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水泥及添加剂对瓷砖胶性能的影响

2019-12-21 14:32:10

摘要:本文研究了水泥、乳胶粉、纤维素醚、憎水剂、聚羧酸减水剂对瓷砖胶粘剂性能的影响。试验结果表明,随着水泥用量增加,瓷砖胶的耐水性能增强,耐热性能衰减;不同Tg值的胶粉对瓷砖胶原强、浸水、耐老化性能影响各不相同;憎水剂并不能改善耐水强度,甚至会导致耐水强度降低;聚羧酸减水剂可显著提高瓷砖胶各方面的粘结性能。  

1  前言

瓷砖胶粘剂具有良好的粘结强度、耐水性、抗冻性、耐老化性及抗垂挂等施工性能,广泛用于大理石、玻化砖/微晶砖等低吸水率装饰材料的粘贴,适用于内外墙面、地面、浴室、厨房等环境中。在实际应用中,瓷砖胶经常出现空鼓、剥落等现象,为了进一步优化瓷砖胶配方,解决瓷砖空鼓、掉落等问题,本次试验针对水泥及添加剂对瓷砖胶粘结性能的影响进行了探究。

2  试验

2.1 原材料

盘固P.O42.5;重钙粉,300-400目;河砂,30-100目;可再分散乳胶粉,ZJ-7015(Tg值 = 18℃),ZJ-6017(Tg值 =16℃),ZJ-6015(Tg值 = 8℃),ZJ-6034(Tg值 = -10℃),江苏兆佳建材科技有限公司生产;丁苯胶粉,市售;纤维素醚(100000mPa.s,60000mPa.s,40000mPa.s ,A厂家生产),( 60000mPa.s, B厂家生产);憎水剂,A厂家、B厂家生产;聚羧酸高性能减水剂,ZJ-PC8020,江苏兆佳建材科技有限公司生产。

2.2 试验仪器

砂浆搅拌机,LBY拉拔仪,烘箱,空气冻融箱。

2.3 试件的制备及养护条件

执行JC/ T 547-2017陶瓷砖胶粘剂。

3 试验结果及分析

3.1 水泥用量对瓷砖胶粘结性能的影响

水泥作为瓷砖胶中不可缺少的原材料,是瓷砖胶强度的主要来源,其掺量对瓷砖胶性能有着较大的影响。结合实际应用,本次试验测试了不同水泥用量在瓷砖胶中的性能对比,其中ZJ-6015胶粉掺量为1.5%,纤维素醚掺量为0.3%,结果如图1所示。

图1 水泥用量对瓷砖胶粘结性能的影响

从图1可以得出,随着水泥用量增加,瓷砖胶粘剂浸水后的拉伸粘结强度呈增加趋势,当水泥用量达到一定程度后,瓷砖胶浸水粘结强度不再增长,其原因是瓷砖胶主要通过机械锚固及胶粉分子间范德华力粘结瓷砖,随着水泥掺量增加,界面处胶凝材料与瓷砖接触面积增大,因此标准粘结强度与浸水粘结强度出现增长趋势,但随着水泥掺量进一步增加,瓷砖胶收缩显著增大,界面收缩剪切应力增加,导致标准粘结强度和耐水粘结强度增长幅度变小,甚至出现强度降低趋势;但在瓷砖胶热老化粘结性能方面,由于在胶粉用量不变的情况下,水泥用量增加,导致瓷砖胶柔韧性降低,高温状态下抗形变能力相应变差,即体现为热老化粘结强度持续下降[1]。综合考虑原强,浸水,热老化三方面,推荐水泥用量在35%-40%之间。

3.2 胶粉种类对瓷砖胶粘结性能的影响

乳胶粉可显著改善体系的柔韧性,其对瓷砖胶粘剂各方面性能改善非常明显[2],可增加与光滑界面粘结强度、提高抗开裂性能、抗冻融等。可再分散乳胶粉种类可分为聚醋酸乙烯-乙烯共聚物、纯丙烯酸、苯丙胶粉及丁苯胶粉等,本次试验选用的是江苏兆佳建材科技有限公司生产的VAE胶粉,以及市售的丁苯胶粉,胶粉掺量为2%,纤维素醚掺量为0.3%,试验结果见图2。

图2 胶粉种类对瓷砖胶粘结性能的影响

从图2可以得出,高Tg值的刚性胶粉ZJ-7015和6017均具有较高的标准粘结强度,同时有不错的耐水耐老化性能,其中ZJ-6017的耐水及耐老化性能更优;ZJ-6015的Tg中值在8℃,乙烯含量更高,因此热老化性能更优;ZJ-6034作为一款低Tg值的高柔性胶粉,适用于极端低温养护环境,具有优异的抗形变能力,其耐水、耐老化强度与标准粘结强度落差,但由于标准粘结强度略低,适合胶粉高掺量体系;丁苯胶粉改性的瓷砖胶除耐水性外,标准粘结强度和耐老化粘结强度均较低。

显改善冻融粘结强度[5]。但减水剂掺量过高时,聚羧酸减水剂的缓凝作用增强,体现为强度出现降低。综合成本及各方面性能,推荐ZJ-PC8020的掺量为胶凝材料的0.15%-0.3%

4 结论

(1)随着水泥掺量增加,瓷砖胶热老化粘结强度降低,浸水粘结强度提高。

(2)刚性胶粉中ZJ-7015的标准粘结强度最优,ZJ-6017次之,其中ZJ-6017具有较好的耐水耐热性能;ZJ-6015具有更好的耐热性能,ZJ-6034是一款低Tg的值高柔性胶粉,成膜温度较低,适用于低温施工环境;丁苯胶粉对标准粘结强度及耐老化性能改善不明显,但可提高耐水粘结强度。

(3)60000mPa.s粘度的纤维素醚有利于提高热老化性能,最适合用于瓷砖胶中,掺量为0.3%-0.4%。

(4)憎水剂不能提高瓷砖胶浸水粘结强度,甚至会降低强度。

(5)ZJ-PC8020减水剂可以明显提高瓷砖胶各方面性能,尤其是浸水冻融强度。



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