到20世纪末,资源短缺和环境污染这两大问题已经成为社会和国家发展道路上最重要的障碍,国家有关部委已经采取了多项措施,对耗能严重的建筑行业提出了走向环保、节能的发展要求。由相关专业机构来普及科学粘贴方法,指导材料的正确选择和使用,减少建设过程中的损失和后期的危害。瓷砖胶取代水泥粘贴,造价节约40%以上,不仅节约了材料,其施工采用了更科学更方便的铺贴新工艺,保证施工质量和工程进度,也更加科学环保。铺贴瓷砖采用瓷砖胶,将成为建筑装饰施工的潮流。随着建筑产业的飞速发展,建筑装饰领域的技术与材料也在不断前进不断更新。瓷砖胶粘剂产品发展迅猛,基本可解决各类建筑中瓷砖铺设的各种难题。为了更好地为建筑业服务,我国在瓷砖胶专业领域近年来有了很大飞跃,相关政策法规也陆续出台和完善,虽然也存在一些问题,相信在以后的发展中会逐步解决和完善。
1、瓷砖胶的发展
1.1起源
从1 8 2 4 年英国人阿斯普丁(J.Aspdi)发明水泥,建筑材料就发生了天翻地覆的变化,如今硅酸盐材料已经成为建筑的主体,可以说没有水泥就没有建筑业。干粉砂浆于1893年在欧洲首先发明,由法国的特里诺瓦(Terranova)首先申请矿物质纹理外观的饰面干混砂浆的生产专利。1905年Montenovo公司和1927年Wulframix公司相继成立,干混砂浆应用逐渐得到人们的认可,于二十世纪五十年代在欧洲得到迅猛发展。二战后,随着建筑化学工业的发展,特种干混砂浆产品迅速崛起,到20世纪70~80年代,商品砂浆在欧美形成了一个新兴的产业。目前,在欧、美、日等建筑发达国家和地区,干粉砂浆技术已经在建筑中广泛应用,产品已经达到几百种,基本取代了传统的技术。在欧洲各国, 干混砂浆已占建筑砂浆的80%以上,砂浆现场搅拌量越来越少。例如德国1999年建筑砂浆用量为1143万吨,其中干混砂浆占87%,预拌砂浆占13%。从水泥的用量来看,欧洲用于干混砂浆的水泥量近几年呈增长态势,现已达到5%左右,并且增长趋势仍将继续。德国2004年用于干混砂浆的水泥用量已占水泥消费总量的16.3%。1936年瓷砖固定粘结剂开始在英国销售使用,但由于二次世界大战的原因,并未能广泛使用,到上世纪50年代初,由于建筑业的复兴,瓷砖广泛使用,瓷砖胶作为瓷砖的配套材料也得到广泛的使用。1950年至1958年市场上销售的多是溶剂型产品。水溶性胶黏剂出现于1959年,它基于水泥普通硅酸盐水泥,通过各种填料和有机添加剂增补,使他们具有薄层胶粘剂的特点,更符合建筑行业的发展需求。 最近几年,在建筑业发达的国家传统的砂加水泥的固定方法已经消失。今天,胶粘剂几乎成为建筑中普遍使用的固定方法。
1.2国内发展现状
与现代建筑业的发展一样, 我国现代建筑材料起步较晚,但发展迅速。1896年建立第一家水泥厂,1985年水泥产量跃居世界第一位,水泥总产量占到世界水泥总产量的30%以上,是名副其实的建筑材料生产大国。但是我们的材料发展也推动了建筑行业的发展,在2005年建筑业已成为我国的四大支柱产业之一。随着建筑行业对材料要求的不断提高,国家相关部门的推动和政策的推动,国外先进理念和先进技术的引进,以及生产企业积极努力,我国干粉砂浆生产开始呈现蓬勃发展的局面,进入一个快速发展的时期。从上世纪八十年代开始引进预拌砂浆技术,九十年代末期开始出现具有一定规模的预拌砂浆生产企业。自2003年起,上海市开始在建筑工程中应用普通预拌砂浆。2005全国2万吨规模以上的干混砂浆生产企业131家,设计能力1854万吨,实际生产406.6万吨。从产品品种来看,除上海地区多为普通砂浆外,其他地区主要生产特种砂浆。中国的干混砂浆发展很不平衡,经济发展较快的长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区是干混砂浆发展最快的三个地区,80%以上的干混砂浆企业都集中在此。由于行业门槛较低, 大多数干混砂浆生产企业设备简陋,管理不规范。相对于国外成熟的干混砂浆工业,我国的干混砂浆工业从装备水平和施工工艺上都明显于国外发达国家。由于我国劳动力廉价,目前建筑施工仍以手工作业为主,现代化的施工机具还没有广泛应用,施工效率低,施工质量稳定性差,这些已成为制约干混砂浆施工应用技术发展的主要因素。当前国家正积极推广干混砂浆的应用,吸引了许多跨国公司的关注,他们纷纷在中国设立办事处和兴建先进的干混砂浆制造厂,如德国maxit集团、汉高公司、法国圣哥班等世界知名企业都在中国建有干混砂浆工厂,这些公司不仅给中国带来了先进的技术和设备,同时也带来了国际先进的管理经验,对推动我国干混砂浆的发展提供了很大的帮助。由于原材料采购、管理不规范、物流配送技术、施工机具、配套材料施工工艺等条件的制约,干粉砂浆产业的发展一直维持在较低水平,解决以上问题是干混砂浆应用技术的重点。
1.3行业发展方向
根据国外发展的成功经验,每100万人口需要近2个干混砂浆生产厂家,根据干混砂浆产品物流成本大,交付慢的自身特点,打造区域级的干混砂浆制造基地,必然会大大降低生产成本、加快交付速度、加大快捷服务,从而强化品牌区域内的优势竞争力,提高产品的知名度。2004年全球干混砂浆产量约1.8亿吨,其中欧洲为9000万吨。德国是世界干混砂浆最发达的国家之一,1974年德国干混砂浆的产量仅为10万吨,1986年就增长到300万吨,年均增长32.8%。到2000年,德国已有年产10万吨生产规模以上的工厂150多家,大约每55万人口就拥有一家干混砂浆厂。德国的Maxit集团在本国及欧洲共拥有100多家干混砂浆厂,2000年生产干混砂浆约600万吨。法国的Weber &Broutin 集团在欧洲14个国家设有约近70家干混砂浆企业,并且在亚洲、南美、中东设有分厂。欧洲行业发展的成功案例具备了以下优势:
1)规模化的集团采购优势,严谨的材料供应商复核,严格的原材料检测流程,保证了原材料的品质标准和交付及时性。
2)专业的产品研发中心,凭借技术优势,不断创新,推出适合市场需求的,满足不同区域气候特征的产品,以保证系统的完整性,为客户提供系统化的解决方案。
3)品牌推广的统一,经营管理统一,产品效果得到保证。
这些优势是目前国内很多不具规模的小企业难以企及的,要想发展只有走加盟的道路。能高作为行业的国内带头人,凭借规范的管理、先进的研发技术,与国内建筑行业企业的广泛合作,资源共享,规模化生产优势明显。能高提出的共建中国区域级大型干粉砂浆连锁制造企业帮助很多中小企业发展,同时也促进国内行业的发展。
2、瓷砖胶在建筑中的应用
瓷砖优点在于坚固耐用,具备很好的耐久性和质感,色彩鲜艳而具有丰富的装饰效果,并具有易清洗、防火、抗水、耐磨、耐腐蚀和维护费用低等特点。耐久性包括耐脏、耐旧、耐擦洗、寿命长,特别是在环境污染比较大、空气灰尘多的地区。现代建筑中瓷砖的应用非常普遍,包括墙面、地板、天花板、壁炉、壁面和游泳池等等,室内外均可用。当今世界范围内瓷砖的市场约为70亿m2。除瓷砖以外其他的面砖包括石材面砖,复合或人造石材面砖也广泛的被使用。针对不同的材质,规格,使用的位置不同,要求瓷砖粘接剂性能也有很大的区别。
2.1瓷砖胶的种类
早期粘贴瓷砖采用溶液性的添加剂,现场施工时工人将其加入水泥砂浆中,以增强砂浆粘结力和柔韧性,但该方法需要现场配比,材料和施工质量很难保证;而后研制出已含有严格比例的水泥细砂和添加剂的干粉状产品,只需在施工现场与清水混合即可使用。由于专业瓷砖粘接剂有着水泥无法取代的种种优势,在建筑工程应用越来越普及。欧洲自2 0 0 1 年起实施新的E N2004标准,该标准提出了瓷砖胶的定义和规范。中国关于“陶瓷墙地砖胶粘剂”的新标准JC/T547—2005已颁布实施。根据标准瓷砖胶的种类可以大致分为以下几种:
水泥基胶粘剂; 膏状乳业胶粘剂;反应型树脂胶粘剂。
水泥为基底的瓷砖胶粘剂 (C)本类产品由水硬性胶凝材料、矿物集料、有机外加剂组成的粉状混合物,使用时需与水或其它液体拌合。膏状乳业胶粘剂(D)本类产品主要为水性聚合物分散液、有机外加剂和矿物填料等组成的膏糊状混合物,可直接使用。反应型树脂类胶粘剂(R)本类产品是由合成树脂、矿物填料和有机外加剂组成的单组份或双组分混合物,通过化学反应使其硬化。
每一体系均有与附加性能有关的下级分类:
1——普通粘结剂;2——改良型粘结剂;F——快硬型粘结剂;T——低垂流型粘结剂;E——开放时间延长型粘结剂。
2.2 施工方法发展
传统的厚层技术
传统的粘贴工艺在建筑工地,用户将混合好的材料涂覆在瓷砖的背面,再将瓷砖压贴到基材上持续一定的时间,让水泥渗入瓷砖背面的孔隙中并开始凝固以形成轻度的粘结力。由于该粘结力仅可以阻止瓷砖从基材上脱离,故瓷砖需由下至上逐行粘贴,以保证底层瓷砖对上层瓷砖的支撑。若要求瓷砖之间有装饰性嵌缝剂的距离,就必须用金属、塑料或木材制成的间隔板,但也难以达到最佳状态。瓷砖背面不均匀的砂浆覆盖层极易导致瓷砖空鼓,空腔,积水,冻融破裂。该贴法粘结层的厚度为1 0 ~ 2 5 m m,材料用量和工时消耗较多。传统施工方法的缺陷一般以1:3或者1:5比例在现场简单混合,需单独购买砂子、水泥等原料。其拌和比例随建筑工人的经验水平而波动,且对施工环境圬染较大。瓷砖需用水预先浸湿,然后在瓷砖背面涂上厚度约10mm到30mm的砂浆,再将其压向预湿过的基材表面。为保证瓷砖表面的平整性,需要轻轻扣打瓷砖。因厚度较大,空易引起收缩、空鼓、脱落和瓷砖裂缝。因刚刚铺设好的瓷砖会下滑,铺设工作只能从底部开始,为获得一定大小的瓷砖缝,必须使用间距楔片。想要追求质量和外观的完美结合,只能是凭借建筑工个熟练程度、技能和对施工时间的把握了。
现今,孔隙多的瓷砖和基材都已经不常见了。而水泥砂浆只适用于多孔的材料。因为它只有机械粘接(砂浆的缝隙填充)和啮合(瓷砖背面的轮廓)。其中啮合并不真正代表某一粘合机理,它只是对防止瓷砖脱落起一个保护作用。薄层技术在欧美国家瓷砖粘贴基本都采用该技术,目前该做法在国内也逐渐普及,薄层技术也叫缺口镘刀技术,是将瓷砖胶用抹子厚度均匀的涂抹在待贴瓷砖的基面上,然后用切口镘刀梳刮,使瓷砖胶的表面形成6mm高的条纹状凸凹,放上瓷砖时瓷砖胶受到挤压形成均匀的绝大部分无空腔的3mm的粘贴层,其厚度与后贴法相比小,材耗消耗量少,粘贴牢固不用间隔条,极大提高了工人的施工效率。这种薄层技术必须使用符合国家标准要求的专业的瓷砖胶。薄层法的优点瓷砖胶具有良好的保水性,良好的施工性,突出的抗滑移能力,具有长的晾置时间和可调整时间。由于是采用薄层施工,故能节约材料用量,同时提供足够的粘结力。直接在工厂预包装,在工地加一定比例的水搅拌即可使用,质量更稳定,对环境更友好。添加可再分散乳胶粉的瓷砖胶柔性好,对不同基材和低吸水率的玻化砖(吸水率<=0.2%,高抗磨、耐脏、耐候)提供良好的粘结力。减小砂浆的弹性模量,提高砂浆抵抗变形的能力。粗略估计,采用传统的水泥和黄沙现场搅拌的砂浆以传统的厚层粘贴法来粘贴瓷砖,每年约消耗黄沙、水泥高达10440亿吨,而采用新型的瓷砖胶粘剂产品采用薄贴法粘贴,仅需约2320亿吨瓷砖胶粘剂,大大节省了资源。另外,采用传统铺贴法一个熟练工人一天职能铺贴7-8平方米,而采用瓷砖胶粘剂产品进行次暗金的薄床铺贴法,一个工人一天可施工达25平方米以上,大大提高了工作效率。具体见下表1

薄贴法的材料是瓷砖粘结剂,直接兑水即可使用,质量标准易把控、粘结强度高。工人操作方便易行,铺砖效率也大大提高。但是薄贴法需要先对墙面进行找平处理,比水泥砂浆铺砖多出一些工序,虽然瓷砖粘接剂看似比水泥,沙子贵些,但用量少,施工速度快,其综合成本要比传统铺贴省40%左右。后期工程质量也有保证。
2.3目前瓷砖粘贴存在的问题
建筑中贴砖存在首次投入成本较高,粘贴要求较高,施工难度大,施工技术不过硬容易造成脱落伤人的致命缺点。关于“空中杀手”之墙砖脱落的报道频频出现,外墙掉砖也成为开发商、承建商、业主、物业等相关单位头疼的事。
外墙饰面砖日久脱落的原因分析:
找平层材料(或瓷砖胶粘剂)与基体的粘结强度过低;
饰面砖与胶粘剂之间缺乏耐久的粘结强度;
外墙面上剧烈、反复的温度变化在不同热胀系数材料的界面上产生了温差应力;
砖缝开裂、饰面砖或填缝剂吸水率过高、水蒸气渗透受阻、粘结不饱满等原因在饰面砖内侧形成水分积聚,在寒冷地区冬季引起冻胀破坏;
外墙饰面砖日久脱落的防治对策:
胶粘剂必须是柔性的,其横向变形的最小值为1.5mm,面砖尺寸应尽量少(面积≤150平方厘米,厚度≤8mm),浅色面砖可减小墙面温差,吸水率(北方地区)应小于6%,大于0.5%,宜采用背面有燕尾槽的产品,面砖粘结表面的孔隙率 Vp > 20 mm3/g,孔分布中最小孔径 rp > 0.2 μm 。为减小界面应力,胶粘剂要有适当的厚度。瓷砖饰面分隔缝的间距应适当缩小,一般不宜超过6m。对复合墙体的水蒸汽渗透性应作计算,避免采用透气性差的保温材料和饰面砖,对加气混凝土等轻质填充墙,应有导气或隔气措施。填缝剂有柔性和憎水性应符合JGJ126-2000《外墙饰面砖工程施工及验收规程》中的要求,24小时后的吸水量应小于500 g/m2,缝宽不宜过窄。外墙面砖脱落的现象也越来越引起有关部门和国家的重视。相关部门制订了一系列相关政策法规来约束和管理瓷砖粘贴的每个环节,以保证工程质量和人民群众的生命财产安全。相关政策法规有: 《 J C /T 5 4 7 – 2 0 0 5 陶瓷墙地砖胶粘结》;《J G J126-2000外墙面砖工程施工及验收规程》;《JG J110-2008建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》;《GB24264-2009 饰面石材用胶粘剂》;《JC 887-2001 干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》;《JG 158-2004 聚苯颗粒外墙外保温系统》。
3、瓷砖胶行业发展趋势干混砂浆在欧美国家能迅速发展起来有以下几方面原因:一是不断增加的劳动力成本;二是质量要求,为了能在饱和的市场中竞争,就要满足高质量建筑的要求;三是机械化的施工及预混合砂浆的使用,可提高建筑效率,并且对劳动者的熟练程度要求降低;四是可以节省材料费用和材料的使用;五是满足一些新型墙体和建筑材料对砂浆的要求,像聚苯乙烯泡沫板、加气混凝土及类似的建筑材料需要特殊的砂浆产品。另外,环境问题也越来越受到重视,在某些欧洲国家对建筑材料中的辐射和气味也有严格的限制。
亚洲已成为干混砂浆发展的新兴市场。在东南亚及东亚,干混砂浆产品的发展集中于大城市,在这些城市内,经济增长迅速,人口增加也很快,对环境保护的要求越来高。砂浆产品由现场搅拌转为干混砂浆。新加坡应用干混砂浆已有十年历史,早期主要依赖进口。到2000年,新加坡已拥有130万吨生产能力,近年来生产能力还在增加。由于产能增长过快,新加坡干混砂浆已近饱和。2003年和2004年,新加坡干混砂浆产量均为130万吨,2005年产量有下降趋势。香港干混砂浆尚未进入大发展阶段,装修用砂浆大多用进口材料,工地用砂浆部分用商品砂浆,也有部分用进口干砂浆,2004年干混砂浆进口量为12万吨。现场搅拌砂浆已经限制使用,但未禁止。到目前为止,香港仅有一条上规模生产线,是E.P.公司在港投资企业,设计能力30万吨/年。韩国干混砂浆生产开始于上个世纪90年代中期,之前施工一直采用现场搅拌砂浆。鉴于干混砂浆的施工效率和质量都优于传统的现场搅拌,干混砂浆在韩国得以迅速发展。2002年韩国地面用、装饰用普通干混砂浆年消费量约有300万吨。预计在今后的几年里,干混砂浆将会占整个市场80%的份额。
除此之外,在东南亚的越南等国在未来的几年内也会加快干混砂浆发展。这都会对中国干混砂浆市场有影响。量少、效果好、成本低、效率高的瓷砖胶,是发达国家最“受宠”的特种砂浆。瓷砖胶在中国经过了10年的发展,秉承对社会和子孙的责任,一大批砂浆企业迎难而上,挑战传统工艺的弱点。2010年,瓷砖胶市场厚积薄发,取得了长足的扩展,不仅在工装,而且吹响了大规模进入了百姓家庭装修的号角。
在发展道路上,离不开企业精英的创新超越、开拓进取。2011年1月10日—2011年2月10日期间由中国建筑业协会材料分会预拌砂浆推广委员会、中国砂浆网、中国施工网启动了年度砂浆行业影响力品牌暨典范工程评选活动。分别评选出十大最具影响力品牌,能高获得瓷砖胶最具影响力品牌称号。活动还推崇具有社会责任、专业造诣和创新能力的企业。作为JG J/T223-2010预拌砂浆应用技术规程的编制单位之一,能高对中国预拌砂浆行业的前程充满信心和热忱,富有开拓精神和创造力,注重企业信用,以技术筑就行业根基,以专业提升行业价值,以智慧引导行业未来,同时努力回馈社会,承担社会责任。这些企业价值和专业价值、社会价值实现了良性的互动和结合,是行业的榜样。新的一年, 无论是砂浆生产企业,还是添加剂、设备厂家,无论是国际品牌,还是本土企业,都将面临更加激烈的竞争。毫无疑问,单纯的价格竞争将难以维系企业的生存和长期发展,技术品质和服务的竞争、合格材料的成本竞争将是制胜的法宝。放宽我们的视野,事实上我们最大的对手不是同行,而是传统的现场搅拌方式。禁止现场调配砂浆,使用预拌砂浆,是我们共同的目标。正是为了这个目标,我们应该走到一起,做区域级加盟连锁是共建中国预拌砂浆行业的发展方向。
行业内部环境, 关乎每一个企业的生存。宣贯国家政策,倡导行业规范,推动行业走向成熟,是我们的宗旨和责任。凝聚上游、中游和关联企业力量,为下游用户提供系列化宣贯培训,推动施工升级,提升预拌砂浆认知度和美誉度,加快“禁现”步伐,达到“禁现”要求,应是我们大家共同的“十二五”目标。人同此心,心同此理,方能实现社会效益、经济效益双丰收。目前瓷砖行业既有国外的著名集团强势高调进入中国,也有本土的中小企业在努力奋斗默默耕耘。它们的共同目标,都是为了用新型的瓷砖胶替代传统使用的水泥,引领瓷砖铺贴工艺的一个新潮流新时代。