聚合物水泥防水浆料贴砖系统在轻质砌体墙的应用研究

高 恒，许 杨，李文杰，何曙光，董峰亮

（1.东莞市万科建筑技术研究有限公司，广东 东莞 523808；2.德高（广州）建材有限公司，广州 510931；3.西卡德高（上海）建材有限公司，上海 201419）

蒸压加气混凝土砌块作为绿色环保材料，以其轻质多孔结构特点具有保温、隔热、隔音和节能等特性，外加优异的可加工性[1-2]，在建筑工程和装饰装修行业备受工程建设方和施工人员青睐。工程建设住宅类项目的高层框架结构和现浇混凝土结构中，蒸压加气混凝土砌块被广泛用作室内隔墙或是填充墙，视为轻质墙体。室内厨卫间的轻质墙体装修以防水贴砖系统为主。系统装修流程为先抹灰，再防水施工，最后进行贴砖。由于蒸压加气混凝土砌块强度偏低、多孔且吸水率偏高，轻质墙体容易出现渗漏的现象[3]。为了更好地杜绝渗漏，实现安全贴砖，防水材料的选择就尤其重要。

聚合物水泥防水浆料（以下简称防水浆料）是以水泥、细骨料为主要组分，聚合物和添加剂等为改性材料按适当配比混合制成的、具有一定柔性的防水浆料[4]。以其较好的经济性和贴砖匹配性[5]在项目应用较多，部分项目出现了防水贴砖失效的经济损失投诉。成功找到实现蒸压加气砌块墙体聚合物水泥防水浆料安全贴砖成为当下必需解决的实际问题。挖掘和解析蒸压加气混凝土墙体、聚合物水泥防水浆料、瓷砖胶和瓷砖匹配性问题并成功实现蒸压加气混凝土砌块墙贴砖装饰体系安全，逐渐成为行业关注焦点。

本研究将模拟工程项目现场使用场景，针对厨、卫生间聚合物防水贴砖系统所常采用的瓷砖（釉面砖）进行试验。测试了基于防水浆料所构建的防水贴砖系统的瓷砖粘结拉伸强度，对比分析了3种防水浆料贴砖体系粘结稳定性与聚合物防水浆料的特点，找到在加气混凝土砌块墙室内防水浆料安全贴砖模式，为工程项目安全贴砖提供科学施工方案。

1 试验部分

1.1 试验材料与仪器

试验所用主要材料：市售某品牌的高精蒸压加气混凝土砌块（拉伸粘结强度大于等于0.5 MPa），佛山欧神诺陶瓷股份有限公司生产的釉面砖（300mm×600mm），工程用某品牌的砌筑砂浆、抗裂抹灰砂浆。工程用防水浆料符合JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》Ⅱ型标准，工程用瓷砖胶产品符合GB/T 25181—2010《预拌砂浆》I（室内）型标准。试验用3家品牌防水浆料，相对应的3家品牌瓷砖胶产品。

试验所用主要仪器：市售齿形刮刀、市售普通涂料滚筒、博士切割机、瑞士Proceq拉拔仪（DIY-216），以及北京天誉科技有限公司的LBY-V1拉拔试验机。

1.2 试验方法与检测

试验所用3家品牌的防水浆料产品分别编号为A#、B#、C#，对应的3家瓷砖胶产品编号为1#、2#、3#。所有产品对应的贴砖模式组合9种，分别是A-1#、A-2#、A-3#、B-1#、B-2#、B-3#、C-1#、C-2#、C-3#。工程应用体系，釉面砖在厨卫间使用最广，因釉面砖具有多孔、高吸水率特点，与粘结材料间能较好地形成机械锚固作用力，采用符合GB/T 25181—2010《预拌砂浆》I（室内）型的瓷砖胶粘贴该类型瓷砖。

1.2.1 基面准备与原材料预处理

测试环境为东莞万科住宅产业化研究基地室内自然环境。所用原材料均在测试环境下放置1d方可使用。采用工程用砌筑砂浆和高精加气混凝土砌块模拟建筑施工现场砌筑加气混凝土砌块墙，砌筑墙体自然养护7 d后施工10 mm抗裂抹灰，自然条件下养护14 d。

1.2.2 聚合物水泥防水浆料施工和贴砖

试验所用3家品牌的防水浆料分别对应编号A#、B#、C#。同一个试验员以相同方式在养护好的砌块抹灰墙体上，分2道施工，滚涂相等量的防水浆料，防水浆料的总厚度为1.5 mm，施工完成后养护7 d。同时依据行业标准JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》成型实验室粘结试块，并依据标准养护，形成对照试验。在养护好的防水浆料墙体分区贴砖，统一采用齿形刮刀梳齿薄贴，瓷砖胶的统一施工厚度为10 mm，试验所用3个品牌的瓷砖胶编号分别为1#、2#、3#。基于防水和瓷砖胶构建的防水贴砖系统编号 为A-1#、A-2#、A-3#、B-1#、B-2#、B-3#、C-1#、C-2#、C-3#，具体编号见表1。

表1 不同瓷砖胶对应铺贴不同瓷砖类型数量模式表

1.2.3 测试

依据JC/T 547—2017《陶瓷砖胶粘剂》测试蒸压加气混凝土砌块墙聚合物水泥防水浆料系统贴砖的28 d、120 d粘结强度：每次测试在每片瓷砖面对应的点取样，每个模式取3个样点，采用博士切割机，切割规格50 mm×50 mm的试样，切割深度（切透瓷砖、瓷砖胶层和防水浆料层及抹灰层5 mm为准）。切割好瓷砖后用环氧胶粘结将50 mm×50 mm拉拔头粘结于切割试块上，环氧胶干固后，用DIY-216拉拔仪做拉拔测试，记录试验数据。实验室同期的防水浆料粘结测试，依据行业标准JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》进行测试，记录数据。采用无锡建仪仪器机械有限公司HBY-40A型水泥混凝土恒温恒湿标准养护箱养护实验用样品，采用SJS-1.5S数显型砂浆抗渗仪；北京天誉科技有限公司LBY-V1拉拔试验机分别测试样品抗渗强度和拉伸粘结强度。

2 试验结果与讨论

试验所测试的9种防水浆料、瓷砖胶贴砖模式28 d、120 d数据结果如下：依据行业标准JC/T 547—2017《陶瓷砖胶粘剂》，9种贴砖模式的不同瓷砖胶拉伸粘结强度数据、破坏方式分别见表2。依据行业标准JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》，测试的防水浆料标准条件下的粘结强度见表3。

表2 不同聚合物水泥防水浆料贴砖模式下系统拉伸粘结强度与破坏方式表

表3 不同聚合物防水浆料标准养护条件下拉伸粘结强度

2.1 不同聚合物水泥防水浆料对贴砖粘结强度的影响

依据表2中所列数据绘制了28 d、120 d不同防水浆料贴砖系统拉伸粘结强度对比柱状图，如图1所示。

图1 不同聚合物水泥防水浆料贴砖系统粘结强度对比

观察图1中28 d的拉伸粘结强度数据，其中数值均超出JGJ/T 110—2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》所要求的0.4 MPa，表明所采用贴砖体系短时间内可满足工程应用。继续观察120 d拉伸粘结强度数据可以清楚地看到，样品C#的3个贴砖系统拉伸粘结强度均为0，表明该防水浆料贴砖系统在120 d已经完全失效，实际应用时将直接造成工程隐患。对比观察防水浆料贴砖系统样品A#和样品B#可以发现，随着养护时间由28 d发展到120 d，系统的粘结强度值逐渐增大，说明系统在自然环境中养护较长一段时间更稳定。对比相同的瓷砖胶和不同的防水浆料体系可以清楚地看到所有系统中，样品A#的3个贴砖系统粘结强度明显好于样品B#的3个贴砖系统粘结强度，表现最突出的是A-1#体系，28 d的粘结强度0.95 MPa，120 d的粘结强度1.13 MPa。因此有理由猜测防水浆料样品A#的粘结性能可能是3个防水浆料中最好的。结合表3数据分析，样品A#粘结强度在标准养护条件下，所有指标类的粘结强度性能均好于样品B#和样品C#。此外，浸水养护条件下，样品A#的粘结强度值最大，标准粘结强度测试中无处理、潮湿基层、碱处理和浸水处理强度分别为1.97、1.62、2.02、2.89 MPa。粘结强度均是标准要求的0.7 MPa的2倍多。2.89 MPa是标准要求0.7 MPa的3倍多。标准数据测试结果粘结强度A#＞B#＞C#，与贴砖系统测试结果相一致。防水浆料是整个贴砖系统构造的一个重要环节，一方面可能防水浆料内聚强度高可以有效提高系统的粘结强度，另一面防水浆料与抹灰基面和瓷砖胶面有较好的粘结也可以有效提高系统粘结强度。分析结果表明：在相同的环境下，防水浆料的粘结强度对贴砖系统的粘结强度有决定性影响，粘结强度低，将直接导致贴砖失效。在加气混凝土砌块墙面，使用具有高粘结强度的A#防水浆料贴砖系统更加稳定有效。

2.2 不同聚合物水泥防水浆料对系统粘结破坏模式影响

试验现场拍摄具有代表性图片，试验墙面不同防水浆料贴砖系统，现场切割的粘结强度测试破裂面对比图，如图2所示。

图2 不同聚合物水泥防水浆料贴砖系统破裂模式图

观察图2中9个防水贴砖粘结强度测试中的破裂面，样品A#防水贴砖系统中破裂面都是典型的抹灰层破裂，部分出现砌体墙破裂；基于样品B#所构建的防水贴砖系统破裂面主要是防水层，部分防水与瓷砖胶层的破裂；样品C#的防水贴砖系统中破裂面都是典型的防水层与防水层之间的破裂。

分别观察图中样品A#防水贴砖系统28 d和120 d的破裂面，可以直观地看到，120 d的3组破裂模式都由原来的抹灰层破裂发展成抹灰层破裂加部分砌块层破裂，结合粘结强度数据分析，120 d的A#防水浆料系统粘结强度都有不同程度的发展和保持，表现最明显的是A-1#的0.95 MPa到1.13 MPa和A-3#的0.69 MPa到0.98 MPa，表明120 d贴砖系统粘结性更好，一定程度说明A#防水浆料系统的稳定性和耐候性更好。再次观察图中B#防水贴砖系统28 d和120 d的破裂面，也可直观地看到，120 d的3组破裂模式都由抹灰层破裂加防水层模式发展成防水层破裂为主，结合粘结强度数据分析，120 d的样品B#防水浆料系统粘结强度都有一定程度的发展，表现最明显的是B-1#的0.56 MPa到0.85 MPa和B-3#的0.52 MPa到0.83 MPa，表明120 d贴砖系统粘结性更好，说明B#防水浆料系统较为稳定，具有一定耐候性。最后观察图中C#防水贴砖系统28 d和120 d的破裂面，可清楚地看到，120 d的3组掉砖的破裂模式都是出现在防水层破裂，结合28 d粘结破坏模式和粘结强度数据分析，28 d C#防水浆料系统粘结强度值均低于A#和B#系统，且破坏模式呈现最显著的防水浆料层间破裂。结合表2和表3粘结强度数据，C#防水贴砖系统的粘结强度分别是C-1#的0.55 MPa，C-2#的0.5 MPa和C-3#的0.45 MPa，数值相对是3个体系最低的，同时，标准条件下，C#型防水浆料的无处理、潮湿基层、碱处理强度刚好达标0.7 MPa，浸水处理强度1.41 MPa也是3个防水浆料中的最小值。数据表明防水浆料的粘结强度值小到样品C#时，表现在防水系统中，粘结强度破坏模式为典型防水层间破裂，同时说明C#防水浆料系统的稳定性和耐候性很差。可能原因是聚合物水泥防水浆料内聚强度不够，基于系统而言，防水浆料成为系统最薄弱的点，长期养护中成为应力集中面，防水浆料自身内聚强度不够加速了破坏面的形成，从而出现防水层间或是防水与基层破裂，造成后期贴砖空鼓掉砖，系统结构失效。

3 结论

（1）加气混凝土砌块墙面室内厨卫贴砖系统，聚合物水泥防水浆料的选择不同，对防水贴砖系统的稳定性和耐候性有决定性的影响。9种贴砖模式中，基于样品A#（无处理粘结强度1.97 MPa）聚合物水泥防水浆料贴砖系统有极高稳定性，并长期耐候，其中A-1#防水贴砖模式最稳定，120 d的拉伸粘结强度可达1.13 MPa，该体系所构建铺贴系统安全可靠。

（2）聚合物水泥防水浆料类似于样品C#的拉伸粘结强度值接近标准要求值0.7 MPa，且防水贴砖系统粘结测试破裂模式表现为防水层间破裂，该体系所构建的防水贴砖系统在实际工程贴砖应用中有巨大空鼓掉砖风险，在实际应用中应避免使用该类型材料。

（3）方案研究找到了具备长期稳定性和安全性的防水贴砖系统A-1#，该防水贴砖方案可直接使用于工程项目，具有现实的经济价值和指导意义。