建筑内墙腻子打磨分层性能测试方法研究

张永进，王景楠，董峰亮

[西卡德高（上海）建材有限公司，上海 200436]

0 引言

建筑腻子作为一种应用广泛的墙面找平材料，在当前的建筑装修材料发展中占有重要的地位，不论是室内装修还是室外饰面，均成为了一种必不可少的配套材料，随着应用和技术的发展，近年来建筑腻子也逐步从原来的现场配制向成品腻子转变。在这个过程中，经过多年的积累和研究，国内也逐步建立了腻子产品的性能测试评估方法[1-4]，在这些腻子产品和测试方法标准中，均重点关注了腻子的施工性、干燥时间、初期干燥抗开裂性、打磨性等性能指标和测试方法。从实际的应用情况看，这些性能指标和测试方法基本上可以评价腻子产品的品质。但随着腻子品类的越来越成熟和细化，腻子产品的使用耐久性也越来越受到重视，典型表现为其强度也逐步从低强度向高强度转变[5-7]。对于这些新型的高强度腻子产品，虽然其使用耐久性得到了提升，但同时也带来了一些新的应用问题，如典型应用场景中更易出现起泡、脱皮、分层等问题[8-9]。出现这些问题与腻子的特殊施工工序有直接关系，即“打磨”工序带来的系列问题。腻子的施工不像其它的墙面材料，腻子在施工工序中最为特殊的在于，上料找平后，需待腻子材料干燥后使用砂纸等材料“打磨”，最后形成平整的墙面。而“打磨”这个工序带来的诸多问题，需要更加细化的性能指标去评估，其中“打磨分层”是一个非常关键的问题。在测试评估中，“打磨分层”因受环境和施工工艺的影响很大，是一项难以复现和测试评估的性能，这也是腻子材料继续向着更高品质发展的技术性制约因素。本研究通过大量的实验和验证尝试建立一种“打磨分层”性能的测试评估方法，以检测评价腻子产品的“打磨分层”性能，为腻子产品进一步向高性能发展提供一个相对可靠的性能评估方法。

1 腻子“打磨分层”原因简析

本文所指的“打磨分层”问题，是指腻子施工干燥，在打磨工序完成后，有部分墙面会形成缺陷，墙面不均匀，如图1 所示。这种墙面缺陷现象在不同地区有不同的叫法，如被称为打磨发花、牛皮藓、脱皮、破皮等。这类问题在高强度耐水腻子中较为常见，“打磨分层”现象发生的墙面，其平整度通常满足涂装要求，但由于腻子“分层”现象导致墙面不均匀，影响到下一道涂料工序，一旦这种墙面缺陷大面积产生，将很难通过涂料覆盖，普通的做法只能是在这种缺陷产生的墙面上再次施工一层腻子遮盖，费时费工，造成材料和工时的极大浪费。

图1 所示的“打磨分层”现象，其表现为整体墙面经打磨后平整度尚可，但侧面打光的情况下，会看到斑驳的现象。“打磨分层”问题产生后，由于墙面缺陷处腻子表层的吸水率、表面粗糙程度不一致，后续的涂层装饰难以覆盖和修复，如果直接在已产生打磨分层的墙面上涂覆涂料易造成涂料发花、出现色差、局部流挂等现象，从而影响墙面的装饰效果。

“打磨分层”作为建筑内墙腻子的顽疾之一，特别是耐水型腻子，典型的如水泥基或灰钙基腻子，在低温高湿的条件下施工，大概率会出现该墙面问题，这也是内墙腻子应尽量避免阴雨天施工的主要原因之一。但是由于施工环境、基面情况、施工手法、施工厚度等条件的制约，“打磨分层”问题的出现具有相当的随机性，对于腻子生产厂家和技术人员而言，却又难以复核和评估，极大地制约了腻子产品的质量提升。

由于“打磨分层”性能的难以评估，当前腻子行业研发技术人员提升腻子产品在“打磨分层”性能方面主要通过理论推导、估计、经验尝试等方法来解决。例如从水泥或石灰的水化反应原理出发，推断其发生的概率；从材料水分挥发的速率来推断打磨分层的可能性；从保水剂、粘接料、石粉等原材料的基础性能出发估计其“打磨分层”性能。缺乏一种跟“打磨分层”性能直接相关的测试方法在实验室配方小样阶段来检验腻子的“打磨分层”性能。

从多年腻子技术研究经验以及同行业技术人员的讨论结果概括得出，产生“打磨分层”这一问题的主要原因可以归结于环境、施工、基面和腻子本身4 个方面。如高湿低温的环境条件下进行腻子施工、基面吸水率过低、单道施工厚度过厚、材料搅拌不完全，以及有些腻子材料自身特性原因均会产生这类问题。其中腻子材料特性可能是造成这一现象的基础原因，耐水腻子产品往往是由水泥或石灰作为主要胶凝材料，以碳酸钙为填料，辅以胶粉、纤维素醚等助剂组成。在高湿低温等条件下，腻子浆料中的水分挥发速度偏慢，易导致胶粉、纤维素醚迁移至腻子层外表面形成相对致密层，影响水泥或石灰的水化硬化速度和进度，最终形成的腻子层表层强度与内层强度差异过大，从而导致在后续打磨工序中出现“打磨分层”。

2 试 验

2.1 试验材料及主要仪器设备

（1）试验材料

测试所用的腻子为某知名品牌内墙腻子产品，分别为符合JG/T 298—2010《建筑室内用腻子》标准要求的一般型腻子产品和灰钙基、水泥基耐水型腻子产品。

（2）主要仪器设备

DⅢ型打磨性测定仪，上海现代环境工程技术有限公司；CP3202C 电子天平，OHUAUS，精度20 mg；320Cw 砂纸，鹰牌；JJ-5 水泥砂浆搅拌机，无锡建仪仪器有限公司。

2.2 腻子打磨分层测试方法

（1）测试原理

本研究的“打磨分层”性能测试方法其主要原理在于，通过“打磨量”测试评价腻子材料表层与内层的强度，区分出腻子表层与内部强度的差异，引入“打磨分层指数”来评价腻子材料的打磨分层性能。

（2）样板制备

采用符合JG/T 298—2010 中6.3.1 的无石棉纤维水泥平板作为测试基板，基板尺寸为170 mm×240 mm，每组6 个样板。按照腻子样品的标准用水量在基板上单道批刮湿膜厚度为2 mm 的腻子层，形成待测样板，然后立即将待测样板转移到养护环境下养护干燥。养护环境分别为温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的标准实验条件（下简称标准养护）；温度（5±2）℃，相对湿度（30±10）%的低温实验条件（下简称低温养护）。养护3 d 后，进行打磨分层性能测试。以下如无特别说明，养护条件均为标准养护条件。

（3）测试方法

首先将每个样板进行称量，记为m0；然后将样板安装到打磨测定仪进行表层打磨量测试，打磨测试完成后取下样板进行称量，记为m1；最后将首次打磨测试后的样板再次安装到打磨测定仪进行内层打磨量测试，注意打磨测试区域需要与首次打磨测试区域重合，测试完成后取下样板进行称量，记为m2。需注意应设定表层打磨量和内层打磨量测试时的打磨次数相同，以保证打磨量的可对比性。质量原始数值均取两位有效数字。打磨分层指数Ci按式（1）～（3）计算：

式中：Gs——表层打磨量，g；

Gi——内层打磨量，g；

Ci——打磨分层指数，取小数点后一位有效数字。

其中Ci值为1.0 时，表示表层强度与内层强度一致，理论上打磨不分层；Ci值偏离1.0 越远，则表层强度与内层强度差别越大，理论上打磨分层性能越差。

3 结果分析

3.1 打磨次数对打磨分层指数测试结果的影响

不同的打磨次数得出不同的打磨量，打磨量主要体现的是腻子样品的打磨特性，打磨量越大意味着样品更易打磨。本试验主要通过不同的打磨次数考察所得出的表层打磨量Gs和内层打磨量Gi的测试误差。测试样品有2 种：一种为相对易打磨且经过大量应用测试不易出现“打磨分层”的一般型腻子样品，另一种为较难打磨且经实际应用测试相对容易出现“打磨分层”的耐水型腻子样品。其中打磨次数的确定原则是，越少次数的打磨越有利于评判表层和内层的打磨性能差异，但打磨次数过少可能导致表层打磨量数值过小，从而增大测试误差。表1、表2 分别为不同打磨次数对一般型腻子和灰钙基耐水型腻子打磨分层指数测试结果的影响。图3 为一般型腻子和耐水型腻子样板经不同次数打磨后的表面状态。

表1 打磨次数对一般型腻子打磨分层测试结果的影响

表2 打磨次数对灰钙基耐水型腻子打磨分层测试结果的影响

由表1 可见，对于易打磨的一般型腻子样品而言，10 次及以上的打磨次数已经可以较好地测试Ci指标，且打磨量测试误差小于2.00%，有良好的可信度。

由图2 可见，对于耐水型腻子样品，其打磨量Gs和Gi小，打磨次数30 次以下时测试误差较大，因此测试打磨量和打磨分层指数Ci时其打磨次数需要在30 次及以上。

结合表1、表2 和图2 可见：

（1）对于一般型腻子样品，打磨次数在10 次以上时，已具备较小的打磨量测试误差，过多的打磨次数易出现打磨样板“透底”的问题，测试样板透底会影响其打磨量测试，增大测试偏差，故宜设定其单次打磨次数为10～30 次，以减少表层打磨和内层打磨后易出现打磨透底的问题出现，减小Gs及Gi的测试误差.

（2）对于耐水型腻子样品，30 次以下的打磨量偏小，测试误差过大，宜设定打磨次数在30 次及以上。

为了便于2 类不同腻子打磨分层现象的横向对比，故测试不同腻子样品的打磨分层指数时打磨次数宜设定为30 次。

3.2 试验条件对打磨分层指数测试结果的影响及打磨分层性能指标的确定

为验证“打磨分层指数”测试的合理性，选择目前市面上常见一般型腻子、灰钙基耐水型腻子和水泥基耐水型腻子按2.2 的方法成型，并立即放置于标准条件下或低温条件下养护3 d，然后测试其打磨分层指数，结果如表3 所示。

表3 标准和低温条件下不同腻子的打磨分层指数测试结果

由表3 可见：一般型腻子无论在标准条件还是低温条件下，其打磨分层指数均接近1；灰钙基耐水型腻子无论在标准条件还是低温条件下其打磨分层指数均较高，也验证了市面上一般认为灰钙基耐水型腻子更易出现“打磨分层”的问题；水泥基耐水型腻子的打磨分层指数介于一般型腻子和灰钙基耐水型腻子之间，与市面上长期存在的反馈相吻合。

基于以上试验结果，尝试性地建立一种内墙腻子长期存在的“打磨分层”性能的评价指标，打磨分层指数Ci的指标设置如表4 所示。

表4 内墙腻子“打磨分层”性能指标及评价

4 结语

（1）研究了内墙腻子常见的“打磨分层”性能的测试方法，通过“打磨分层指数”初步建立了一种可以用于测试内墙腻子打磨分层性能的方法。试验结果表明，该方法可以较好的评估腻子产品在不同条件下打磨分层的性能。

（2）需要说明的是，鉴于笔者的研究时间和测试条件所限，该测试方法依然存在需要更进一步探讨的问题，如更多温、湿度条件下的试验等，有待进一步完善。