装配式装修复合瓷砖干挂性能研究

硅酸钙板具有低吸湿性、低收缩率、低吸水率的特点，不仅适用于普通内隔墙系统，也适用于卫生间和厨房等潮湿的建筑区域。硅酸钙板与瓷砖粘接复合后可用于装配式卫生间墙面，复合瓷砖采用单体挂件干挂法施工，施工速度快，质量稳定、可靠。复合瓷砖干挂系统是将硅酸钙板与瓷砖通过一定的工艺复合粘贴到一起，将硅酸钙板开槽，挂件与硅酸钙板连接的形式，本研究的主要目的是找出影响复合瓷砖力学性能的关键因素。

1　复合瓷砖单元挂装力检测

试验依据GB/T9966.7—2020《天然饰面石材实验方法第7部分：石材挂件组合单元挂装强度试验》。

1.1　试验原材

（1）复合瓷砖。厚度16mm，其中硅酸钙板厚度为8mm，瓷砖厚度为8mm，复合瓷砖规格为300mm×300mm，复合瓷砖的背板硅酸钙上下开槽。

（2）单体挂件。工字形挂件，材质为铝合金，宽度37.5mm，挂装锚固长度4mm；U形挂件，为钢挂件，宽度40mm，挂装锚固长度12mm。

（3）挂件胶粘剂。挂件与复合瓷砖连接采用涂胶与不涂胶两种方式。

1.2　试验装置及仪器

试验装置如图1所示，采用底板与固定夹板，将复合瓷砖固定于两块夹板之间，同时在固定夹板下铺设胶垫，装置右侧垫块与固定夹板保持同一高度，以便于放置加载仪器，将挂件垂直拔出。

图1　试验装置

本试验装置为测试复合瓷砖挂件承载力自制，并满足GB/T9966.7—2020《天然饰面石材实验方法第7部分：石材挂件组合单元挂装强度试验》相关要求。 加载仪器如图2所示，最大试验拉力10?kN，最小分辨单位为0.001?kN，精度等级：<0.5%F.S（专用S传感器）。

图2　加载仪器

1.3　试件参数设计

试验用挂件采用工字形挂件与U形挂件两种，工字挂件开槽深度统一为9mm，U形挂件开槽深度有3种，分别为8mm、12mm、16mm。试件编号如GJd9为工字形挂件加胶粘接槽深9mm，Ud12为U形挂件无 粘接槽深12mm，总试件数量为24个，具体试验分组见表1。

表1　挂件承载力试验分组

由于开槽设备差异，复合瓷砖开槽后，工字形挂件能夹住的硅钙板厚度为4.5mm，U形挂件能夹住的 硅钙板厚度为5.5mm。

2　试验结果及分析

2.1　试验现象和破坏特征

综合不同挂件连接方式的破坏现象，断面多呈倒梯形破坏形式，断口位置距离挂件有一定距离，涂胶后的挂件断口位置距挂件边缘距离有减小的趋势。开槽位置端口开展处均位于槽底部。

2.2　试验结果及分析

复合瓷砖挂件采用不同连接方式时，其破坏荷载与破坏时断口长度（图3）的试验数据如图4~图7所示，用断口长度与挂件宽度的比值反映破坏面与挂件的关系。

图3　断口长度

图4　工字形–无胶组试验数据

图5　工字形–涂胶组试验数据

图6　U形–无胶组试验数据

图7　U形–有胶组试验数据

（1）工字形无胶挂件。 工字形无胶挂件破坏最小荷载为0.346kN，最大荷载0.430kN，平均值0.392kN，最小值与平均值的 差值为平均值的11.7%，最大值与平均值的差值为平均值的9.7%，表明破坏荷载的区间比较稳定。断口长度与挂件宽度比为1.89~2.43。

（2）工字形涂胶挂件。 工字形涂胶挂件破坏最小荷载0.424kN，最大荷载0.711kN，平均值0.507?kN，最小值与平均值的差值为平均值的16.4%，最大值与平均值的差值为平均值的40.2?%。 破坏荷载较无胶时最小值提高22.5%，最大值提高65.3%，均值提高29.3%。 断口长度与挂件宽度比为1.79~2.08。 破坏荷载区间比无胶时变化较大。 对比工字形挂件无胶与涂胶两种情况，涂胶后破坏荷载有一定程度的提高，均值提高了29.3%，断口尺寸均值减小8.9%，表明涂胶后对承载能力有加强作用，同时减小了破坏断面尺寸。

（3）U形无胶挂件。 U形无胶挂件破坏最小荷载0.437kN，最大荷载0.813kN，平均值0.570kN，最小值与平均值的差值为平均值的23.3%，最大值与平均值的差值为平均值的42.6%。 断口长度与挂件宽度比为1.83~2.28。 对比不同开槽深度的U形无胶挂件，破坏荷载最大值与最小值均未出现在开槽深度为8mm及16mm的试件中，而是出现在开槽深度为12mm的试件中，表明在硅酸钙板基层中，开槽深度不是决定挂件承载能力的主要因素。

（4）U形涂胶挂件。 U形涂胶挂件破坏最小荷载1.112kN，最大荷载1.804kN，平均值1.437kN，最小值与平均值的差值为平均值的22.6%，最大值与平均值的差值为平均值的25.5%。 断口长度与挂件宽度比为1.73~2.20。

U形涂胶挂件破坏荷载明显提高，破坏荷载均值为无胶时的1.52倍。 主要原因是开槽位置为硅钙板与瓷砖粘接界面位置，粘接后挂件与瓷砖直接粘接其粘结力远大于单纯硅钙板所提供的承载力。 U形涂胶挂件破坏荷载的变化主要取决于挂件与瓷砖粘贴面积与胶体填充程度。

对比工字形无胶挂件与U形无胶挂件，U形试件的承载力平均值比工字形试件高45.4%，最小值提高26.3%，最大值提高1倍。分析其原因，工字形挂件能夹住的硅钙板厚度为4.5mm，U形挂件能夹住的硅钙板厚度为5.5mm。主要是由于两种挂件所夹持的硅酸钙板厚度不同所造成的。

U形涂胶挂件在几种连接方式中承载力最大，平均值达1.437kN，主要原因是挂件与瓷砖直接粘接，其粘结力远远大于单纯硅钙板所提供的承载力。U形涂胶挂件破坏荷载的变化主要取决于挂件与瓷砖粘贴面积与胶体的填充程度。

对比同类挂件涂胶后断口尺寸变化，工字形挂件涂胶后断口尺寸均值减小8.9%，U形挂件涂胶后断口尺寸均值减小6.5%，涂胶后对减小破坏面尺寸有一定的效果，同时会显著提高试件的承载力。

3　结论

瓷砖与挂件之间力的大小由多种因素决定，从现有试验数据来看，与瓷砖背板的强度、厚度、挂件的样式，以及是否涂胶有着密切关系。 （1）挂件涂胶要比不涂胶的承载力大，胶体填充越多，承载力越大。 （2）瓷砖与挂件夹住的背板厚度越厚，承载力越高。 （3）挂件与瓷砖接触面积越大，承载力越大。