【TCT•微课堂】纤维素醚表面改性对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响_【TCT瓷砖铺贴专委会】

纤维素醚特别是羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)在商品砂浆中具有极其广泛的用途，用量很大，作为保水剂、增稠剂和粘...

纤维素醚特别是羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)在商品砂浆中具有极其广泛的用途，用量很大，作为保水剂、增稠剂和粘接剂。

速溶型纤维素醚是为水剂产品设计的，基于认知、宣传及生产上的原因，市场上的羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）多为速溶型，速溶型纤维素醚是否适合于水泥基产品是很多砂浆生产厂家一直关心的问题。

下面来看表面改性（速溶型）与非表面改性（非速溶型）的纤维素醚应用于瓷砖胶中，不同养护条件下拉伸胶粘强度上的差异。

1.原材料与实验方法

1.1 原材料及基本性能

1.1.1 水泥：山东山水水泥集团生产的山水牌42.5#普通硅酸盐水泥，水泥的基本性能如表1 所示。

表1 水泥的基本性能

抗压强度（MPa）

抗折强度（MPa）

凝结时间（h:min）

3天

28天

3天

28天

初凝

终凝

42.5水泥

4.36

6.29

24.6

45.7

2h:35min

3h:45min

1.1.2 硅砂：采用山东本地河砂。两种河砂（30-50目与50-140目）的粒径分布

如图1：

1.1.3 纤维素醚：选用了取代度在同一范围，粘度为12万左右的羟丙基甲基纤维素醚，表面处理（速溶型）与非表面处理（非速溶型）各16个样品。样品的主要技术指标如表2。

表2 两类纤维素醚的相关技术指标

粘度（mPa.s）*

灰份

（%）

水份

（%）

甲氧基含量

（%）

羟丙氧基含量

（%）

速溶型样品

122156

2.79

3.68

20.63

8.84

非速溶型样品

129594

2.74

3.92

21.03

8.73

*粘度测试采用Brookfield DV-II型，测试指针为7号转速6转/分。测试环境为20度。

1.2实验方法：

1.2.1实验方案：

研究参考目前市场上典型的最基本的瓷砖胶配方，保持其它组分及比例不变，为减少影响因素，不添加乳胶粉，仅变化纤维素醚种类，以比较纤维素醚对水泥基瓷砖胶拉拔强度的影响。配方各组份具体比例见表3。

表3 实验配比

原材料

添加比例（%）

普通硅酸盐水泥

35

中砂（30-50目）

24.6

细砂（50-140目）

40

纤维素醚

0.4

1.2.2 测试方法：

测试试件的成型、养护和测试参照JC/T 547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》行业标准中相关的方法进行，以满足工作性为标准加水（23%）搅拌，在标准条件（23±2℃，50±5%）下成型。分别测试在不同养护条件下，瓷砖胶的拉拔强度，包括拉拔粘结原强度（28天标准条件养护），浸水后的拉拔粘结强度（7天标准条件养护＋21天水养），20min开放时间拉拔强度和2天标准养护条件下的拉拔强度。本研究中，拉抻粘接强度采用中国建筑材料科学研究总院的LBY－V型拉拔仪进行测试，对混凝土板粘接拉拔加荷速度为250N/s。

采用FORMTEST自动维卡仪测试各个样品的凝结时间。

2. 实验结果与分析

2.1 早强方面的影响：

养护条件为48小时标准实验室条件，混凝土板基面上的拉伸胶粘强度。

将两大类纤维素醚，各16个样品用在表3所列瓷砖胶配比中，按JC/T 547-2005中所描述的方法成型测试试件，于标准实验室环境下养护48小时后测试拉伸胶粘强度。将同类纤维素醚的拉伸胶粘测试数据放在一起，从统计学的角度来对比速溶型与非速溶型纤维素醚对瓷砖胶早期拉伸胶粘强度的影响。

从数据上来看，速溶型与非速溶型纤维素醚对于瓷砖胶早期拉伸胶粘强度的影响相差不大，从均值上仅相差2%左右，非速溶型略高于速溶型，可以认为两种类型的纤维素醚对瓷砖胶早期拉伸胶粘强度方面的影响没有本质差异。

2.2 拉伸胶粘原强度

养护条件为28天标准实验室条件，混凝土板基面上的拉伸强度。

同样的将两大类纤维素醚，各16个样品用在表3所列瓷砖胶配比中，按标准要求成型测试试件，试件在标准实验室条件下养护28天，测试其拉伸胶粘强度，将同类纤维素醚的拉伸胶粘强度的测试数据放在一起，从统计学的角度来对比速溶型与非速溶型纤维素醚对瓷砖胶28天拉伸胶粘强度的影响。

从数据上来看，速溶型与非速溶型纤维素醚对于瓷砖胶拉伸胶粘原结强度的影响相差不大，从均值上仅相差1%左右，非速溶型略低于速溶型，可以认为两种类型的纤维素醚在瓷砖胶28天拉伸胶粘原强度方面的影响是一致的。

2.3 浸水后的拉伸胶粘强度

养护条件为7天标准实验室条件，然后在（20±2）℃的水中养护21天，混凝土板基面上的拉伸强度。将同类纤维素醚的拉伸胶粘强度的测试数据放在一起，从统计学的角度来对比速溶型与非速溶型纤维素醚对瓷砖胶浸水后拉伸胶粘强度的影响。

从数据上来看，速溶型与非速溶型纤维素醚对于瓷砖胶浸水后的拉伸胶粘强度的影响比较大，从均值上相差10%左右，速溶型明显于高于非速溶型，可以认为速溶型更有利于保证瓷砖胶的耐水拉伸胶粘强度。

2.4 晾置时间，20分钟拉伸胶粘强度

按JC/T 547-2005中所描述的方法成型晾置时间的测试试件，要求晾置时间为20分钟。试件在标准养护条件存放28天，测试其拉伸胶粘强度。将同类纤维素醚的拉伸胶粘强度的测试数据放在一起，从统计学的角度来对比速溶型与非速溶型纤维素醚对瓷砖胶20分钟晾置时间条件下的强度影响。

从数据上来看，速溶型与非速溶型纤维素醚对于瓷砖胶晾置时间的影响比较大，从均值上仅相差20%左右，速溶型明显于高于非速溶型，可以认为速溶型更有利于保证瓷砖胶的表面状态，延长瓷砖胶表面封皮的时间。

2.5 凝结时间

同样的将两大类纤维素醚，各16个样品用在表3所列瓷砖胶配比中，固定加水量，用自动维卡仪测试样品的凝结果间，IS表示初凝时间，FS表示终凝时间。

从数据上来看，速溶型与非速溶型纤维素醚对于瓷砖胶的初、终凝时间都有近一个小时的影响，速溶型的纤维素醚缓凝力明显弱于非速溶型。

3. 分析与结论:

速溶型纤维素醚是用乙二醛对纤维素醚作了表面处理，使得纤维素醚能在中性的冷水中快速分速而不结团，更有利于纤维素醚在水中形成均一的胶体，当处于碱性环境时，如PH＞9时，乙二醛这种保护作用会很快失去，纤维素醚会在碱性的环境快速溶解形成胶体，也就是说在水泥基材料中，速溶型与非速溶型的溶解速度是没有差别的，但两类纤维素醚对于水泥基材料的力学性能和凝结时间是有不同影响的。

1) 对于标准条件下，两类纤维素醚对瓷砖胶的拉伸胶粘强度的影响非常小，强度数据数据上没有本质差异。

2) 耐水强度方面，选用速溶型纤维素醚的瓷砖胶，其拉伸胶粘强度好于应用非速溶型纤维素醚。

3) 晾置时间方面，选用速溶型纤维素醚的瓷砖胶，其拉伸胶粘强度明显优于应用非速溶型纤维素醚的瓷砖胶，有更长的晾置时间。

4) 凝结时间，选用速溶型纤维素醚的瓷砖胶有更快的固化速度。

综合来讲，速溶型纤维素醚不但适用于水剂产品，在水泥基干粉产品同样有不错的表现，部分数据优于非速溶的纤维素醚。