系统应用研究

集成卫浴硅酸钙板瓷砖复合饰面系统应用研究
试验方案
1.原材料
硅酸钙板：厚度10mm，密度见表1，分低密度与高密度两种，低密度板密度为1.38g/cm³，高密度板密度为1.55g/cm³。

硅酸钙板由生产工厂对其面层进行UV渗透预处理，处理后的硅酸钙板如图1所示。

表1 实验用硅酸钙板密度
（a）（b）
图1 面层处理后的硅酸钙板
（a）高密度硅酸钙板；（b）低密度硅酸钙板粘贴瓷砖：干压陶瓷釉面砖如图2所示，规格800mm×800mm，品牌为布迪威龙，厚度9mm，各项指标满足GB/T4100-2015《陶瓷砖》要求。

图2 粘结用瓷砖
粘接胶：瓷砖与硅酸钙板的粘接胶采用3道禾双组分聚氨酯结构胶与利施邦双组分强力瓷砖粘接胶（环氧树脂）两种，如图3所示。

图3 粘接胶
2.试验方法
依据标准JGJ/T110-2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》进行试验，粘接试验采用两种密度的硅酸钙板，硅酸钙板的界面均由工厂进行UV渗透处理。

界面处理后的硅酸钙板规格为400mm×800mm。

瓷砖粘接方式为两种，一种为硅酸钙板工厂粘接，复合瓷砖后由我单位负责测试其粘接强度；另一种为我单位用双组分聚氨酯结构胶与利施邦双组分强力瓷砖粘接胶（环氧树脂）两种胶对
瓷砖进行粘接并测试其粘接强度，具体粘接试验试件数量见表2。

依据
JGJ/T110-2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》要求，将釉面砖预先切割成45mm×95mm规格，采用两种胶进行粘接，待粘接胶完全固化后，即可在瓷砖表面粘接测试用标准块，固化后进行粘接强度测试。

表2 硅酸钙板粘接试验分组
3.粘接试件制备
（1）工厂预粘结瓷砖试件。

界面UV渗透处理后的硅酸钙板，由工厂复合粘结瓷砖，粘结后的复合板密度数据见表3。

复合板由我单位切割为45mm×95mm规格，切割应保证断缝从饰面砖表面切割至硅酸钙板表面，深度应一致。

将切割好的饰面砖与标准块用AB胶进行胶粘，胶粘标准块前，应清除试样饰面砖表面和标准块胶粘面污渍锈渍并保持干燥（图4）。

表3 复合板密度
图4 工厂粘结瓷砖试件
AB胶为双组分丙烯酸酯结构胶，操作时间5~8min，15min固化定位，完全固化需24h粘接强度满足JGJ/T110-2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》中大于3.0MPa的要求，固化24h后可对粘接试件进行粘接强度测试。

（2）聚氨酯粘接瓷砖试件。

将釉面砖预先切割成45mm×95mm规格，然后将其用双组分聚氨酯结构胶以两种硅酸钙板为基层进行粘接，待聚氨酯结构胶完全固化后（24h）用AB胶粘接标准块，固化24h后对粘接试件进行粘接强度测试（图5）。

图5 聚氨酯粘接瓷砖试件
（3）环氧树脂粘接瓷砖试件。

将釉面砖预先切割成45mm×95mm规格，然后将其用双组分强力瓷砖粘接胶（环氧树脂）以两种硅酸钙板为基层进行粘接，待环氧树脂完全固化后（24h）用AB胶粘接标准块，固化24h后对粘接试件进行粘接强度测试（图6）。

图6 环氧树脂粘接瓷砖试件
4.粘接强度检测仪器
检测仪器为海创高科HC–40多功能强度检测仪，最大试验拉力40kN，最小分辨单位为0.01kN，仪器符合JG/T507-2016《数显式粘结强度检测仪》的规定。

试验结果及分析
1.环氧树脂粘接试验结果
采用环氧树脂胶粘接的试件，基层为低密度硅酸钙板时粘接强度在
0.31~0.42MPa，破坏形态为低密度硅酸钙板基体为主断开，即硅酸钙板基层被胶粘剂拉裂，基层破坏。

基层为高密度板时粘接强度在0.32~0.38MPa，破坏形态为高密度硅酸钙板UV渗透界面被胶粘剂粘掉，但硅酸钙板基层未出现拉裂破坏现象（图7）。

（a）（b）
图7 环氧树脂粘接试件破坏形态
（a）低密度硅酸钙板；（b）高密度硅酸钙板出现这种破坏形态，表明低密度硅酸钙板板体强度较低，其为基层的粘接强度已完全体现，但高密度硅酸钙板只是界面层被剥离，胶体并未将基层粘坏，以其为基层的粘接强度并未完全体现，界面处理适当其粘接强度应可进一步提升。

2.聚氨酯粘接试验结果
采用双组分聚氨酯结构胶粘接的试件，基层为低密度板时粘接强度在
0.31~0.43MPa，破坏形态与环氧树脂粘接时相同，为低密度硅酸钙板基体为主断开，基层板体破坏。

基层为高密度硅酸钙板时粘接强度在0.22~0.47MPa，破坏形态为高密度硅酸钙板UV渗透界面被胶粘剂粘掉，硅酸钙板基层未出现拉
裂破坏现象，与环氧树脂粘接相比较，被胶粘剂粘掉UV渗透界面呈现出瓷砖背纹纹理，如图8所示。

（a）（b）
图8 聚氨酯粘接试件破坏形态
（a）低密度硅酸钙板；（b）高密度硅酸钙板
这种破坏形态，表明低密度硅酸钙板板体破坏形态与环氧树脂粘接时相同，以其为基层的粘接强度已完全体现。

高密度硅酸钙板只是界面层被剥离并呈现瓷砖背纹纹理，原因应为聚氨酯胶粘度较小，粘接时的挤压使瓷砖背纹凸出处胶层较薄，胶层厚度的差异也是其粘接强度出现大小差异较大情况的原因。

同样高密度板基层并无破坏，以其作为基层的粘接强度并未完全体现。

3.工厂粘接试验结果
由工厂预粘接的试件，基层为低密度硅酸钙板时粘接强度在0.50~0.64MPa。

破坏形态，为低密度硅酸钙板基体为主断开，基层板体破坏。

基层为高密度板时粘接强度在0.67~0.82MPa，破坏形态为高密度硅酸钙板基体为主断开，被胶
粘剂粘掉的高密度板基层厚度较薄，约1mm左右。

其破坏界面与环氧树脂和聚氨酯胶粘接时相比，明显粘掉了1层较薄的基层，破坏形态如图9所示。

（a）（b）
图9 工厂粘接试件破坏形态
（a）低密度硅酸钙板；（b）高密度硅酸钙板
工厂粘接试件，低密度板破坏形式和前两种粘接方式的破坏形式类似，但粘接强度提升明显，其原因应为拉拔试件周边粘接的瓷砖对基层板体起到了一定约束作用，使得粘接强度测试值有所提升。

高密度板破坏形式和前两种粘接方式时的破坏形式明显不同，基层板体有一定破坏，使得以其为基层的粘接强度已完全体现，充分发挥了板体的强度。

各组试件的平均粘接强度见表4。

依据JGJ/T110-2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》要求，带饰面砖的预制构件，每组试样平均粘结强度不应小于0.6MPa。

每组允许有1个试样的粘结强度小于0.6MPa，但不应小于0.4MPa。

除工厂粘接高密度硅酸钙板外，其他粘接方式均未达到标准要求。

工厂粘接低密度硅酸钙板虽平均粘接强度修约至0.1MPa后为0.6MPa，但其各组均有两个试样粘接强度小于0.6MPa，固不符合判定指标要求。

表4 各组试件平均粘接强度
结束语
（1）本次试验的几种粘接方式中，工厂粘接高密度硅酸钙板的两组试件，平均粘接强度分别为0.7MPa、0.8MPa，符合判定指标要求，粘接强度合格。

（2）本次试验用到的低密度硅酸钙板在粘接强度试验中，均出现了以低密度硅酸钙板基体为主断开的断开状态，基层板体破坏，同时粘接强度也均未达到标准要求，因此低密度硅酸钙板不适于用作粘接基层。

（3）环氧树脂和聚氨酯粘接高密度硅酸钙板的粘接试样，高密度硅酸钙板UV渗透界面被胶粘剂粘掉，但硅酸钙板基层未出现拉裂破坏现象，硅酸钙板强度未充分体现，应考虑对高密度板界面做进一步优化处理。

（4）聚氨酯结构胶进行粘接时，应保证胶层的厚度，避免出现粘接时挤压使瓷砖背纹凸出处胶层较薄，从而导致粘接强度差异较大。