各組分對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度影響研究

王恒煜，張軍，楊洪濤，陳志遠(yuǎn)

（安徽朗凱奇建材有限公司，安徽 合肥　230000）

各組分對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度影響研究

王恒煜，張軍，楊洪濤，陳志遠(yuǎn)

（安徽朗凱奇建材有限公司，安徽 合肥230000）

通過(guò)試驗(yàn)考察了水泥、可再分散乳膠粉、纖維素醚、早強(qiáng)劑等原材料組分在不同養(yǎng)護(hù)條件下對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響，合理控制各組分的添加量，可提高瓷磚膠的浸水后拉伸膠粘強(qiáng)度和熱老化后拉伸膠粘強(qiáng)度，以制備性能良好的瓷磚膠產(chǎn)品。

瓷磚膠；原材料組分；拉伸膠粘強(qiáng)度；養(yǎng)護(hù)條件

0　前言

隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑裝飾材料也在不斷更新，不同種類的瓷磚膠粘劑產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生，以此解決建筑中瓷磚鋪設(shè)的各種難題。中國(guó)瓷磚的產(chǎn)銷量位居全球第一，2000年以后瓷磚的產(chǎn)量逐年上升，2014年全國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)量102.3億m2，同比2013年的96.9億m2增長(zhǎng)5.57%。同時(shí)，瓷磚本身的質(zhì)地也在不斷更新，具有以下特點(diǎn)：（1）瓷磚的規(guī)格種類越來(lái)越多、尺寸越來(lái)越大，由傳統(tǒng)的150 mm×150 mm和200 mm×300 mm的瓷磚已發(fā)展到600 mm×600 mm和800 mm×800 mm的瓷磚，大尺寸的瓷磚越來(lái)越受到消費(fèi)者親睞，并占市場(chǎng)主體，為滿足人們個(gè)性化的審美需求，甚至出現(xiàn)更大面積尺寸的瓷磚；（2）質(zhì)量逐步提高，具有抗沾污、低滲透功能的瓷磚日漸增多，普通拋光磚逐步被淘汰；（3）瓷磚的吸水率越來(lái)越低，瓷磚的背面越來(lái)越密實(shí)光滑，粘結(jié)難度增大［1-2］。

鑒于此，就需要相應(yīng)地提高瓷磚粘結(jié)劑的品質(zhì)，擴(kuò)大瓷磚膠的應(yīng)用范圍，最大程度滿足消費(fèi)者的特定要求。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，主要研究水泥、可再分散乳膠粉、纖維素醚、外加助劑等原材料組分在不同養(yǎng)護(hù)條件下對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響，從而更加合理地控制瓷磚粘結(jié)劑各組分的種類及添加量，提高瓷磚膠在浸水處理后及熱老化處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度，以制備相應(yīng)的瓷磚膠產(chǎn)品。

1　試　驗(yàn)

1.1原材料

水泥：海螺42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，阿爾博仙鹿產(chǎn)P·W 32.5白色硅酸鹽水泥，其主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1；石英砂：40～160目；纖維素醚：國(guó)產(chǎn)黏度為100 Pa·s（以下簡(jiǎn)稱10W）、40 Pa·s（以下簡(jiǎn)稱4W）及亞什蘭產(chǎn)LH40M甲基纖維素醚；可再分散膠粉，5010N，瓦克化學(xué)；早強(qiáng)劑：甲酸鈣。

表1　試驗(yàn)用水泥的主要性能

1.2試驗(yàn)基礎(chǔ)配方（見(jiàn)表2）

表2　瓷磚膠的基礎(chǔ)配方

1.3試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)主要針對(duì)瓷磚膠浸水處理后和熱老化處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度進(jìn)行研究分析，并根據(jù)分析結(jié)果研發(fā)新型瓷磚膠粘結(jié)材料。試件的制備、養(yǎng)護(hù)以及性能測(cè)試方法均按照J(rèn)C/T 547—2005《陶瓷墻地磚膠粘劑》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。瓷磚膠的養(yǎng)護(hù)方法見(jiàn)表3。

試驗(yàn)用瓷磚為騰達(dá)公司生產(chǎn)的瓷磚膠檢測(cè)用標(biāo)準(zhǔn)磚，其吸水率≤0.2%，未上釉，尺寸為48 mm×48 mm，背部無(wú)燕尾槽、無(wú)脫模劑。

表3　瓷磚膠的養(yǎng)護(hù)方法

2　結(jié)果與討論

2.1水泥種類及用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

按基礎(chǔ)配方，固定可再分散乳膠粉用量為粉料總質(zhì)量的3%，纖維素醚使用亞什蘭LH40M甲基纖維素醚，早強(qiáng)劑甲酸鈣用量控制在0.4%，水泥用量分別占粉料質(zhì)量的30%、35%、40%、45%及50%。P·O42.5水泥用量對(duì)瓷磚膠粘結(jié)性能的影響見(jiàn)圖1，水泥種類及用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘原強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖2。

圖1　水泥用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

由圖1可見(jiàn)：在標(biāo)養(yǎng)條件下，拉伸膠粘原強(qiáng)度隨著水泥用量的增大而提高，最終處于相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)。當(dāng)水泥用量達(dá)到45%左右時(shí)，瓷磚膠浸水后的拉伸膠粘強(qiáng)度不再提高，瓷磚膠與瓷磚之間的結(jié)合力主要是機(jī)械錨固和分子間范德華力的物理吸附作用，由于測(cè)試用瓷磚的吸水率極低（小于0.2%），所以主要是物理吸附作用，當(dāng)水泥用量達(dá)到一定水平后，拉伸膠粘強(qiáng)度不再明顯提高［3］；在熱老化處理?xiàng)l件下，隨著水泥用量的增加，瓷磚膠的拉伸膠粘強(qiáng)度呈先提高后降低趨勢(shì)，這是由于在膠粉用量不變的條件下，隨著水泥用量的增加，聚灰比相應(yīng)下降，瓷磚膠剛性增大，柔韌性變差，高溫下應(yīng)力變化對(duì)強(qiáng)度有較大影響，表現(xiàn)出拉伸膠粘強(qiáng)度的降低。

圖2　水泥種類及用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘原強(qiáng)度的影響

由圖2可知，在不同水泥用量時(shí)，采用P·W32.5白水泥制備的瓷磚膠的拉伸膠粘強(qiáng)度要低于采用P·O42.5水泥所制備的瓷磚膠，考慮到成本核算及瓷磚膠的浸水后拉伸膠粘強(qiáng)度和熱老化后拉伸膠粘強(qiáng)度要達(dá)到1.0 MPa以上，選擇P·O42.5水泥，其用量控制在40%左右。

2.2可再分散乳膠粉用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

按基礎(chǔ)配方，固定P·O42.5水泥用量為40%，纖維素醚使用亞什蘭LH40M甲基纖維素醚，早強(qiáng)劑甲酸鈣用量控制在0.4%，可再分散乳膠粉用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖3。

圖3　可再分散乳膠粉用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

從圖3可以看出，隨著乳膠粉用量的增加，聚灰比增大瓷磚膠柔韌性增強(qiáng)，拉伸膠粘強(qiáng)度相應(yīng)提高。高溫條件下，應(yīng)力變化對(duì)瓷磚膠粘結(jié)性能的影響減小，可再分散乳膠粉的添加大大提高了瓷磚膠熱老化處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度。浸水處理后，由于可再分散乳膠粉在瓷磚膠中所形成的聚合物膜的形態(tài)發(fā)生溶脹，從而使得聚合物膜的強(qiáng)度下降，導(dǎo)致瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度下降。綜合考慮瓷磚膠成本，制備C1型、C2型瓷磚膠選擇可再分散乳膠粉的用量分別為2%、4%。

2.3纖維素醚對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

根據(jù)參考配方，固定P·O42.5水泥用量為40%，可再分散乳膠粉用量為3%，早強(qiáng)劑用量為0.4%。纖維素醚可以大幅度提高瓷磚膠的保水性能，抑制水分的過(guò)快流失，使瓷磚膠有充分水分凝固，同時(shí)具有一定抗滑移和抗流掛作用。不同種類的纖維素醚對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖4。

圖4　不同種類纖維素對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

由圖4可見(jiàn)，采用LH40M纖維素醚的瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度較高，這可能是由于其自身保水性能較好；采用10W纖維素醚的瓷磚膠黏稠度較高，施工性能較差。

2.4早強(qiáng)劑用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

早強(qiáng)劑在水泥基瓷磚膠體系中起到促進(jìn)水泥水化，提高早期強(qiáng)度的作用，根據(jù)優(yōu)化后的參考配方，固定P·O42.5水泥用量為40%，可再分散乳膠粉用量為3%，LH40M纖維素醚用量為0.4%，在瓷磚膠中添加不同用量的早強(qiáng)劑，測(cè)試其對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響，結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可見(jiàn)，隨著早強(qiáng)劑用量的增加，瓷磚膠經(jīng)浸水處理后和經(jīng)熱老化處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度均呈遞增趨勢(shì)，尤其在浸水處理后，早強(qiáng)劑用量增加對(duì)瓷磚膠的拉伸膠粘強(qiáng)度起到有利影響，促進(jìn)了水泥水化，生成更多的水化產(chǎn)物，增加了瓷磚膠的整體密實(shí)度，從而提高粘結(jié)性能［4］。綜合考慮成本因素，早強(qiáng)劑的最佳用量為0.4%。

圖5　早強(qiáng)劑用量對(duì)瓷磚膠拉伸膠粘強(qiáng)度的影響

3　結(jié)論

（1）隨水泥用量的增加，瓷磚膠浸水處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度提高，熱老化處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度則隨水泥用量的過(guò)量增加而降低，P·O42.5水泥的最佳用量為40%。

（2）可再分散乳膠粉用量的增加有利于提高瓷磚膠浸水處理后拉伸膠粘強(qiáng)度和熱老化處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度，綜合考慮成本因素，其用量控制在2%～4%。

（3）纖維素醚選用中等黏度的甲基纖維素醚，施工性能良好，同時(shí)可保證瓷磚膠的綜合性能達(dá)到最佳。

（4）早強(qiáng)劑的加入有利于提高瓷磚膠的粘結(jié)性能，尤其是對(duì)提高浸水處理后的拉伸膠粘強(qiáng)度效果明顯，可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要酌情添加。

［1］Zubriggen R，Jenni A，Herwegh M，et al.可再分散聚合物粉末改性瓷磚膠微的結(jié)構(gòu)及其與宏觀性能的聯(lián)系［J］.新型建筑材料，2007（7）：11-13.

［2］李曉峰，滕朝輝.可再分散乳膠粉對(duì)瓷磚膠性能的影響研究［J］.中國(guó)膠黏劑，2009（18）：39-41.

［3］李玉海.水泥量及標(biāo)準(zhǔn)磚狀態(tài)對(duì)瓷磚膠拉拔強(qiáng)度的影響［J］.新型建筑材料，2009（3）：21-22.

［4］雷文晗，羅曉良，蔣青青，等.水泥基瓷磚膠粘劑試驗(yàn)性能研究［J］.墻材革新與建筑節(jié)能，2013（11）：65-67.

Study on the influence of each component on CTA tensile adhesion strength

WANG Hengyu，ZHANG Jun，YANG Hongtao，CHEN Zhiyuan
（Anhui Lencaqi Building Material Co.Ltd.，Hefei 230000，Anhui，China）

Influence of cement，re-dispersible polymer powder，cellulose ether，early strength agent on the ceramic tile tensile adhesion strength under different curing conditions was investigated by tests.Tensile adhesion strength of ceramic tile after soaking and heat aging can be improved by reasonable control of each component amount.In this way，ceramic tile adhesive products of good properties can be prepared.

ceramic tile adhesive，raw material component，tensile adhesion strength，curing conditions

TU58+1.3

A

1001-702X（2015）10-0014-03

2015-03-20；

2014-05-04

王恒煜，男，1985年生，安徽合肥人，碩士，工程師，主要從事干粉砂漿產(chǎn)品的研究。