石材作为自古以来就被广泛应用的建筑材料，在现代的各类建筑中仍有广泛的应用，但应用的特点有所不同。在古代，石材主要用作结构材料；而现在，石材主要用作装饰材料。装饰材料的作用是美观，但有不少采用石材的工程，因石材通病反而显得不美观，失去了应有的效果。因此，低成本、高可靠地预防石材通病，保证石材的装饰效果，对石材装饰行业非常重要。
1 石材常见通病的现象
石材常见通病现象主要有开裂、脱落、水斑、泛碱等（见图1.0.0-1～4）。
2 产生石材通病的主要原因
对石材发生质量通病的情况进行分析，找到主要原因，从预防入手，在石材施工前提出相应方案，是低成本、高可靠地解决石材质量通病的关键。
2.1 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、解理缝等缺陷，这些缺陷给水的进入提供了通道。
水斑：当水通过石材的缺陷进入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，进入石材，水蒸发后溶液中的溶质留于石材表面。（见图2.1.0）
2.2 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入手分析。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。
2.2.1 应力分析
1 墙面上贴石材时，如图2.2.1-1，重力G为石材的重量，20mm厚石材一般为50～60kg/㎡，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/㎡。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×应变=弹性模量×原长度×热膨胀系数×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（如图2.2.1-2）。
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2.2.1-3。
4 基层变形引起的应力
石材铺贴在基层上，因基层的材料质地不同，所处的环境不同，会产生一定的变形。如加气混凝土墙体，因收缩率较大，发生收缩时，与石材之间会产生剪应力；轻钢龙骨轻板墙体，不仅收缩变形大，还因质轻，稳定性差，会受外环境影响而发生震动，产生应力。
5 粘结层收缩引起的应力
采用水泥基材料粘贴石材时，因水泥基材料（砂浆、粘结剂），硬化过程中会发生一定的收缩，收缩率一般为0.5～1.0‰，纯水泥浆受收缩率更大，当粘结层发生收缩，而石材被固定，不能随粘结层收缩而变动时，粘结层与石材之间产生拉应力。
2.2.2 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≥1.0MPa，抗剪强度≥2.0MPa，系统稳定。（见图2.2.2）
2.2.3 粘结模型
粘结是物理力与少量化学键力的结合。粘结材料渗入石材粘结面的缝隙、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。（见图2.2.3）
要保证石材有较高的粘结强度，要求石材表面粗糙，与水泥相容，粘结材料本身强度高，收缩小。
3 解决方案的关键
根据前述石材通病的原因分析，石材通病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入手，是预防石材质量通病发生的关键。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，就可将许多石材通病拒之门外。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。
3.1 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，干固后进行粘贴施工。
特点：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。
表3.1.0爱迪石材背胶的技术指标
其中“拉伸粘结强度”有标准养护（14天）、浸水后（14天）、热老化后（70℃，14天）、冻融循环后（-20℃～23℃，50次），四种状态下的强度，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GB24624—2009《饰面石材用胶粘剂》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，保留系数一般应≥0.6。
“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。
3.1.2 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、脱落等问题。
3.1.3 对于大理石等需做背网的易碎石材
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。同时减少人工、环保，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通病的发生；对于在地铁站、地暖、轻板上铺贴石材，需根据具体情况确定具体方案
4 “三要素、五步骤”预防石材通病技术
石材的使用是一个系统，预防石材通病，必须系统地分析，系统地采取措施。
根据石材常见的质量通病现象、原因分析及预防通病经验，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、施工阶段石材防通病的主要措施。
4.1三要素：防水、增强、减少应力
4.1.1 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。
4.1.2 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。
4.1.3 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）。许多质量通病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，对预防石材通病非常重要。
4.2 五步骤：
采用爱迪石材防水背胶处理石材；五面防护；采用合适的粘结剂；成品敞开式保护；适当的养护期。本五步骤主要是针对石材施工企业，从施工阶段的选材至施工完成后的养护。
4.2.1 采用爱迪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，采用爱迪石材防水背胶涂刷在石材背面，特点：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入石材。
对大理石等易碎的石材，采用爱迪石材背胶进行背网，特点：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。
4.2.2 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入。
4.2.3 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。
4.2.4 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，如不均匀地渗入石材，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。
4.2.5 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。
5 结论
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，石材通病的预防也与材料、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，整个系统地进行考虑，既操作简便，又抓住关键，可很好地预防石材质量通病的发生，真正实现了低成本高可靠地保证施工质量，同时降低了施工难度，提高了施工效率。经10多年，上万个项目的应用，取得很好的效果。
作者简介：
余春冠，男，出生年月1959年2月，化学工程专业本科毕业，学士学位，职称：工程师，工作单位-上海爱迪技术发展有限公司，董事长，主要从事建筑材料研发、生产与施工，联系地址-上海市徐汇区钦州路109号212室，邮政编码200235，手机号码13311801285，电子邮箱aditop@126.com。
代露，男，出生年月1984年3月，工程管理专业本科毕业，职称：无，工作单位-上海爱迪技术发展有限公司，总经理助理，主要从事建筑材料研发、生产与施工，联系地址-上海市徐汇区钦州路109号212室，邮政编码200235，手机号码13482436512，电子邮箱aditop@126.com。
吴磊，男，出生年月1984年1月，化学工程与工艺本科专业，职称：无，工作单位-上海爱迪技术发展有限公司，技术部经理，主要从事建筑材料研发、生产与施工，联系地址-上海市徐汇区钦州路109号212室，邮政编码200235，手机号码15801800182，电子邮箱aditop@126.com。