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一、石材产生病变的主要原因

对石材病变进行分析，找到主要原因，从预防人手，在石材施工前提出相应方案，是低成本、高可靠性地解决石材病变的关键。

1、水斑、泛碱的原因分析

在石材的形成过程中，因不同的化学成分和矿物组成、不同的形成环境、不同的外界影响，使得石材有不同的形态和内部结构。许多石材是不致密的，存在孔洞、缝隙、毛细孔、解理等缺陷，这些缺陷给水的进人提供了通道。

水斑:当水通过石材的缺陷进人石材内部后存在其中，或与石材中某些成分反应生成凝胶存于石材中，形成水斑，并可引起含铁成分氧化而出现锈斑。

泛碱:水将粘结材料中水溶性材料溶解成溶液，进人石材，水蒸发后溶液中的溶质留于石材表面，见图1。

2、起壳、脱落的原因分析

石材湿贴后起壳、脱落的原因主要从受力情况人手分析。当强度>应力时，系统稳定;当强度<应力时，系统破坏，发生起壳、脱落。

(1)应力分析

①墙面上贴石材时，如图2，重力G为石材的重量，20mm厚石材一般为50一60k岁时，相对于基层，力的形式为剪力。拉力N由与石材平面平行方向的风引起，称作负风压。负风压在室内可不考虑，如在室外，随着所处位置的不同，高度的不同而有所不同，一般在十几至几十kg/m2。风速越大，负风压越大。力的形式为拉力。

②温度应力。温度应力为由温度变化引起尺寸变化产生的应力。温度升高，石材发生膨胀，产生应变。

温度应力=弹性模量x应变二弹性模量x原长度x热膨胀系数x温度变化

即一定厚度和宽度的石材，其温度应力与长度和温度变化成正比，温度变化越大，应力越大;石材越大，应力越大。应力的形式为剪力，见图30

③湿度应力。湿度应力是由湿度变化引起的应力。湿度变化时，石材会有湿胀干缩现象，产生相应的变形和应力。石材铺贴在地面上，因石材背面吸水，发生湿涨，石材表面未吸水，未发生湿涨，石材内部存在湿度差而引起的应力，石材会发生弯曲，产生剥离力，如图40

(2)强度分析

石材粘贴在基层上，石材、粘结材料和基层形成一个系统。系统中有3个强度:

①在基层与粘结材料之间的界面强度;

②在石材与粘结材料之间的界面强度;

③粘结材料本体强度。

系统的强度由系统内最低强度决定。一般情况下，抗拉强度)l .OMPa，抗剪强度)2.OMPa，系统稳定。

(3)粘结模型

粘结是物理力与少量化学键力的结合。粘结材料渗人石材粘结面的缝隙、沟槽，粘结材料干固后形成“钉楔作用”，产生主要强度;石材为无机材料，与水泥结合有一定的水化活性，产生一定的化学键力。

要保证石材有较高的粘结强度，要求石材表面粗糙，与水泥相溶，粘结材料本身强度高，收缩小。

二、解决方案的关键

根据前述石材病变的原因分析，石材病变的发生是因为石材本身的渗透性和铺贴后石材所受的应力与粘结强度的关系。从防水、减少应力和提高强度三要素人手，是预防病变的发生关键。在石材背面涂上一层既能防水，又能与石材粘结，并可与水泥基粘结材料很好地粘结，同时有一定柔性的背胶层，就可将许多石材病变拒之门外。上海爱迪技术发展有限公司研发的石材防水背胶就是一种具有上述性能要求的材料。

1、石材防水背胶

石材防水背胶是一种液体和粉体的双组分材料，将此材料按比例搅拌均匀后，涂刷在粘贴面，干固后就可进行粘贴施工。其特点是防水、粘结、柔性。

石材防水背胶最重要的技术指标是:拉伸粘结强度、抗渗性和耐老化性能，见表la

其中“拉伸粘结强度”有标准养护(28天)、浸水后(14天)、热老化后(8090，14天)、冻融循环后(-2090-2090，50次)，4种状态下的强度，体现了材料在不同状态下使用需达到的性能要求;数值采用《饰面石材用胶粘剂》(GB24624-2009)的强度指标，拉伸粘结强度,1.0MPa.

“保留系数”体现了背胶的耐老化性能，计算式为:老化条件下的强度+标准养护的强度。保留系数大，表示耐老化性能好，使用寿命长，为保证材料的耐老化性能，保留系数一般须)0.60“抗渗性”体现材料的防水性能。石材要预防泛碱、水斑，需要长久地把水挡在石材之外，据10多年的实践，500mm水柱，24.小时不渗透，可符合要求。

石材防水背胶的粘结强度决定了石材的粘结强度，石材是否会起壳、脱落;抗渗性决定了石材是否会发生泛碱和水斑。

2、对于花岗岩等不易碎的石材

用石材防水背胶涂刷在石材背面，形成的背胶层具有很好的防水、增粘效果，并有一定的柔性，降低应力;可解决石材水斑、泛碱、泛浆、脱落等间题。

3、对于大理石等须做背网的易碎石材

用石材防水背胶取代传统的树脂胶背网，石材防水背胶与玻璃纤维网格布组成的背网层具有防水、增强、柔性的特点，在运输过程中，石材不易开裂，并且施工时不需铲网，避免施工时石材损坏，可很好地解决石材常见问题。对传统的石材生产和施工工艺带来革命性的提高。

对于普通情况，采用石材防水背胶与普通粘贴方法即可预防石材病变的发生;对于在地铁站、地暖、轻板上铺贴石材，声根据具体情况确定真体方案。

三、“三要素、五步骤”预防石材病变技术

石材的使用是一个系统，预防石材病变，必须系统地分析，系统地采取措施。根据石材常见的病变现象、原因分析及预防病变经验，上海爱迪技术发展有限公司总结出“三要素五步骤”作为石材加工、施工阶段石材防病变的主要措施。

1、三要素:防水、增强、减少应力

(1)、防水:水斑、泛碱、起壳、开裂等多种问题都与水有关，防水，既是材料的防水，又是系统的防水。材料的防水是做好石材的防护;系统的防水是在石材防护的基础上，考虑整体的防水，从防止与疏导相结合出发，进行整体安排。

(2)、增强:起壳、开裂、脱落等多种问题与强度有关。增强，既是材料的增强，又是系统的增加，材料的增强针对石材，使石材的物理力学性能提高，不易开裂;系统的增强是针对系统，从基层到面层，使整个系统稳定，石材不开裂且不起壳、脱落。

(3)、减少应力:开裂、起壳、脱落都是因强度与应力的平衡被破坏所致，减少应力，是解决强度与应力矛盾的重要措施，尤其是作为刚性系统，应力的作用往往很大，控制应力非常重要。

防水、增强、减少应力，有一定的相关性，互相影响。如防水影响系统的强度(影响粘结强度)，也影响系统的应力(湿度应力)。许多病变是在三个要素共同作用下发生的。掌控好这三个要素，做到防水好、强度高、应力小，对预防石材病变非常重要。

2、五步骤

(1)、采用石材防水背胶处理石材。如果是花岗岩等不易碎，不须用玻纤网格布增强的石材，采用石材防水背胶涂刷在石材背面，就可防渗、增粘，并且涂刷的效果可简单检查，可防止石材背面的水、碱性水等影响质量的物质渗人石材。

对大理石等易碎的石材，采用石材背胶进行背网，背网层不需铲去，直接施工，不需做防护，提高效率，减少损耗，且防渗、增粘、背网的效果可简单检查，保证背网层的实际效果。

(2)、五面防护。除背网层外的五面做传统防护(适合石材的防护)，抵御背面以外的水的渗人。

(3)、采用合适的粘结材料。根据石材的尺寸，基层的状况，选择粘结材料。如石材较小，基层稳定，可选用普通的水泥、石材粘结剂;如石材较大，应选用石材粘结剂;基层不稳定，如轻钢龙骨加轻板的轻质墙体结构、做过墙体保温的保温层上、地暖上贴石材，须用柔性粘结剂。

(4)、成品敞开式保护。系统中过量水的存

在，对石材很不利，水斑、泛碱、起壳都与过量的水有关。大型地坪如机场、火车站等对此特别明显。大型地坪往往采用半干水泥砂浆找平，再铺贴石材;半干水泥砂浆中的水，大大超过实际水泥水化的需水量，而这些水的存在，如不均匀地渗人石材，会引起石材起壳(湿度引起的应力)，也会造成水斑、泛碱。而敞开式保护则是石材铺贴完后，不用塑料薄膜等密封性的材料覆盖，让其敞开，使垫层中多余的水分尽量多地从缝中散发掉，避免水与石材接触，引起石材变形和水斑、泛碱的发生。

(5)、适当的养护。水泥的水化与时间有关，

时间越长，水化得越完全，则强度越高，水泥中的碱越不易被溶出。地坪若无适当的养护就受力，很容易出现空鼓;水景等若无适当的养护就放水使用，很容易出现泛碱。

一个完美的项目一定是设计、材料、施工、维护相结合，其中施工是关键，结果都需要靠施工来实现。同样，石材病变的预防也与材料、施工、使用环境、成品保护相关，其中材料是基础，施工是关键因素。三要素五步骤，从关键材料石材防水背胶开始，以施工为主，到成品保护，从整个系统进行考虑，既操作简便，又抓住关键，可很好地预防病变的发生。