建筑胶粘剂在装饰石材领域中的应用

建筑胶粘剂在装饰石材领域中的应用

2024-03-07 10:13:53

石材产品越来越多地用到建筑胶粘剂，石材的天然属性和缺陷需要用大量的胶进行粘接、修补、填洞、溶胶、粘背网等工艺处理，胶粘剂是石材提高光泽度、改善外观质量、增强安全性能的重要辅助材料。有的石材产品，由于工艺要求或天然裂缝的原因，需要进行粘接或增强处理。

建筑胶粘剂在我国装饰石材经过20多年的快速发展，石材年产量、消费量和进出口量均排世界第1位。石材产品也从最初的花岗石和大理石地面、墙面规格板材发展成了如今各种规格的工程板、圆弧板，各种形状的球体、柱体、线条；出现了厚板、薄板、超薄石材复合板、墓碑石、台面板、石材马赛克、雕刻品、工艺美术品、广场石、路面石、路缘石等天然石材产品；各种人造石产品，如无机粘接剂形式的水磨石、文化石、艺术浇筑石，熔融形式的微晶石，树脂为主的实体面材，大理石粉为主的岗石，石英砂为主的石英石等；表面加工形式划分为镜面、亚光面、火烧面、荔枝面、仿古面、喷砂面、水蚀面等；石材种类划分为花岗石、大理石、板石、石灰石、砂岩、次宝石等六大类一系列产品；石材品种数量达到1500余种，市场上的进口石材数量达300多种。石材施工技术、护理技术有了很大提高，新产品、新工艺不断在开发利用并进行推广。
石材产品越来越多地用到建筑胶粘剂，石材的天然属性和缺陷需要用大量的胶进行粘接、修补、填洞、溶胶、粘背网等工艺处理，胶粘剂是石材提高光泽度、改善外观质量、增强安全性能的重要辅助材料。有的石材产品，由于工艺要求或天然裂缝的原因，需要进行粘接或增强处理。在石材应用方面，我国逐步淘汰传统水泥粘接工艺方法，地面石材湿贴采用了水泥基粘接剂、反应型树脂胶粘剂等先进的材料和安装技术，避免了因传统水泥砂浆粘接造成的粘接强度不够、石材水斑、泛碱等质量问题；墙面石材安装则采用了干挂法安装，石材幕墙结构正在向生态型、舒适型和智能型方向发展，干挂件不断改善，从最初的销钉式挂件发展到T型挂件、短槽挂件、通槽挂件等，到后来的背栓式、背挂式、SE型等新型挂件，配合环氧树脂干挂胶的应用，石材幕墙高度已达230 m，最大风载荷已达12 kPa。在实际工程中已经大量用到了花岗石、大理石、石灰石、砂岩、超薄板和铝蜂窝复合板等多种面材，以干挂法和湿贴法进行施工，胶粘剂成为主要的粘接材料，包括了墙地面石材使用的填缝剂和幕墙石材使用的密封胶等。

我国装饰石材产品目前对建筑胶粘剂应用比较多的工艺主要在以下方面：
1、石材背网工艺用胶
石材背网工艺是指坚固性较差的大理石、石灰石等石材在加工的全过程中为了保证其有足够的强度适应生产、加工、运输、安装和使用而进行的背面粘接玻璃纤维网的加固工序。一般性质的背网胶采用不饱和树脂胶粘剂，在石材施工阶段，考虑到带有胶粘剂的石材背网与水泥胶粘剂的粘接性问题，会将背网和胶铲掉，补刷石材防护剂后进行铺装施工。对于一些特殊的石材品种，因铲掉背网后造成石材板材碎裂现象，因此施工时需要保留石材背网，此时背网胶采用环氧树脂胶或水泥基胶粘剂。采用环氧树脂胶粘剂粘贴的背网，在施工时如采用水泥砂浆的湿贴法，还需进行特殊的粘接工艺，如粘砂工艺，以增强与水泥砂浆的粘接强度，否则施工后会出现空鼓等现象。用于干挂的石材，背网不会对石材施工造成影响，同时会增强板材的正面抗风压能力，减小因天然石材的各种缺陷造成的脱落风险，是提高石材幕墙安全性能的有效措施，一般采用环氧树脂胶粘剂。不饱和树脂胶粘剂粘接的背网耐久性差，对水性物质、碱性物质、紫外线等外界因素很敏感，时间久了会造成脱落，因此不饱和树脂胶粘剂粘接的背网仅适用于短期的固定和增强，耐久性要求高的场合需要采用环氧树脂胶粘剂粘接。
该工艺目前存在的主要问题是胶粘剂的种类与使用目的脱节，环氧树脂型胶粘剂和水泥基胶粘剂存在固化时间长、黏稠度高，不易施工以及价格高等问题，使得大多数情况下仍使用不饱和树脂胶粘剂，在保留背网的应用环境下常出现空鼓、脱落、强度低等问题。
2、石材表面渗胶
天然缺陷多的石材荒料在加工大板前要在真空条件下进行表面渗胶处理，可以减少板材的碎裂程度，提高板材的出材率。石材大板在加工过程中也要进行表面渗胶处理，可以有效地提高光泽度、弥补缺陷、增加强度等，对于某些颗粒较粗的花岗石材料，可以有效地消除鸡爪纹现象。
用于该工艺的胶粘剂主要存在国内产品达不到国外产品使石材呈现柔和的镜面光泽，洞石等石材需要的透明面胶使用后出现收缩、变色等质量问题。不少大理石和石灰石产品在使用后出现面胶脱落，造成产品外观质量严重受损，影响到工程质量。

3、石材粘接修补用胶
石材的大量天然缺陷需要使用建筑胶粘剂修补，小洞和裂隙需要用胶粘剂填补，稍大些的需要本身石粉和胶粘剂粘补，再大一些的则需要石粒、石粉和胶粘剂共同补洞。大理石、石灰石类石材的裂纹需要进行整体粘接，石材拼接工艺也要求板块之间进行粘接，要求使用环氧树脂胶粘剂。
该工艺有很多安全隐患，有不少墙面干挂工程出现板块脱落现象，主要问题是大量使用了不饱和树脂胶粘剂的结果。石材的有关标准中规定在非结构承载时的一般性修补场合使用不饱和树脂胶，仅限于小孔洞的修补，对于断裂和工艺连接等场合需要使用环氧树脂胶粘剂，同时还需要有金属件的连接和加固。但由于价格和工艺方面的原因导致多数工程使用不饱和树脂胶进行粘接，有些场合甚至还不使用金属连接件。图1为某一工程出现的石材脱落现象，存在巨大的安全隐患。

4、石材生产用胶
当前人造石生产使用的主要是不饱和树脂胶粘剂和超薄石材复合板使用的改性环氧树脂胶粘剂。人造石产品由于采用了不饱和树脂胶作为粘接材料，导致产品耐紫外线老化性能差、不耐碱和水等，一旦工程应用在室外或采用水泥粘接法施工或遭受到水性物质的侵蚀，均可能出现变色、开裂、翘起等质量问题。
超薄石材复合板是一种新型的轻质石材装饰材料，是将石材加工成1～8 mm的厚度，或者更薄，与其他材料复合而成。主要有石材-陶瓷复合板、石材-石材复合板、石材-玻璃复合板、石材-铝蜂窝复合板。连接复合层的胶粘剂质量是该产品质量的关键，必须使用改性环氧树脂胶粘剂，但是由于胶的性能差异较大，导致的工程质量问题不断。

5、石材施工用胶粘剂
石材的粘贴工艺和填缝要求使用水泥基胶粘剂或反应型树脂胶粘剂，主要是环氧树脂型。但由于价格原因，大多数施工企业仍采用普通水泥砂浆类似粘贴瓷砖的方法来粘接墙地面石材，有的则采用107胶或108胶拌水泥（俗称素水泥）粘接石材，造成石材工程出现空鼓、脱落等质量问题。同时国产的水泥基胶粘剂的技术还不成熟，而国外产品为粉状可混合在水泥和沙子中，实现统一加水搅拌。粘接强度等性能与国外产品或合资品牌也存在差距，仅适用在一般性地面石材的粘接工程中。
石材粘接工程使用的填缝剂多采用水泥或砂子填缝，造成石材工程普遍呈现黑缝现象，严重的呈现缝隙污染。我国有关石材施工技术规程中明确规定石材的填缝材料宜采用树脂材料，不仅通过配色可使石材呈现整体效果，同时实现抵消石材伸缩，达到防水、防污染等目的，大大提高石材应用技术水平。
石材是一种多孔、吸湿、不稳定、不均质材料，会因品种、产地、层理、方向等呈现不同的特性，也会因工艺和用途使用不同材料，因此应用在上面的辅助材料应有所不同。然而不少企业在干挂安装时使用了不饱和树脂胶，有的为了快速凝固而加大固化剂的用量，给工程留下许多安全隐患；还有的工程使用了不恰当的密封胶、结构胶，造成石材表面的油斑污染。
按照我国石材行业的发展和应用规划，石材胶粘剂产品已作为石材行业重要的辅助材料加以研究和规范，并建立了相应的标准化质量体系。我国目前发布实施的有关石材用胶粘剂标准如下：
GB 24264—2009 《饰面石材用胶粘剂》，规定了石材生产用胶和施工用胶的各项性能要求；
GB/T 23261—2009 《石材用建筑密封胶》，规定了石材幕墙用密封胶的性能要求；
JC 887—2001《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》，规定了石材幕墙用环氧干挂胶的性能要求；
JC/T 989—2006《非结构承载用石材胶粘剂》，规定了石材粘接修补用不饱和树脂胶（云石胶）的性能要求。

我国实施了JCG/T 60001—2007《天然石材装饰工程技术规程》，明确了石材湿贴、干挂工程中设计、施工、安装、验收等遵循的技术规范，对石材、挂件、胶粘剂、密封剂、防护剂、清洗剂等材料作了规定，尤其对石材施工中用到的胶粘剂性能作了规定，技术水平接近欧美等国家。但由于当时没有相应全面的石材用胶粘剂产品标准出台，在吸收了国外经验基础上，该标准引用了JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》的试验方法内容。
国内外在建筑密封胶、结构密封胶、粘接材料方面发展很快，也有相关标准规定，主要适用于建筑门窗和玻璃幕墙以及陶瓷粘接等。天然石材以其独有的特性和建筑要求使得不是所有的胶粘剂都适合使用，国外是参照相关标准，在设计的基础上依靠大量实验来选取。根据与国外相关机构的技术研讨和交流，欧美在石材湿贴方面参考了EN 12004:2001《瓷砖胶粘剂》的内容，并针对石材的特性，进行了局部调整。我国已出台的石材干挂环氧胶粘剂和石材密封剂的国家行业标准，由于适用范围有限对石材各种胶粘剂的规范还远远不够，满足不了实际的需求和安全保障。为了规范石材行业专用胶粘剂的技术要求，指导该类产品生产、使用和适用范围，保障石材工程的安全和美观，石材胶粘剂方面的标准还需要进一步细化和完善，将有利于提高产品质量。

装饰石材产品越来越多地使用了胶粘剂，并安装在高层建筑上，胶粘剂的性能已经直接影响到石材产品的安装质量，危及到建筑物的安全性能。因此石材行业使用到的胶粘剂对涉及到安全的内容进行了强制性规定，例如：粘接强度、压剪强度、冲击强度、耐酸碱性、耐水紫外老化性、耐高温、抗震性、抗冻融性能、有害物质含量以及与石材的相容性、污染性能等。适用范围为装饰石材粘接修补用胶粘剂、石材加固网用胶粘剂、安装承载用胶粘剂、复合石材用胶粘剂、人造石用树脂胶等。
石材行业的不断发展和技术进步同时也对胶粘剂产品提出了更新更高的要求，如何解决耐久性和安全性问题，使石材表面更加坚固、耐磨，石材背网不仅坚固而且容易施工，石材幕墙的使用年限更长，石材粘贴施工更加便捷、牢固等等。需要我们携起手来共同探索，完善适合我国国情和行业发展的饰面石材用各类胶粘剂，以达到国际先进技术水平，更好地指导我国石材行业的发展。

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