瓷砖胶粘剂水泥

【TCT•微课堂】关于水泥基瓷砖胶粘剂试验性能研究

[摘要]通过试验考察水泥基瓷砖胶粘剂中水泥、纤维素醚以及可再分散乳胶粉掺量对瓷砖胶浸水与热老化后拉伸强度的影...

【摘要】通过试验考察水泥基瓷砖胶粘剂中水泥、纤维素醚以及可再分散乳胶粉掺量对瓷砖胶浸水与热老化后拉伸强度的影响。结果表明：水泥用量的用量增加，以及可在分散乳胶粉的增加都可以提高瓷砖胶粘剂浸水后热老化后的拉伸粘结强度；纤维素醚对瓷砖胶粘剂性能有重要影响，最佳掺量为0.3%左右。

【关键词】瓷砖胶；纤维素醚；可再分散乳胶粉

1·前言

水泥基陶瓷砖粘结剂是一种以水泥为主要胶凝材料并掺入增稠剂、保水剂等有机外加剂同时辅以矿物细集料组成的混合物。与水或者其他溶剂拌合后，可大幅度地提高饰面材料与基材之间的粘结强度，与普通水泥砂浆相比，具有良好的抗滑移性并具有优良的耐水、耐热以及耐冻融循环等优点，主要用于粘贴瓷砖、面砖、地砖等装饰材料，广泛适用于内外墙面、地面、浴室、厨房等建筑的饰面装饰场所，是目前使用最为广泛的瓷砖粘结材料。本文主要研究其中水泥用量、纤维素醚以及可再分散乳胶粉掺量对水泥基瓷砖胶粘剂的影响，并就其作用机理进行初探。

2·试验部分

2.1 试验原材料

（1）水泥基胶粘剂。

水泥：P.O52.5级水泥，其性能指标见表1；粉煤灰：二级粉煤灰，性能指标见表2；纤维素醚：市售常见HPMC，粘度60000cps左右；可再分散乳胶粉：为醋酸乙烯-乙烯共聚物，北京龙湖科技有限公司；砂：烘干砂，根据需要筛分成不同粒径。

（2）拌合水：自来水。

（3）试验用混凝土板。

混凝土板满足JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》标准要求，材料购买自上海某厂家的混凝土板。混凝土板规格为400mm×400mm，厚度为50mm。

（4）陶瓷砖。

符合GB/T4100.1的瓷质砖，吸水率≤0.2%的平整无釉砖，尺寸为50mm×50mm。

2.2 试验方法

本试验主要考察瓷砖胶粘剂热老化后和浸水后拉伸胶粘原强度，主要按照标准JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》中相关规定进行。

3·结果与讨论

3.1 水泥用量对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响

水泥基瓷砖胶粘剂中起主要胶凝作用的原材料是水泥，胶凝材料与瓷砖的粘结力主要是水泥与瓷砖表面的机械锚固力。试验选择普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，主要选取三组掺量：分别占粉料质量的30%、35%、40%，水泥对瓷砖胶粘剂的粘结原强度、热老化后和浸水后拉伸强度的影响见图1。

从图1可以看出，水泥用量增加，瓷砖胶粘剂三组拉伸粘结强度都呈增加趋势，这是由于在胶粉用量不变的情况下水泥用量增加，水灰比降低，水泥基瓷砖胶粘剂浆体刚性增加，在相同质量下，水泥用量越高，“有效”胶凝组分增加，胶凝材料与试验用砂的包裹性增强，提高了材料与瓷砖的粘结强度。水泥用量的增加，水泥基胶粘剂浸水强度也有所增加，达到一定的量时，水泥对浸水强度提高趋势减缓。另外，瓷砖胶粘剂主要通过范德华力与机械锚固粘结，浸水后破坏了范德华力，只能依靠水泥的机械锚固力，这种锚固力随水泥用量的增加而增加，水泥达到一定用量时，强度会基本保持不变[1]。水泥用量大于35%以上时，瓷砖胶粘剂耐热老化性能在0.5MPa以上，满足标准要求，考虑瓷砖胶粘剂成本，选择水泥用量占总质量的35%为佳。

3.2 可再分散乳胶粉用量对瓷砖胶拉伸胶黏强度的影响

水泥基瓷砖胶粘剂中重要的有机添加剂是可再分散乳胶粉，可再分散乳胶粉的添加对水泥基瓷砖胶粘剂性能的改善具有十分明显的作用，对胶粘剂的粘结强度、耐水、耐老化性能都有明显的增强效果。目前，市场上可再分散乳胶粉种类有许多，如丙烯酸可再分散乳胶粉、苯丙胶粉、醋酸乙烯-乙烯共聚物等等，一般来说，市场上瓷砖胶粘剂中使用的可再分散乳胶粉以醋酸乙烯-乙烯共聚物居多，本试验采用的乳胶粉也是此类产品。

胶粉用量对瓷砖胶性能的影响见图2。由图2可知，随着可再分散乳胶粉用量的增加，水泥基瓷砖胶粘剂浸水后强度与热老化后强度都呈现增加的趋势，但热老化后强度增加趋势更为明显。

这是因为在其他原材料用量保持不变的情况下，胶粉用量增加，瓷砖胶粘剂柔性增加，在高温状态下应力的变化对瓷砖胶粘剂粘结性能造成的损害减小，表现为粘结性能的提高，直接体现为热老化后的粘结拉伸强度的增加。

水泥基瓷砖胶粘剂经过浸水处理后，水分的进入破坏了瓷砖胶粘剂与瓷砖界面的范德华力，在相同原材料与用量的条件下，可再分散乳胶粉用量的增加，提高了瓷砖胶粘剂的密实度，水分进入瓷砖胶内部从而破坏范德华力的现象相应减缓，从而提高了瓷砖胶粘剂的浸水后粘结拉伸性能。

综合这两方面的原因，可再分散乳胶粉掺量的增加，瓷砖胶粘剂浸水后的拉伸胶粘强度与热老化后的拉伸胶粘强度都有所增加，但热老化后的拉伸强度增加更为明显，可能是瓷砖胶耐热老化性能与瓷砖胶的柔性关系更为紧密，而可再分散乳胶粉与瓷砖胶的柔性直接相关。考虑瓷砖胶粘剂成本，选择可再分散乳胶粉用量占总质量的3%为佳。

3.3 纤维素醚用量对瓷砖胶拉伸胶黏强度的影响

纤维素醚对水泥基瓷砖胶粘剂具有非常重要的影响，除改善水泥基瓷砖胶粘剂施工性能外，对瓷砖胶粘剂的拉伸粘结性能也具有十分重要的影响。本试验选用市场上常见的纤维素醚，考查其用量分别占粉料质量的0.2%、0.3%及0.4%对瓷砖胶粘结性能的影响，试验结果见图3。

从图3可以看出，随着纤维素醚用量的增加，瓷砖粘结剂浸水后的拉伸粘结强度呈先增加后降低的趋势，而热老化后的拉伸粘结强度在、呈增加趋势。

原因是随着纤维素醚用量的增加，瓷砖胶粘剂保水效果改善，瓷砖胶粘剂中胶凝组分水化较为完全，从而瓷砖胶粘剂与瓷砖的拉伸粘结强度增加，然而纤维素醚具有一定的引起作用，当纤维素醚用量增加到一定程度时，引入气泡较多，瓷砖胶粘剂密实度降低，刚性降低，导致瓷砖胶粘剂浸水后的拉伸粘结强度降低。

另外，纤维素醚用量的增加，瓷砖胶粘剂刚性降低，柔性相对增加，水泥基瓷砖胶粘剂应对高温下的应力变化能力提高，表现为热老化后的水泥基瓷砖胶粘剂拉伸粘结强度增加，结合以上原因分析，随着纤维素醚用量的增加，水泥基瓷砖胶粘剂热老化后的拉伸胶粘强度增加，而浸水后的拉伸粘结强度呈现先增加后降低的趋势。考虑瓷砖胶粘剂成本与性能要求，选择纤维素醚用量占总质量的0.3%左右为佳。

4·结论

（1）随着水泥用量增加，瓷砖胶粘剂胶粘原强度增加，同时，其浸水后的拉伸胶粘强度与热老化后的拉伸胶黏强度也随之增加。考虑瓷砖胶粘剂各项性能满足标准要求，水泥用量应在35%以上。

（2）随着可再分散乳胶粉用量的增加，瓷砖胶粘剂浸水后的拉伸粘结强度与热老化后的拉伸粘结强度随之增加，但热老化后的拉伸粘结强度增加较为明显。

（3）随着纤维素醚用量的增加瓷砖胶粘剂热老化后的拉伸胶粘强度增加，浸水后的拉伸粘结强度先增加后减小。当纤维素醚掺量在0.3%左右时效果最好。

（来源：《墙材革新与建筑节能》）