石膏基瓷砖胶粘剂施工质量问题浅析

聂晓鹏，陈尚伟

（贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵州 贵阳 550006）

0 引 言

磷石膏是湿法生产磷酸的副产物，我国的磷石膏排放量大。早期受到技术条件限制，磷石膏未能得到有效利用，其主要处理措施为堆存，随着磷石膏堆存量逐渐增加，除占用土地外，还对地下水、土壤、植被和大气环境造成污染[1-2]。随着国家对磷石膏处理的重视，众多科研工作者投入到磷石膏综合利用的研究中，孟伟正等[3]将改良磷石膏应用于路基中，通过试验得出改良磷石膏在最佳配合比下路基强度符合相关规范要求。周俊等[4]研制出了利用磷石膏制备石膏砌块的方法。李玮等[5]研制出了磷石膏制备专用粘贴砂浆的方法。

为加快贵州省磷石膏资源利用，贵州省住房和城乡建设厅于2019 年发布了DBJ 52/T093—2019《磷石膏建筑材料应用统一技术规范》，以规范磷石膏空心条板、砌块、砂浆、装饰面板、石膏条等产品的质量。在政策引导下，磷石膏建材产品需求量显著上升，但也出现一些质量问题。其中贵州某项目内隔墙采用磷石膏空心条板，墙裙粘贴陶瓷砖，该项目投入使用3个月后，墙裙瓷砖出现脱落、开裂等质量缺陷。本文结合工程背景，分析墙裙瓷砖出现质量缺陷的原因，为后续类似工程提供借鉴。

1 工程背景

贵州某项目内隔墙采用双层磷石膏空心条板，其规格为3000 mm×600 mm×90 mm（见图1），内隔墙断面结构形式为“90+20+90”，即两侧为90 mm 厚磷石膏空心条板，中间为20 mm空气层（见图2）。按照建筑施工图纸要求，磷石膏空心条板下端做C20 细石混凝土条形防潮墙垫，墙垫高度不应小于200 mm，并应做防水处理；防潮墙垫采用细石混凝土现浇，不宜采用预制墙垫；部分内隔墙墙裙粘贴1.5 m 高瓷砖，瓷砖墙裙设计图纸做法见图3。

图1 磷石膏空心条板

图2 双层石膏空心条板内隔墙横断面示意

图3 瓷砖墙裙设计做法

现场勘查并询问现场施工人员了解到整栋建筑装修做法分为2 种：一是卫生间、浴室等处于潮湿环境条件下的墙体材料为混凝土实心砖，装修做法为混凝土实心砖-水泥砂浆-瓷砖胶粘剂-瓷砖；二是卧室、走廊等处于一般环境条件下采用磷石膏空心条板，瓷砖墙裙装修做法为磷石膏空心条板-石膏基胶粘剂（局部为水泥基胶粘剂）-瓷砖（见图4）。

图4 瓷砖墙裙实际做法

2 质量缺陷类型

该项目整栋建筑装修的内隔墙磷石膏空心条板墙裙粘贴瓷砖存在以下2 个问题：一是瓷砖与瓷砖粘结剂脱开或瓷砖和瓷砖胶粘剂与石膏板脱开（统称为瓷砖脱落）；二是瓷砖和瓷砖胶粘剂开裂。其中瓷砖脱落约占总质量缺陷面积的95%，瓷砖开裂仅占5%（见图5）。出现瓷砖脱落的质量缺陷中，瓷砖与胶粘剂之间脱开占大多数，瓷砖与胶粘剂两者界面无粘结破坏痕迹，表面较光滑；瓷砖和胶粘剂与石膏空心条板之间脱开占少数，石膏空心条板表面有粘结破坏痕迹。

图5 内隔墙磷石膏空心条板墙裙瓷砖粘贴质量缺陷

3 瓷砖胶粘剂化学成分

采用XRD 定量分析法分别对瓷砖脱落处瓷砖胶粘剂样品和瓷砖开裂处瓷砖胶粘剂样品进行化学成分分析，结果见表1 和表2。

表1 瓷砖脱落处瓷砖胶粘剂样品化学成分 %

表2 瓷砖开裂处瓷砖胶粘剂样品化学成分 %

由表1、表2 可知，瓷砖脱落处瓷砖胶粘剂样品主要组成为二水硫酸钙，判断瓷砖胶粘剂主要成分为磷石膏，为石膏基胶粘剂；瓷砖开裂处瓷砖胶粘剂表面存在大量3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O（钙矾石）。现场施工人员指出部分区域采用水泥砂浆作为瓷砖胶粘剂，根据粘贴瓷砖的作业环境，水泥基胶粘剂与磷石膏空心条板接触后，水泥中的铝酸三钙与液相中的氧化钙、二水石膏生成钙矾石，产生体积膨胀，导致瓷砖开裂。因此，判断瓷砖开裂的位置所采用的陶瓷砖胶粘剂类型为水泥基胶粘剂。

4 现场检测

JC/T 547—2017《陶瓷砖胶粘剂》第4.1.1 条、GB/T 41059—2021《陶瓷砖胶粘剂技术要求》第4.1 条和GB/T 12954.1—2008《建筑胶粘剂试验方法 第1 部分：陶瓷砖胶粘剂试验方法》第4.4 条都明确了瓷砖胶粘剂分为3 种类型，即水泥基胶粘剂、膏状乳液基胶粘剂、反应型树脂胶粘剂。粘结强度作为瓷砖胶粘剂的重要指标，现有国家标准和行业标准中无石膏基胶粘剂的规定，为检测其粘结强度，分别对石膏基胶粘剂与磷石膏空心条板、石膏基胶粘剂与瓷砖的粘结强度进行测试。

4.1 石膏基胶粘剂的粘结强度

按JGJ/T 110—2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》第4 节方法测试石膏基胶粘剂与瓷砖的粘结强度，将95 mm×45 mm×6 mm 的拉拔块粘贴在瓷砖未脱落且无空鼓、粘结牢固的部位。1 片瓷砖上粘贴1 个拉拔块，相邻拉拔块的距离不小于1 m，以减少切割试样过程中对相邻试样的扰动[见图6（a）]。参考JGJ/T 220—2010《抹灰砂浆技术规程》测试石膏基胶粘剂与磷石膏条板间的粘结强度，拉拔块尺寸为100 mm×100 mm×6 mm[见图6（b）]，试验部位为石膏基胶粘剂与磷石膏条板粘贴无空鼓、距离楼/地面板高度为1.5 m的位置，石膏胶粘剂干燥。石膏基胶粘剂的粘结强度测试结果见表3。

表3 石膏基胶粘剂的粘结强度

图6 石膏基胶粘剂的拉伸粘结强度试验

由表3 可知：（1）14 组石膏基胶粘剂与瓷砖的粘结强度测试结果中仅有1 组粘结强度为0.20 MPa，占整个试验数量的7%，其他组粘结强度最小值为0.02 MPa，平均值约为0.07 MPa，远小于JGJ/T 110—2017 规定的0.4 MPa。破坏界面均发生在石膏基胶粘剂与瓷砖界面之间，界面破坏处表面光滑，表明石膏基胶粘剂与瓷砖的粘结能力差。（2）14 组石膏基胶粘剂与磷石膏空心条板粘结强度测试结果中最大值为0.22 MPa，最小值为0.05 MPa，平均值为0.14 MPa。破坏界面发生在磷石膏空心条板，在拉力作用下磷石膏空心条板表面石膏被拉断。根据试验结果，石膏基胶粘剂与磷石膏空心条板粘结强度大于石膏基胶粘剂与瓷砖的粘结强度，与现场出现的破坏形式（大多数瓷砖与石膏基胶粘剂脱开）相符。

4.2 磷石膏空心条板的软化系数

软化系数是表示吸水前后机械强度变化的物理量，为吸水饱和状态下无侧限抗压强度与干燥状态下无侧限抗压强度的比值。石膏属于气硬性材料，容易吸收空气中的水分，含水率过高会削弱自身强度，GB/T 23451—2009《建筑用轻质隔墙条板》规定软化系数不应小于0.8。对抽检的14 组磷石膏空心条板样品进行测试，其干燥和吸水饱和状态下无侧限抗压强度及软化系数见表4。

表4 干燥和吸水饱和状态下磷石膏空心条板的无侧限抗压强度及软化系数

由表4 可知，14 组磷石膏空心条板样品干燥状态下无侧限抗压强度为4.10~7.39 MPa，吸水饱和状态下无侧限抗压强度为1.62~4.27 MPa，其软化系数为0.39~0.58，样品的软化系数均不符合GB/T 23451—2009 要求。

5 原因分析

（1）石膏基胶粘剂为新材料，采用石膏基胶粘剂将瓷砖粘贴在磷石膏空心条板上为新工艺，在使用新材料、新工艺之前未进行试验和论证，施工工艺不符合JC/T 547—2017、GB/T 41059—2021 和GB/T 12954.1—2008 的要求。

（2）磷石膏空心条板质量不合格。本项目采用的磷石膏空心条板软化系数不符合GB/T 23451—2009 要求，是导致磷石膏条板粘结强度降低的主要原因。

（3）粘结强度低。石膏基胶粘剂与瓷砖的拉伸粘结强度在0~0.1 MPa（见表3），占整个试验的79%，粘结强度不符合JGJ/T 110—2017 第6.0.2 条（每组试样平均粘结强度不应小于0.4 MPa；每组允许有1 个试样的粘结强度小于0.4 MPa，但不应小于0.3 MPa），是墙裙瓷砖出现脱落的主要原因。

（4）装修做法不符合DBJ52/T093—2019 要求。本项目设计图纸和实际做法中都直接采用水泥基胶粘剂粘贴磷石膏空心条板与墙裙瓷砖，此做法无设计依据。

（5）化学反应产物影响。水泥基胶粘剂与磷石膏空心条板在适当条件下发生化学反应，生成钙矾石，产生体积膨胀，是导致墙裙瓷砖开裂的主要原因。

6 结 语

（1）石膏属于气硬性材料，容易吸收空气中的水分，含水率过高会削弱自身强度，现阶段不适宜用作陶瓷砖胶粘剂。

（2）施工管理存在问题。石膏基瓷砖胶粘剂作为新材料，未进行充分试验和论证就投入使用；本项目所使用的磷石膏空心条板软化系数不符合GB/T 23451—2009 第5.5 条要求；磷石膏空心条板墙裙瓷砖装修做法不符合设计要求。