摘要:本文研究了水泥、乳膠粉、纖維素醚、憎水劑、聚羧酸減水劑對瓷磚膠粘劑性能的影響。試驗結果表明，隨著水泥用量增加，瓷磚膠的耐水性能增強，耐熱性能衰減；不同Tg值的膠粉對瓷磚膠原強、浸水、耐老化性能影響各不相同；憎水劑并不能改善耐水強度，甚至會導致耐水強度降低；聚羧酸減水劑可顯著提高瓷磚膠各方面的粘結性能。  

1  前言(yan)

瓷磚(zhuan)膠粘(zhan)劑具有良好的粘(zhan)結強度、耐(nai)水性、抗(kang)凍性、耐(nai)老(lao)化(hua)性及抗(kang)垂掛等施(shi)工(gong)性能，廣泛用于大理石(shi)、玻化(hua)磚(zhuan)/微晶磚等低吸水率裝飾材料的粘貼，適用于內外墻面、地面、浴室、廚房等環境中。在實際應用中，瓷磚膠經常出現空鼓、剝落(luo)等現象，為了進一步優化瓷磚(zhuan)膠(jiao)配方，解決瓷磚(zhuan)空(kong)鼓、掉(diao)落等問題(ti)，本次試驗針對水泥及添加劑對瓷磚(zhuan)膠(jiao)粘結性能(neng)的影響進行了探究。

2  試驗

2.1 原(yuan)材料

盤固P.O42.5；重鈣粉(fen)，300-400目；河砂，30-100目；可再(zai)分(fen)散乳膠粉，ZJ-7015(Tg值 = 18℃)，ZJ-6017(Tg值 =16℃)，ZJ-6015(Tg值 = 8℃)，ZJ-6034(Tg值 = -10℃)，江蘇兆佳建材科技有限公司生產；丁苯膠粉，市售；纖維素醚（100000mPa.s，60000mPa.s，40000mPa.s ，A廠家生產），（ 60000mPa.s， B廠家生產）；憎水劑，A廠家、B廠家生產；聚羧酸高性能減水劑，ZJ-PC8020，江蘇(su)兆佳建材科技(ji)有限公(gong)司(si)生(sheng)產。

2.2 試驗儀(yi)器

砂(sha)漿攪拌機，LBY拉拔儀，烘箱(xiang)，空氣凍融箱(xiang)。

2.3 試件(jian)的(de)制備(bei)及養護條(tiao)件(jian)

執行JC/ T 547-2017陶瓷磚膠粘劑。

3 試驗結果及分析

3.1 水(shui)泥用量對瓷磚膠粘結性(xing)能的影(ying)響

水泥作為瓷(ci)(ci)磚(zhuan)膠(jiao)(jiao)中(zhong)不可缺少的原材(cai)料，是瓷(ci)(ci)磚(zhuan)膠(jiao)(jiao)強(qiang)度(du)的主要(yao)來源，其摻量對瓷(ci)(ci)磚(zhuan)膠(jiao)(jiao)性能(neng)有(you)著(zhu)較(jiao)大的影響(xiang)。結合實際應用，本次試(shi)驗測試(shi)了不同水泥用量在瓷(ci)(ci)磚(zhuan)膠(jiao)(jiao)中(zhong)的性能(neng)對比(bi)，其中(zhong)ZJ-6015膠粉摻量為1.5%，纖維素醚摻量為0.3%，結果如圖1所示。

圖1 水泥用量對瓷磚膠粘結性能的影響

從圖(tu)1可以得出，隨(sui)著水泥用(yong)量增(zeng)加(jia)，瓷磚膠粘劑浸水后的拉伸粘結(jie)強度呈增(zeng)加(jia)趨勢，當水泥用(yong)量達到(dao)程(cheng)度后，瓷(ci)磚(zhuan)膠(jiao)浸(jin)(jin)水(shui)(shui)粘結(jie)(jie)(jie)強度(du)不再增長(chang)，其原(yuan)因是瓷(ci)磚(zhuan)膠(jiao)主要通(tong)過機械錨固及膠(jiao)粉(fen)分子(zi)間范(fan)德華力粘結(jie)(jie)(jie)瓷(ci)磚(zhuan)，隨著水(shui)(shui)泥(ni)摻量增加(jia)，界面處膠(jiao)凝材(cai)料與瓷(ci)磚(zhuan)接觸面積增大，因此(ci)標準粘結(jie)(jie)(jie)強度(du)與浸(jin)(jin)水(shui)(shui)粘結(jie)(jie)(jie)強度(du)出現增長(chang)趨勢，但(dan)隨著水(shui)(shui)泥(ni)摻量進一步增加(jia)，瓷(ci)磚(zhuan)膠(jiao)收縮(suo)顯著增大，界面收縮(suo)剪切應力增加(jia)，導致標準粘結(jie)(jie)(jie)強度(du)和耐水(shui)(shui)粘結(jie)(jie)(jie)強度(du)增長(chang)幅度(du)變小，甚(shen)至出現強度(du)降低趨勢；但在瓷(ci)磚膠熱老(lao)(lao)化粘結(jie)性能(neng)方面，由于在(zai)膠(jiao)粉用量不變(bian)的情況下，水泥用量增加(jia)，導致(zhi)瓷(ci)磚膠(jiao)柔韌性降低，高溫(wen)狀態下抗形變(bian)能(neng)力(li)相應變(bian)差，即(ji)體現為熱老(lao)(lao)化粘結(jie)強度持續下降^[1]。綜合考慮原強，浸水(shui)，熱老化(hua)三(san)方面(mian)，推薦水(shui)泥用量在35%-40%之間。

3.2 膠(jiao)粉種類對瓷磚膠(jiao)粘結性能的影響

乳膠粉可(ke)顯著改善體系的柔韌性，其對瓷磚膠粘劑各方(fang)面性能改善非常明顯^[2]，可增加與光滑界面(mian)粘結強度、提(ti)高(gao)抗(kang)(kang)開(kai)裂性能、抗(kang)(kang)凍融等。可再分(fen)散乳膠粉種類可分(fen)為聚醋(cu)酸乙烯-乙烯共聚物、純丙烯酸、苯丙膠粉及丁苯膠粉等，本(ben)次試驗選用的是江蘇兆佳建材(cai)科技(ji)有限(xian)公司生產的VAE膠(jiao)粉，以及市售(shou)的丁苯(ben)膠(jiao)粉，膠(jiao)粉摻量為2%,纖維素醚摻量為0.3%，試驗結果見圖2。

圖2 膠粉種類對瓷磚膠粘結性能的影響

從(cong)圖2可以得出，高Tg值的剛性膠粉ZJ-7015和6017均具有較高的標準粘結強度，同時有不錯的耐水耐老化性能，其中ZJ-6017的耐水及耐老化性能更優；ZJ-6015的Tg中值在8℃，乙烯含量更高，因此熱老化性能更優；ZJ-6034作(zuo)為一款低Tg值的高柔性膠粉，適用于極端低溫養護環境，具有優異的抗形變能力，其耐水、耐老化強度與標準粘結強度落差低，但由于標準粘結強度略低，適合膠粉高摻量體系；丁苯膠粉改性的瓷磚膠除耐水性外，標準粘結強度和耐老化粘結強度均較低。

3.3 纖維素(su)醚(mi)對瓷(ci)磚膠(jiao)粘結性能的影響

纖(xian)維素(su)醚作為保水劑(ji)，對(dui)(dui)瓷(ci)磚膠的(de)(de)保水性、施工性極(ji)為重要，其品質直接影(ying)響瓷(ci)磚膠的(de)(de)粘結性能，本次試驗分別對(dui)(dui)比了不(bu)同粘度，不(bu)同摻量及不(bu)同廠家纖(xian)維素(su)醚對(dui)(dui)瓷(ci)磚膠性能的(de)(de)影(ying)響，其中ZJ-7015膠粉摻量為1%，結果如圖3、圖4所示。

圖(tu)3 纖維素醚摻量對瓷磚膠粘結性能影響

從圖3可以得出，隨著100000mPa.s纖維素醚用量增加，瓷磚膠粘劑浸水(shui)(shui)(shui)粘結(jie)強(qiang)(qiang)(qiang)度呈(cheng)降(jiang)低趨(qu)勢(shi)，熱老化(hua)(hua)粘結(jie)強(qiang)(qiang)(qiang)度呈(cheng)增(zeng)大趨(qu)勢(shi)，標準(zhun)粘結(jie)強(qiang)(qiang)(qiang)度先增(zeng)加后降(jiang)低。這是(shi)因為纖(xian)維(wei)(wei)素醚具有引氣作(zuo)用(yong)，隨著(zhu)用(yong)量增(zeng)加，砂(sha)漿含氣量顯(xian)著(zhu)增(zeng)加，體系(xi)連通孔數量增(zeng)加，水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)更容易(yi)進(jin)入粘結(jie)劑與瓷(ci)磚(zhuan)的界面，對(dui)分(fen)(fen)子間范德(de)華力破壞(huai)更嚴重，造成(cheng)浸水(shui)(shui)(shui)粘結(jie)強(qiang)(qiang)(qiang)度下(xia)降(jiang)；同時，由于體系(xi)孔隙率增(zeng)加，瓷(ci)磚(zhuan)膠應(ying)對(dui)高(gao)溫下(xia)的應(ying)力變化(hua)(hua)能力增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)，因而(er)表(biao)現為熱老化(hua)(hua)粘結(jie)強(qiang)(qiang)(qiang)度增(zeng)加；同時，纖(xian)維(wei)(wei)素醚具有保水(shui)(shui)(shui)作(zuo)用(yong)，其(qi)用(yong)量增(zeng)加，水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)更不(bu)容易(yi)揮發，水(shui)(shui)(shui)泥水(shui)(shui)(shui)化(hua)(hua)更充分(fen)(fen)，當其(qi)用(yong)量達到(dao)量時，水(shui)(shui)(shui)泥基本達到(dao)充分(fen)(fen)水(shui)(shui)(shui)化(hua)(hua)，強(qiang)(qiang)(qiang)度基本保持不(bu)變，此時，再增(zeng)加纖(xian)維(wei)(wei)素醚摻量，則會降(jiang)低密實(shi)度，影響強(qiang)(qiang)(qiang)度，因而(er)表(biao)現為隨著(zhu)纖(xian)維(wei)(wei)素醚產量增(zeng)加，瓷(ci)磚(zhuan)膠的標準(zhun)粘結(jie)強(qiang)(qiang)(qiang)度先增(zeng)加后降(jiang)低。綜合以(yi)上(shang)三個方(fang)面及(ji)成(cheng)本，推薦100000mPa.s纖維素醚摻量為0.3%。

圖4 纖維素醚種類及粘度對瓷磚膠粘結性能影響

從圖4可以得出，纖維素醚摻量在0.3%時，使用60000mPa.s纖維素醚各(ge)方面粘結強度優。原因是60000mPa.s纖維素(su)醚相對于40000mPa.s纖維素醚其粘度(du)(du)更高，因而保水能力更強，水泥(ni)得以充(chong)分水化，強度(du)(du)發展得更好，因而表現(xian)為標準粘結強度(du)(du)更高^[3]；同時(shi)，高粘(zhan)度(du)(du)的(de)纖維素醚引氣量更大，體系(xi)致密(mi)度(du)(du)降低，使得高溫下(xia)應力對體系(xi)的(de)破壞程度(du)(du)降低，因而熱老化粘(zhan)結強度(du)(du)也較高；中等粘(zhan)度(du)(du)的(de)60000mPa.s纖維素醚可引入適量的封閉孔，有利于阻止水份侵蝕，因而表現浸水粘結強度更高。而高粘度的100000mPa.s纖維素醚，其保水性與60000mPa.s接近，但引氣量更(geng)大，連通孔增(zeng)多，而且纖維素(su)醚的粘(zhan)度(du)(du)越(yue)高，其(qi)(qi)緩(huan)凝(ning)作用(yong)越(yue)強(qiang)烈，粘(zhan)結界面的水泥水化(hua)進(jin)程受到抑制，導(dao)致浸水粘(zhan)結強(qiang)度(du)(du)下降，因而其(qi)(qi)各方面性能均有(you)較大程度(du)(du)的下降^[4]。因(yin)此(ci)，瓷磚膠推薦(jian)使用60000mPa.s的纖維(wei)素(su)醚(mi)。另外(wai)，同一粘度的纖維(wei)素(su)醚(mi)，不同廠家的產品對瓷(ci)磚膠性能的影響也存在差異(yi)，具體跟纖維(wei)素(su)醚(mi)的分子量集中度、含鹽量、取代度等有(you)關系，本次試驗顯示B廠家纖維素醚性能明顯優于A廠家的纖維素醚。

3.4 憎水(shui)劑對(dui)瓷(ci)磚膠(jiao)浸水(shui)粘結性能(neng)的影響

瓷磚膠浸(jin)水(shui)后，粘結強(qiang)度會出現衰減(jian)，其原因主要是VAE膠粉浸水后會發生溶脹，聚合物改性效果降低，本實驗主要研究憎水劑對其粘結性能的影響，其中ZJ-6017膠粉摻量(liang)為1.5%,纖維素(su)醚摻量為0.3%，具體試驗結果見圖5,6。

圖5 憎水劑對瓷(ci)磚膠(jiao)粘結(jie)性能的影響

圖6 憎水劑對瓷磚膠濕(shi)密度的影響

從圖5,6可以得出，摻入憎水劑并不能改善瓷磚膠的浸水粘結強度，相反會降低。原因是憎水劑作為一種表面活性劑，具有較強的引氣作用，會降低體系的致密度，即降低界面接觸面積；另一方面，界面處的憎水薄膜也會影響水泥水化進程，導致浸水粘結強度下降。

3.5 聚羧酸減水劑對瓷磚膠(jiao)粘結性能(neng)的(de)影響

聚羧酸(suan)減(jian)水劑(ji)用于砂(sha)漿中可改善和易性、力(li)學性能等(deng)。本次試驗選(xuan)擇江(jiang)蘇兆(zhao)佳建(jian)材(cai)科技有限公司生產的(de)聚羧酸(suan)高性能減(jian)水劑(ji)ZJ-PC8020，其中ZJ-7015膠粉(fen)摻(chan)量為3%，纖維素醚摻(chan)量為0.3%，研究其摻量對瓷磚(zhuan)膠粘結強度的影響，結果見圖(tu)7。

圖7 ZJ-PC8020摻量對瓷磚膠粘結性能的影響

從圖7可(ke)以得(de)出(chu)，隨(sui)著ZJ-PC8020用量的(de)增(zeng)加，瓷磚膠標準(zhun)粘(zhan)結強(qiang)度，浸水粘(zhan)結強(qiang)度，熱(re)老化粘(zhan)結強(qiang)度，凍(dong)融粘(zhan)結強(qiang)度都明顯增加。其原因是ZJ-PC8020減水劑作為一種表面活性劑，具有引氣作用，使粘結劑孔隙率增大，密實度降低，柔韌性增加，高溫狀態下應力的變化對粘結性能影響降低，從而提高熱老化粘結強度。另外由于引入大量亞微觀的無害封閉孔，阻止了水分子到粘結劑與瓷磚之間的界面中，降低了水對粘結強度性能破壞，而且，降低用水量可增加瓷磚膠致密性，加快瓷磚膠早期水化進程，使得瓷磚膠浸水后的拉伸粘結強度得到明顯提高。同時由于微引氣效應及減水致密效應，可以有效阻止水侵蝕，提高抗形變能力，明顯改善凍融粘結強度^[5]。但減水劑摻量過高時，聚羧酸減水劑的緩凝作(zuo)用增強，體現(xian)為強度出(chu)現(xian)降低(di)。綜合成本(ben)及各方面性能，推薦ZJ-PC8020的摻量為膠凝材料的0.15%-0.3%。

4 結論

（1）隨著水(shui)泥(ni)摻量增加，瓷磚膠熱老化粘結(jie)強度降低(di)，浸(jin)水(shui)粘結(jie)強度提(ti)高(gao)。

（2）剛性膠粉中ZJ-7015的標準粘結(jie)強度優，ZJ-6017次之(zhi)，其中ZJ-6017具有較好的耐水耐熱性能；ZJ-6015具有更好的耐熱性能，ZJ-6034是一款低Tg的值高柔性膠粉，成膜溫度較低，適用于低溫施工環境；丁苯膠粉對標準粘結強度及耐老化性能改善不明顯，但可提高耐水粘結強度。

（3）60000mPa.s粘度的纖維素醚有利于提高熱老化性(xing)能，適(shi)合用于瓷磚膠中，佳(jia)摻量為0.3%-0.4%。

（4）憎水劑(ji)不能提高瓷磚(zhuan)膠浸(jin)水粘結強(qiang)度，甚至會降低強(qiang)度。

（5）ZJ-PC8020減水劑可(ke)以(yi)明顯提高(gao)瓷(ci)磚膠(jiao)各(ge)方(fang)面性能(neng)，尤其(qi)是浸水凍融(rong)強度(du)。

參考(kao)文(wen)獻：

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