人造石大面积铺贴工艺研究更新版

人造石大面积铺贴工艺研究更新版第1页/共55页一、课题描述第2页/共55页

质量通病的普遍性：目前，人造石在装饰行业的应用越来越广泛，主要应用在大型商场、航站楼、地铁站、办公楼及会展中心等大型地面装饰工程，这些大型地面工程人造石铺贴后普遍出现了严重的质量通病：起拱、空鼓、开裂、表面污染等问题，如八佰伴商场工程、深圳华为工程、万达广场工程等。

研究路径及成果简述：本课题从人造石的材料性能测试、质量控制及保护、施工工艺改进三方面进行实验研究，取得了一定成果：1.通过实验认识和验证了人造石大面积铺贴质量通病的根本原因。

2.制定了比较好的解决通病的技术管理流程。课题描述第3页/共55页二、人造石介绍

1、人造石的分类及区别

2、人造石的优点3、人造石铺贴存在的问题第4页/共55页人造石通常分为人造岗石、人造石英石和实体面材三大类。人造岗石人造石英石实体面材（本课题不作研究）俗称岗石、人造大理石石英石人造石树脂含量5%~15%7%~9%30%左右填料类型碳酸钙、天然石料石英砂、玻璃氢氧化铝粉、碳酸钙生产方式真空压制成方料后切片真空高温压制成片料搅拌浇铸成片料应用地面、墙面、台面地面、墙面、台面橱柜、吧台台面现场区别方法用食用醋滴在人造石上，如有气泡则为岗石，无气泡为石英石。比重低于2.1g/ml为实体面材1、人造石的分类及区别区别分类人造岗石、人造石英石、实体面材主要区别第5页/共55页2、人造石的优点1、个性化设计：可塑性高，可加工成各种异形，并可个性化设计颜色、尺寸、材质，满足客户的各种特殊要求。2、力学性能优秀：石英石的耐磨性与花岗岩近似，力学性能更优秀，抗冲击性能、弯曲强度、抗压强度远高于天然石，适合在受力大的拐角、踏步、厨房操作台、卫浴间及人流量大的商业地面等处安装。3、无孔：人造石是经高压真空而成，质地密实，没有孔隙，吸水率远低于天然石,所以因吸水产生的病变比较少。4、安全：人造石无毒、无辐射，属于安全、环保材料。5、可翻新：人造石可翻新使用，长时间使用磨损后可进行研磨翻新，恢复石材崭新的效果。6、环保：可以利用碎石、石材边角料等制造，节约自然资源，保护环境,是环保、可再生的装饰材料之一（属于绿色建筑、LEED认证评级的加分点）。第6页/共55页3、人造石铺贴存在的问题第一大问题：大面积铺贴起拱、变形、空鼓，原因分析：（一）不同的人造石材料性能不同：

热膨胀系数偏大导致膨胀：人造石的主要原材料树脂的热膨胀系数高达150*10-6，因此，不同的人造石因所含的树脂含量、树脂质量不同而导致其热膨胀系数差别很大，范围可达8~40*10-6；基层水泥砂浆的热膨胀系数为10*10-6，同时，由于基层在人造石下面，其温度变化要比表层人造石小，因而造成基层和人造石收缩不一致形成空鼓。（二）质量控制及保护：使用的人造石质量不符合要求，在运输储存过程中人造石就已经变形。第7页/共55页3、人造石铺贴存在的问题（三）施工工艺不合理：1、收缩缝预留尺寸不合理，因人造石的热膨胀系数较大，导致石材因膨胀而彼此间挤压造成变形、起拱、空鼓。

2、使用水泥砂浆铺贴，水泥砂浆为刚性粘结剂且粘结强度有限，与人造石的粘结强度为0.3MPa，而且水泥砂浆呈碱性，其PH值为12~14，人造石是不耐碱的，受碱腐蚀后造成空鼓。3、养护不到位，铺贴完人造石后，胶粘剂还未完全固化就在石材上行人或压重物，影响人造石粘结效果而造成空鼓。4、填缝剂使用不合理，未进行清缝处理或填缝剂未使用柔性填缝剂，导致人造石膨胀时互相挤压而造成变形、空鼓、起拱。第8页/共55页3、人造石铺贴存在的问题二、第二大问题色差,原因分析：（一）不同人造石的耐污性能不同：石英石的耐污性能非常优异，而岗石的耐污性能很差，因此岗石很容易因污染而产生色差。（二）劣质人造石在紫外线下会因老化而产生黄变，从而在阳光照射与阴暗处的人造石会产生色差。（三）人造石的批次之间是存在色差的，因此施工时应按批次进行铺贴，同时，下单时，应要求一个区域内的人造石（包括不同尺寸）为一个批号。第9页/共55页三、实验研究

1、拟定实验方案

2、材料性能测试3、材料测试过程照片4、胶粘剂性能测试5、胶粘剂测试过程照片6、通过实验得到的结论第10页/共55页1、拟定实验方案一、人造石材料性能检测：通过对岗石及石英石三个品牌（以下简称“岗石A”、“石英石A”、“石英石B”）产品进行材料性能测试，认识及验证人造石铺贴质量通病的原因。二、胶粘剂质量检测：通过对三个胶粘剂品牌（以下简称“胶粘剂A”、“胶粘剂B”、“胶粘剂C”）进行不同状态下的粘结强度测试，认识胶粘剂对人造石铺贴的质量通病的重要性。三、施工工艺改进：通过人造石及胶粘剂性能的测试结果，制定针对性的工艺方案，并对制定的施工方案进行可行性试验。第11页/共55页2、材料性能测试（1）金螳螂研发实验中心对岗石A、石英石A、石英石B进行了系列的性能检测，下表从材料性能方面作详细的分析。检测结果分析岗石A石英石A石英石B体积密度（g/ml）2.372.422.34体积密度反应了人造石的树脂含量，体积密度越小，则说明树脂含量越高，而评价石英石优劣的一个重要指标就是树脂含量，树脂含量越低，石英石质量越好。肖氏硬度（Hs）32.854.955.7岗石的莫氏硬度在3左右，耐划痕性比较差，与天然大理石相当或更差；石英石的莫氏硬度在6~7，硬度与花岗岩相当，耐划痕性优异。建议：在人流量大的地方建议使用石英石。莫氏硬度3.56.56.5测试项目品牌第12页/共55页2、材料性能测试（2）检测结果分析岗石A石英石A石英石B热膨胀系数（10-6/℃)33.42026.7岗石的树脂含量为5~15%，对应的热膨胀系数为8~40，范围比较大；石英石的树脂含量为7~9%，对应的热膨胀系数为15~25，因此施工前应对人造石进行测试，根据该批材料的热膨胀系数计算收缩缝的宽度，从而从根本上防止石材因膨胀而彼此间挤压造成变形、起拱、空鼓。吸水率(%)0.030.020.013人造石生产工艺为高压真空而成，因而质地密实，没有孔隙，吸水率极低，因此与水泥砂浆粘贴强度很低。抗折强度(Mpa)26.8634.8837.67天然石的抗折强度为17，远低于人造石，因此，人造石抗外力断裂的性能比天然石优异。测试项目品牌第13页/共55页2、材料性能测试（3）检测结果分析岗石A石英石A石英石B耐污染性差优良岗石的耐污性能比较差、石英石耐污性能非常优异，因此建议：在餐厅、食堂等高污染区域建议使用石英石。耐酸碱性不耐酸碱耐酸不耐碱耐酸不耐碱岗石不耐酸，耐碱性能稍差，石英石完全耐酸，耐碱性能稍差，与岗石相似，而天然石耐碱性能非常优秀。水泥砂浆属于碱性，可以与人造石中的树脂产生降解反应，从而降低粘结强度，导致空鼓。因此，人造石铺贴不能用水泥砂浆，必须用人造石专用粘结剂铺贴。测试项目品牌注：以上数据均为金螳螂研发实验中心实际检测所得。第14页/共55页3、材料测试过程照片（1）岗石A耐污染实验污染物为：食用油、酱油、醋、湿茶包、油性笔、墨水、烟渍、咖啡24h污染后，用清水擦洗，污渍明显清水擦洗后用酒精擦洗，污渍仍然明显第15页/共55页3、材料测试过程照片（2）石英石A耐污染实验污染物为：食用油、酱油、醋、湿茶包、油性笔、墨水、烟渍、咖啡24h污染后，用清水擦洗，污渍仅剩油性笔。清水擦洗后用酒精擦洗，污渍完全清除。第16页/共55页3、材料测试过程照片（3）石英石B耐污染实验污染物为：食用油、酱油、醋、湿茶包、油性笔、墨水、烟渍、咖啡24h污染后，用清水擦洗，污渍仅剩油性笔。清水擦洗后用酒精擦洗，还剩轻微污渍痕迹。第17页/共55页3、材料测试过程照片（4）耐酸实验：将岗石与石英石一半泡在5%的酸溶液中24h，岗石与酸直接反应不断冒泡，生成CO2，说明岗石不耐酸；石英石24h后无反应，石英石耐酸性能优秀。石英石A石英石B岗石A第18页/共55页3、材料测试过程照片（5）耐碱实验：将岗石与石英石一半泡在5%碱液中24h后，泡在碱液部分的岗石与石英石都已发白，与碱发生降解反应。岗石A石英石A石英石B第19页/共55页3、材料测试过程照片（6）水泥砂浆直接铺贴与胶粘剂铺贴对比实验（截面图）水泥砂浆粘结一个月后，石材被明显腐蚀变色。（中间白色为腐蚀层）胶粘剂层结论：人造石不能用水泥砂浆直接铺贴，必须用专业人造石胶粘剂，并胶粘剂必须通过检测合格后使用。胶粘剂粘结一个月后，石材没有腐蚀变色。第20页/共55页4、胶粘剂测试金螳螂研发实验中心对胶粘剂进行了粘结强度检测，具体见下表。粘结强度（Mpa）浸水粘结强度（Mpa）老化粘结强度（Mpa）标准备注胶粘剂1.210.890.74≥0.5合格，浸水后强度下降26%；老化后强度下降38.8%。并且具有一定的柔性，适合作为人造石的粘结剂。品牌测试项目水泥砂浆0.30.30.3≥0.5不合格第21页/共55页填缝剂有什么优点？（1）与石材边缘具有良好的粘合性；（2）低收缩率，减少裂纹形成；（3）优质的柔性配方还能具有足够抗变形能力、高韧性或柔性；（4）用于地面的高耐磨损性能；（5）低吸水率，良好的抗渗性能；（6）提供适宜的施工稠度，有优良的施工性。5、填缝剂需要有什么优点？第22页/共55页一、认识和验证了人造石大面积铺贴质量通病的真正原因：1、不同人造石的耐污性能、耐磨性能差别很大，需根据使用区域针对性的选择人造石；2、收缩缝预留不合理：人造石铺贴常规施工方法就是不论人造石的热膨胀系数是多少、人造石尺寸多少、施工区域温度如何，收缩缝一般预留2mm，通过实验发现，有些大尺寸、膨胀系数大的人造石铺贴时2mm的收缩缝是不够的；3、填缝剂：填缝剂如采用刚性填缝剂，那么人造石膨胀的时候无法伸展，导致石材互相膨胀而变形。二、根据检测数据制定针对性的施工方案：1、铺贴工艺使用胶粘剂铺贴，不使用传统的水泥砂浆铺贴。2、根据检测数据制定针对性施工方案，最后按针对性方案实施。3、待粘结剂完全固化后再进行清缝并用柔性填缝剂进行填缝。6、通过实验得到的结论第23页/共55页四、质量控制第24页/共55页1、人造石质量控制1、源头的控制1.1人造石原材料的控制1.2企业标准1.3厂方监造第25页/共55页1、人造石质量控制1.1人造石原材料的控制人造石的质量与其主要原材料不饱和聚酯（胶水）有着直接的联系.不饱和聚酯：固含量，苯乙烯含量，凝胶时间、固化时间、配方（树脂含量等）钙粉：产地不同，方解石的形态不同，吸油率不同，硬度不同第26页/共55页1、人造石质量控制企业人造石标准：

1）对角线允许极限偏差为0.5mm；2）几何尺寸要求是负公差（1mm）；3）表面平整度允许误差正负1mm（规格：1mX1m）；4）厚度正负公差不大于1mm；5）表面光洁度不低于60度；第27页/共55页1、人造石质量控制厂方加工流程图第28页/共55页2、生产加工控制2、生产加工的控制2.1合格品的检查2.2科学护理2.3包装与运输第29页/共55页合格品检查检测光泽度检测对角线检测几何尺寸检查色差第30页/共55页科学护理（1）用净水清干净石材表面残余的杂质（如金刚砂）第31页/共55页

科学护理（2）在通风干燥处竖向静置48小时以上，确保石材干透再叠放，工期紧的情况下可以搭设烘房或鼓风机第32页/共55页包装与运输（1）石材包装时要光面相对；800mm以上石材竖向存放，木箱底部需有三根木肋，并用钢筋加固，同时做好防潮措施；第33页/共55页包装与运输（2）根据加工清单，做好编号，分区包装，明挂标签；第34页/共55页3、现场控制3、现场的控制3.1科学施工3.2明保护第35页/共55页科学施工1、面压：铺贴前石材板块光面相对叠放，高度不超过一米，静置5—7天，使其应力充分释放。2、点压：铺贴过程中如发现不平整现象，及时对其施压（水泥袋压制）。1、确保石材铺贴平整的关键步骤第36页/共55页明保护1、水是石材病变的主要因素之一，为了充分挥发水分，我们采用明保护的方法；2、铺完后做好警戒线，三天内严禁上人；3、派专人看管，早晚清理以防沙粒损坏石材表面；4、登高作业，要使用有护套的标准爬梯；5、严禁金属轮盘和尖锐物体接触石材表面；6、防止油、高酸、高碱化学产品堆放和泄漏在石材面上；7、设备进出设置专用通道，以防重物直接接触石材；第37页/共55页五、施工工艺可行性试验第38页/共55页1、预留收缩缝理论计算(1)结构缝：应根据基层结构沉降缝，每8m预留5~8mm结构缝。收缩缝：人造石中因含有不饱和聚酯作为粘结剂，所以受环境温度变化而热胀冷缩影响比较大，因此，不同的人造石应根据热膨胀系数、施工时的环境温度、施工地区四季温度变化、石材尺寸制定合适的收缩缝，收缩缝计算方式如下：收缩缝(单位mm)计算公式：Lmax=3*￡*（T1-T2）*LLmax:收缩缝￡：热膨胀系数

T1：施工区域全年最高气温T2：施工区域环境气温L：石材长度第39页/共55页1、预留收缩缝理论计算（2）举例：在西安一工程，施工环境温度为5℃，西安全年最高温度40℃，采用人造岗石进行大面积铺贴，岗石尺寸为1200*750*20mm，经测试该批岗石的热膨胀系数为33.4*10-6

。短边处收缩缝Lmax=3*￡*（T1-T2）*L

=3*33.4*10-6*（40-5）*1200=4.2mm长边处收缩缝Lmax=3*￡*（T1-T2）*L

=3*33.4*10-6*（40-5）*750=2.63mm因此，该项目应按以下方式施工。岗石收缩缝至少4.2mm岗石岗石岗石收缩缝至少2.63mm第40页/共55页2、施工前准备1、材料测试：施工前应对人造石及胶粘剂进行性能检测，测试项目为热膨胀系数、吸水率、体积密度、抗折强度、粘结强度等，检测项目合格后根据检测数据制定针对性施工方案。2、材料保护：石材应避免滚摔、碰撞造成板材的暗裂或损伤；室外堆放时，时间不宜过长，冬季施工应采用岩棉被对人造石进行覆盖，石材铺装前提前4小时搬入室内解融；雨季施工应盖上防水布以防雨淋湿。

3、工具准备：手持搅拌机、

10*10mm锯齿镘刀、刮刀、铲刀、橡皮锤、水平尺、搅拌桶、刷子、洒水壶、海绵等。4、基层准备：施工前一定要重视基层处理，必须保证基层结实、平整、无空鼓，清洁干净、无油污、脱膜剂、浮尘、腻子和松散物等不利于粘结的污渍，无结构裂缝和收缩裂缝；保证基层在石材安装前已经完全固化，基层的平整度应小于3mm/2m。5、基层处理：将基层用清水淋湿，待基层无明水后进行胶粘剂施工。第41页/共55页3、胶粘剂施工——准备环境要求：环境温度最好在10~40℃，如低于5℃，应对施工环境及胶粘剂进行加热，当低于0℃或高于40℃应时停止施工，否则胶粘剂将因温度过低而固化不完全、降低强度；温度过高则反应过快，施工时间不够。材料称量：将双组份胶粘剂按使用说明书要求的配比称量好。第42页/共55页4、胶粘剂施工——搅拌搅拌：将称量好的胶粘剂搅拌均匀。注意点：1、倒料顺序：将称量好的液体组份倒入搅拌桶，然后将粉体缓慢的倒入其中，边倒料边用手持搅拌机搅拌。2、搅拌方式：转速为300转/min，搅拌时间：5min，搅拌时应上下提升搅拌枪直至搅拌均匀（用抹灰刀挑起胶粘剂，5s左右坠落，胶粘剂效果最佳）；搅拌均匀后将胶粘剂静置2min，将气泡排出后再稍加搅拌即可。第43页/共55页5、胶粘剂施工——基层布料基层布料：将搅拌好的胶粘剂均匀的涂抹在基层上，厚度3~5mm.注意点：1、必须使用10*10mm锯齿镘刀，如齿距太小，则容易压不实，导致空鼓；2、梳理条纹时，应用锯齿镘刀垂直方向梳理一遍，然后再水平方向梳理出饱满无间断的锯齿状条纹；3、梳理时，镘刀与基面的夹角约为45°；4、搅拌好的胶粘剂应在1h内使用完，如环境温度高于35度，应控制在45min内使用完；5、施工时，应一平方一平方的施工，因为胶粘剂长时间在地面上容易因水分流失而变干，导致无法使用；6、每平方石材铺贴使用胶粘剂约10kg。第44页/共55页6、胶粘剂施工——石材背面处理石材背面处理：⑴为增加粘结面积，建议要求人造石厂家在生产时将人造石背面砂光到80目左右即可。⑵用海绵将石材背面的灰尘清洁掉，在石材的背面薄批一层胶粘剂（满批，厚度约为1mm），然后粘贴石材。第45页/共55页7、铺贴粘贴时要轻微扭转和上下搓动石材,然后用橡皮槌轻轻敲打，使石材与胶粘剂紧密贴合，可观察边缘条纹胶粘剂是否压实。使用水平尺调整石材间的平整度及预留缝宽