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摘要：本文针对人造石材的表面特性和应用特点，开发出一种新型的人造石专用柔性铺贴材料。得出结论，本文研究的两个配方普通硅酸盐系胶粘剂施工和易性好，粘结强度高。
关键词：人造石; 干粉砂浆; 柔性胶粘剂
Abstract: in this paper the man-made stone material surface properties and application characteristics, developed a new type of man-made stone special flexible brick materials. Conclusion, this paper studies two formula Portland is adhesive construction workability, bond strength high.
Keywords: man-made stone; Dry mortar; Flexible adhesive
中图分类号：TQ177.1文献标识码： A 文章编号：
树脂型人造石是一种性能优越、对健康无损害[1]、可重复利用的环保、绿色新型建筑室内装饰材料。
然而，树脂型人造石具有膨胀系数大的特点，采用传统的水泥素浆体系进行铺贴时，胶粘体凝结后很容易由于膨胀系数不匹配而产生内部应力从而导致后期翘角、拱起变形、空鼓及开裂等缺陷，这使人类在享受装饰的同时，也在着恼这些问题的出现，这逐渐引起人们对这一问题的思考和重视。
很自然，人们把问题的解决途径着落在对砂浆的改性上。对砂浆的改性主要是指外加添加剂。当同一砂浆的添加剂多到两种以上时，如采用传统的现场拌和方式，势必会引起场地应用工人的劳时和费力，同时引起周围环境和大气的清洁与质量，并且在管理上带来一系列的问题，于是商品砂浆应运而生。
商品砂浆的专业名称为干粉砂浆（dry-mix），又称干粉料、干混砂浆、干粉建材或干拌砂浆等。它是由无机胶粘剂、有机胶粘剂、骨料、填料与添加剂等原料，按科学配料、精确计量和工业化生产制成的多品种、多用途的预混粉体，作为商品供应[2]。在施工现场只需加入一定量的调和水，经均匀混合即可使用。本课题研究的人造石专用柔性胶粘剂就是属于干粉砂浆的一种。
干粉砂浆起先兴盛发展于20世纪50年代和60年代的德国，自二十世纪八十年代，我国的上海和北京也已经开始了干混砂浆研究工作，进入2000年后，国内开始出现较多的高等院校和科研院所对干粉砂浆进行研究，并使之得到推广应用。
本文旨在研发一种新型的人造石专用柔性铺贴材料，构成相应柔性铺贴系统的综合应力解决方案，用以缓冲基材与人造石板材之间的应力，从而解决传统问题，促进人造石制品广泛应用。
目前国内市面上性能较好的干粉砂浆还很少，本公司研制的单组分柔性胶粘剂具有快凝、早强和高强以及柔韧性高的性能特点，经过约2年的工程实地应用，得到一片好评。
1 实 验
1.1 实验原料
水泥：广州市羊城水泥厂产的海螺牌P.Ⅱ32.5，其化学成分见下表：
表1 水泥的化学成分( 质量分数/%)
河沙：级配在0.45～0.10mm之间。
预混剂WF-B、预混剂WF-D和预混剂WF-H由万峰石材科技有限公司应用技术研发实验室研制，其中预混剂WF-H为溶液型。
1.2 实验配比
制成两个配方，分别为WJ-1和WJ-2，见表2和表3：
表2 配方WJ-1（质量分数/%）
表3 配方WJ-2（质量分数/%）
1.3部分实验方法
1.3.1放置时间测试
胶粘剂搅拌均匀后，分別放置0、20、30、40、50分钟，再施工铺粘。
1.3.2晾置时间测试
胶粘剂均匀涂刮在混凝土板上，分别晾置0、3、6、9、12、15、20、25、30、35、40、45、50分钟，再施工铺粘。
1.3.3低温5°C试验
试件制好后迅速置于5°C冰箱中，持续放置28天，然后取出测试粘结强度。
1.3.4中温35°C试验
试件制好后迅速置于35°C鼓风干燥箱中，持续放置28天，然后取出测试粘结强度。
1.3.5高温80°C试验
试件制好后迅速置于80°C鼓风干燥箱中，持续放置28天，然后取出测试粘结强度。
1.3.6冻融试验
自然养护7天后，放入23±2°C水中养护21天，然后开始冻融循环：
冻融循环标准：（1）2小时内降温至-15°C（正负1°C），并保持4小时；（2） 将试件放入23°C水中，保持4小时；然后在2小时内降温至-15°C，保持4小时；（3） 重复循环50次，共计时间500小时。
2 结果与讨论
对所设计的胶粘剂分别对其作操作性、胶原拉伸粘结强度、浸水拉伸粘结强度、压剪强度、弹性模量、抗压、抗折，冻融和不同温下拉伸粘结强度试验。
2.1操作性试验结果和分析
如表4所示，配方WJ-1的终凝时间为2小时32分，配方WJ-2终凝时间为5小时08分，说明所设计的两个配方胶粘剂是属于快凝型的；两个配方的保水性都达到99.9%，说明胶粘剂保水性能很好。
再看图1和图2，本文还做了WJ-2型胶粘剂的放置时间和晾置时间实验，WJ-2型胶粘剂的放置时间实验，从0分到50分钟放置，胶粘剂28天龄期强度都没产生很大的变化，这说明胶粘剂具有较强的水分保持能力，因而具有较长的施工容忍时间，这有利于工地人工作业。
WJ-2型胶粘剂的晾置时间实验，如实验结果可知，晾置30分钟后再粘贴石材试件，其龄期28天粘结强度值开始有较大的回缩，直至晾置50分钟，其强度值减小到1.15MPa，由此可见，胶粘剂与水拌和好并铺贴后，晾置时间不宜超过30分钟再铺粘石材。
实验表明，本文设计的两个配方胶粘剂操作性都很好。
表4 操作性能
图1 WJ-2型胶粘剂放置时间实验图
图2 WJ-2型胶粘剂晾置时间实验图
2.2力学性能试验结果和分析
分别测试胶粘剂的自然养护下的1d、7d、28d胶粘原强度，以及浸水、5ºC、35ºC试验条件下的粘结强度测试，结果见下图表，本文对配方WJ-2 型胶粘剂还做了冻融和80ºC试验条件下的粘结强度测试，结果见下表：
表5 力学性能
注：As为粘结强度。
图3 配方WJ-1的实验断面图
图4 配方WJ-2的实验断面图
如表5，设计的WJ-1和WJ-2配方胶粘剂28d粘结强度都大于国标GB24264-2009的相关项目技术要求，其中WJ-1型的为1.80MPa，WJ-2型的为3.08MPa，另外，WJ-1和WJ-2型胶粘剂1天的强度便已大于国标的相关项目技术要求，其值分别为0.86MPa和2.07MPa，可见所设计的胶粘剂属于早强型。
两个配方胶粘剂的强度相互有个等级的差别，其中WJ-1型的强度较小，而WJ-2型的较大，原因是配方WJ-2中的预混剂WF-H是溶液型的，在强度上比添加粉料型预混剂效果更大；由实验断面图可知，WJ-1型的胶粘剂凝结后较为密实，而 WJ-2型胶粘剂的气孔较多也较大，这说明溶液型预混料在干粉砂浆中的引气作用很大；另外，由吸水率的大小也可说明胶粘剂的密实程度，吸水率越大，表明气孔越多和越大，其中WJ-1的吸水率为7.02%，WJ-2 的吸水率为24.57%。
由浸水粘结强度可知，浸泡水后， WJ-2型胶粘剂的强度增大了1.95%，而WJ-1型胶粘剂的强度下降了35.56%，这可能与胶粘剂凝结固化后的密实程度有关，凝结后的砂浆内部气腔越多，表明改性聚合物的成膜面积越大，防水效果越好。
如表5，WJ-1型胶粘剂的5ºC和35ºC条件下的实验，其拉伸粘结强度比胶粘原强度1.80MPa分别倒缩了27.78%和32.78%，但其强度仍是国标项目要求的2倍多，WJ-2型胶粘剂的5ºC、35ºC、冻融和80ºC耐侯性实验，其拉伸粘结强度比胶粘原强度3.08MPa分别倒缩了30.19%、26.30%、52.92%和35.71%，尽管如此，其强度仍然很高，仍能达到国标项目要求的3至4倍，且同比条件下，约为WJ-1型胶粘剂强度的两倍。就实验结果看，WJ-2型胶粘剂的强度性能远好于WJ-1型胶粘剂。结合上述胶粘原强度值，可以得出结论：预混剂WF-D和 WF-H作为砂浆添加剂其力学性能方面带来的效果远强于预混剂WF-B作为添加剂带来的效果。总体上这两个配方胶粘剂的性能都很优良，已在万峰石材科技有限公司得到广泛配套生产应用。
2.3弹性力学试验结果和分析
弹性力学数据能表征胶粘剂的柔韧性大小，这也是评价胶粘剂性能好坏的关键指标之一，各弹性力学测试见下表6：
表6弹性力学性能
注：Ei为弹性模量，Af为压剪粘结强度，fm为抗折强度，fa为抗压强度，纯水泥为P.Ⅱ32.5。
弹性模量是物体变形能力大小的表征之一，如表6，所设计的WJ-1 和WJ-2型胶粘剂的弹性模量远小于纯水泥的弹性模量，说明砂浆中引入本文所研制的预混剂能极大地改善体系的柔韧性，由折压比的大小也能反映这一点，折压比越大，表征柔韧性越高，本文所设计的两个胶粘剂的折压比都远大于纯水泥的折压比。
由表6可知，WJ-1和 WJ-2型胶粘剂的压剪粘结强度分别为1.42 MPa和1.58 MPa，为国标相关项目技术要求的2～3倍，结合胶原粘结强度，说明所設计的胶粘剂不论是用于地面还是用于墙面粘贴石材，都有较大的安全性。
3结论
1). 本文设计的两个配方胶粘剂具有快凝、早强和良好操作性的性能。
2）WJ-1和WJ-2配方胶粘剂的28d粘结强度分别为1.80MPa和3.08MPa；1天强度分别为0.86MPa和2.07MPa。它们的1天强度便已大于国标GB24264-2009的相关项目技术要求。
3).WJ-1型和WJ-2型胶粘剂的弹性模量远小于纯水泥的弹性模量，其压剪粘结强度分别为1.42 MPa和1.58 MPa，为国标相关项目技术要求的2～3倍，结合胶原粘结强度，说明所设计的胶粘剂具有较大的安全性。
参考文献:
[1] 梁志刚.人造大理石配方研究:硕士学位论文[D].哈尔滨，哈尔滨工程大学，2003.
[2] 王新民、薛国龙、俞锡贤、何唯平、何俊高编著.干粉砂浆添加剂选用[M].北京:中国建筑工业出社.2007.1.
关键词：人造石; 干粉砂浆; 柔性胶粘剂
Abstract: in this paper the man-made stone material surface properties and application characteristics, developed a new type of man-made stone special flexible brick materials. Conclusion, this paper studies two formula Portland is adhesive construction workability, bond strength high.
Keywords: man-made stone; Dry mortar; Flexible adhesive
中图分类号：TQ177.1文献标识码： A 文章编号：
树脂型人造石是一种性能优越、对健康无损害[1]、可重复利用的环保、绿色新型建筑室内装饰材料。
然而，树脂型人造石具有膨胀系数大的特点，采用传统的水泥素浆体系进行铺贴时，胶粘体凝结后很容易由于膨胀系数不匹配而产生内部应力从而导致后期翘角、拱起变形、空鼓及开裂等缺陷，这使人类在享受装饰的同时，也在着恼这些问题的出现，这逐渐引起人们对这一问题的思考和重视。
很自然，人们把问题的解决途径着落在对砂浆的改性上。对砂浆的改性主要是指外加添加剂。当同一砂浆的添加剂多到两种以上时，如采用传统的现场拌和方式，势必会引起场地应用工人的劳时和费力，同时引起周围环境和大气的清洁与质量，并且在管理上带来一系列的问题，于是商品砂浆应运而生。
商品砂浆的专业名称为干粉砂浆（dry-mix），又称干粉料、干混砂浆、干粉建材或干拌砂浆等。它是由无机胶粘剂、有机胶粘剂、骨料、填料与添加剂等原料，按科学配料、精确计量和工业化生产制成的多品种、多用途的预混粉体，作为商品供应[2]。在施工现场只需加入一定量的调和水，经均匀混合即可使用。本课题研究的人造石专用柔性胶粘剂就是属于干粉砂浆的一种。
干粉砂浆起先兴盛发展于20世纪50年代和60年代的德国，自二十世纪八十年代，我国的上海和北京也已经开始了干混砂浆研究工作，进入2000年后，国内开始出现较多的高等院校和科研院所对干粉砂浆进行研究，并使之得到推广应用。
本文旨在研发一种新型的人造石专用柔性铺贴材料，构成相应柔性铺贴系统的综合应力解决方案，用以缓冲基材与人造石板材之间的应力，从而解决传统问题，促进人造石制品广泛应用。
目前国内市面上性能较好的干粉砂浆还很少，本公司研制的单组分柔性胶粘剂具有快凝、早强和高强以及柔韧性高的性能特点，经过约2年的工程实地应用，得到一片好评。
1 实 验
1.1 实验原料
水泥：广州市羊城水泥厂产的海螺牌P.Ⅱ32.5，其化学成分见下表：
表1 水泥的化学成分( 质量分数/%)
河沙：级配在0.45～0.10mm之间。
预混剂WF-B、预混剂WF-D和预混剂WF-H由万峰石材科技有限公司应用技术研发实验室研制，其中预混剂WF-H为溶液型。
1.2 实验配比
制成两个配方，分别为WJ-1和WJ-2，见表2和表3：
表2 配方WJ-1（质量分数/%）
表3 配方WJ-2（质量分数/%）
1.3部分实验方法
1.3.1放置时间测试
胶粘剂搅拌均匀后，分別放置0、20、30、40、50分钟，再施工铺粘。
1.3.2晾置时间测试
胶粘剂均匀涂刮在混凝土板上，分别晾置0、3、6、9、12、15、20、25、30、35、40、45、50分钟，再施工铺粘。
1.3.3低温5°C试验
试件制好后迅速置于5°C冰箱中，持续放置28天，然后取出测试粘结强度。
1.3.4中温35°C试验
试件制好后迅速置于35°C鼓风干燥箱中，持续放置28天，然后取出测试粘结强度。
1.3.5高温80°C试验
试件制好后迅速置于80°C鼓风干燥箱中，持续放置28天，然后取出测试粘结强度。
1.3.6冻融试验
自然养护7天后，放入23±2°C水中养护21天，然后开始冻融循环：
冻融循环标准：（1）2小时内降温至-15°C（正负1°C），并保持4小时；（2） 将试件放入23°C水中，保持4小时；然后在2小时内降温至-15°C，保持4小时；（3） 重复循环50次，共计时间500小时。
2 结果与讨论
对所设计的胶粘剂分别对其作操作性、胶原拉伸粘结强度、浸水拉伸粘结强度、压剪强度、弹性模量、抗压、抗折，冻融和不同温下拉伸粘结强度试验。
2.1操作性试验结果和分析
如表4所示，配方WJ-1的终凝时间为2小时32分，配方WJ-2终凝时间为5小时08分，说明所设计的两个配方胶粘剂是属于快凝型的；两个配方的保水性都达到99.9%，说明胶粘剂保水性能很好。
再看图1和图2，本文还做了WJ-2型胶粘剂的放置时间和晾置时间实验，WJ-2型胶粘剂的放置时间实验，从0分到50分钟放置，胶粘剂28天龄期强度都没产生很大的变化，这说明胶粘剂具有较强的水分保持能力，因而具有较长的施工容忍时间，这有利于工地人工作业。
WJ-2型胶粘剂的晾置时间实验，如实验结果可知，晾置30分钟后再粘贴石材试件，其龄期28天粘结强度值开始有较大的回缩，直至晾置50分钟，其强度值减小到1.15MPa，由此可见，胶粘剂与水拌和好并铺贴后，晾置时间不宜超过30分钟再铺粘石材。
实验表明，本文设计的两个配方胶粘剂操作性都很好。
表4 操作性能
图1 WJ-2型胶粘剂放置时间实验图
图2 WJ-2型胶粘剂晾置时间实验图
2.2力学性能试验结果和分析
分别测试胶粘剂的自然养护下的1d、7d、28d胶粘原强度，以及浸水、5ºC、35ºC试验条件下的粘结强度测试，结果见下图表，本文对配方WJ-2 型胶粘剂还做了冻融和80ºC试验条件下的粘结强度测试，结果见下表：
表5 力学性能
注：As为粘结强度。
图3 配方WJ-1的实验断面图
图4 配方WJ-2的实验断面图
如表5，设计的WJ-1和WJ-2配方胶粘剂28d粘结强度都大于国标GB24264-2009的相关项目技术要求，其中WJ-1型的为1.80MPa，WJ-2型的为3.08MPa，另外，WJ-1和WJ-2型胶粘剂1天的强度便已大于国标的相关项目技术要求，其值分别为0.86MPa和2.07MPa，可见所设计的胶粘剂属于早强型。
两个配方胶粘剂的强度相互有个等级的差别，其中WJ-1型的强度较小，而WJ-2型的较大，原因是配方WJ-2中的预混剂WF-H是溶液型的，在强度上比添加粉料型预混剂效果更大；由实验断面图可知，WJ-1型的胶粘剂凝结后较为密实，而 WJ-2型胶粘剂的气孔较多也较大，这说明溶液型预混料在干粉砂浆中的引气作用很大；另外，由吸水率的大小也可说明胶粘剂的密实程度，吸水率越大，表明气孔越多和越大，其中WJ-1的吸水率为7.02%，WJ-2 的吸水率为24.57%。
由浸水粘结强度可知，浸泡水后， WJ-2型胶粘剂的强度增大了1.95%，而WJ-1型胶粘剂的强度下降了35.56%，这可能与胶粘剂凝结固化后的密实程度有关，凝结后的砂浆内部气腔越多，表明改性聚合物的成膜面积越大，防水效果越好。
如表5，WJ-1型胶粘剂的5ºC和35ºC条件下的实验，其拉伸粘结强度比胶粘原强度1.80MPa分别倒缩了27.78%和32.78%，但其强度仍是国标项目要求的2倍多，WJ-2型胶粘剂的5ºC、35ºC、冻融和80ºC耐侯性实验，其拉伸粘结强度比胶粘原强度3.08MPa分别倒缩了30.19%、26.30%、52.92%和35.71%，尽管如此，其强度仍然很高，仍能达到国标项目要求的3至4倍，且同比条件下，约为WJ-1型胶粘剂强度的两倍。就实验结果看，WJ-2型胶粘剂的强度性能远好于WJ-1型胶粘剂。结合上述胶粘原强度值，可以得出结论：预混剂WF-D和 WF-H作为砂浆添加剂其力学性能方面带来的效果远强于预混剂WF-B作为添加剂带来的效果。总体上这两个配方胶粘剂的性能都很优良，已在万峰石材科技有限公司得到广泛配套生产应用。
2.3弹性力学试验结果和分析
弹性力学数据能表征胶粘剂的柔韧性大小，这也是评价胶粘剂性能好坏的关键指标之一，各弹性力学测试见下表6：
表6弹性力学性能
注：Ei为弹性模量，Af为压剪粘结强度，fm为抗折强度，fa为抗压强度，纯水泥为P.Ⅱ32.5。
弹性模量是物体变形能力大小的表征之一，如表6，所设计的WJ-1 和WJ-2型胶粘剂的弹性模量远小于纯水泥的弹性模量，说明砂浆中引入本文所研制的预混剂能极大地改善体系的柔韧性，由折压比的大小也能反映这一点，折压比越大，表征柔韧性越高，本文所设计的两个胶粘剂的折压比都远大于纯水泥的折压比。
由表6可知，WJ-1和 WJ-2型胶粘剂的压剪粘结强度分别为1.42 MPa和1.58 MPa，为国标相关项目技术要求的2～3倍，结合胶原粘结强度，说明所設计的胶粘剂不论是用于地面还是用于墙面粘贴石材，都有较大的安全性。
3结论
1). 本文设计的两个配方胶粘剂具有快凝、早强和良好操作性的性能。
2）WJ-1和WJ-2配方胶粘剂的28d粘结强度分别为1.80MPa和3.08MPa；1天强度分别为0.86MPa和2.07MPa。它们的1天强度便已大于国标GB24264-2009的相关项目技术要求。
3).WJ-1型和WJ-2型胶粘剂的弹性模量远小于纯水泥的弹性模量，其压剪粘结强度分别为1.42 MPa和1.58 MPa，为国标相关项目技术要求的2～3倍，结合胶原粘结强度，说明所设计的胶粘剂具有较大的安全性。
参考文献:
[1] 梁志刚.人造大理石配方研究:硕士学位论文[D].哈尔滨，哈尔滨工程大学，2003.
[2] 王新民、薛国龙、俞锡贤、何唯平、何俊高编著.干粉砂浆添加剂选用[M].北京:中国建筑工业出社.2007.1.