矿物掺合料和胶粉对陶瓷砖胶粘剂性能的影响

引言瓷砖胶粘剂是一种以水泥为主要胶凝材料经聚合物改性的胶粘剂,具有施工性好、粘结力强、应用领域广等特点,且厚薄施工皆宜,具有很好的推广使用价值。瓷砖胶粘剂因其粘结性和耐久性好,克服了普通水泥或普通聚合物砂浆存在的饰面砖粘结不牢、空鼓、开裂、脱落、性能不稳定等弊端。它依据“有机—无机物”理论,具有无机水泥的特性,又有有机胶材料高粘结、高柔韧性的特点,是替代传统水泥和普通聚合物砂浆的现代中高档建筑最理想的粘结材料。本试验的目的是,通过调整水泥掺量、活性掺料的变化,使胶粘剂的整体强度和综合性能得到改善和提高。为了进一步改善瓷砖胶粘剂的施工性和涂布率,对比玻璃微珠与漂珠两种轻质填料在胶粘剂中对胶粘剂粘结强度的影响。在各项拉伸粘结强度和变形值满足需求的前提下,探究不同掺量可再分散乳胶粉在胶粘剂中对拉伸粘结强度和柔韧性的影响。1、试验部分

1.1

试验原材料1.1.1

水泥基陶瓷砖胶粘剂

水泥:P·O42.5级水泥,华新水泥;矿渣:S95级,市售;偏高岭土HRM,BASF;砂:河砂,40~140目;纤维素醚:马科姆75000S,龙湖科技;可再分散乳胶粉:VINNAPAS;流变助剂:LA-01,龙湖科技;淀粉醚:CASUCOLFIX1,荷兰

AVEBE;甲酸钙,龙湖科技;木质纤维:ZZC540,德国JRS;具有内蜂窝结构的玻璃微珠:粒径为0.25~0.5mm,龙湖科技;漂珠,粒径为0.2~0.5mm,市售。

1.1.2

砂浆配合比

本试验的砂浆配合比见表1。表1

砂浆配合比%1.2

试验步骤

1.2.1

确定加水量的测试方法

将水称好放入搅拌杯中,称量100g瓷砖粘结剂粉料倒入杯中并计时,用调抹刀搅拌1min,放置5min后搅拌45s,将搅拌好的胶料涂抹在PVC板上,然后用锯齿抹刀按60°的角度,向下梳理两次,确保梳理出来的胶料面积应比100mm×100mm玻璃板的面积大,此项操作在30s内完成后放置2min45s,接着把玻璃板放在梳理好的胶料上,5s内完成,随后在玻璃板上压上2.12kg的压块保持30s,测定玻璃板和胶粘剂梳条之间的接触总面积,用玻璃板总面积百分比来表示。将总面积百分比在90%~95%的加水量确定为陶瓷砖胶粘剂的加水量进行试验。

1.2.2

测试方法

试件的制备、养护及性能测试方法均按照建材行业标准JC/T547—2017《陶瓷砖胶粘剂》执行。2、结果与讨论

2.1

胶凝材料用量对水泥基陶瓷砖胶粘剂的影响

不同水泥掺量对陶瓷砖胶粘剂粘结强度的影响如图1所示。水泥掺量越高,陶瓷砖胶粘剂的浸水强度越高。由于水泥是水硬性胶凝材料,且浸水强度测定需要在水中养护21d,因此,水泥添加量越高,其浸水强度也会增加。

但通过图1中的数据也可以发现,当水泥掺量在28%时,陶瓷砖胶粘剂的20min晾置拉伸粘结强度和热老化后拉伸粘结强度最高。

水泥掺量为25%的胶粘剂晾置20min的拉伸粘结强度仅有0.43MPa,未达C1的标准。且在水泥掺量为30%的胶粘剂中,其热老化后的拉伸粘结强度明显比掺量为28%的胶粘剂低了0.28MPa。图1

不同水泥掺量对陶瓷砖胶粘剂粘结强度的影响2.2

玻璃微珠与漂珠对水泥基陶瓷砖胶粘剂的影响

玻璃微珠和漂珠对陶瓷砖胶粘剂粘结强度的影响如图2所示。其中水泥掺量为28%,玻璃微珠和漂珠掺量为3%。

结果看出掺入漂珠的胶粘剂的拉伸粘结强度有一定的损失。尤其是在晾置20min的拉伸粘结强度上,掺入漂珠的胶粘剂仅有0.51MPa,掺入玻璃微珠的胶粘剂有0.71MPa。

玻璃微珠与漂珠都为无机轻质材料,且基本都为球形,密度低,筒压强度高,加入瓷砖胶粘剂中可降低浆料密度[1],提高涂布率,改善施工性,手感更轻盈。图2

玻璃微珠和漂珠对陶瓷砖胶粘剂粘结强度的影响

2.3

不同掺量的偏高岭土对水泥基陶瓷砖胶粘剂的影响

由图3可以看出,偏高岭土掺量为3%的陶瓷砖胶粘剂的原始拉伸粘结强度与浸水后拉伸粘结强度比无偏高岭土陶瓷砖胶粘剂提高了66%,提高偏高岭土的掺量对陶瓷砖胶粘剂的原始拉伸粘结强度和浸水粘结强度有明显的提升。

偏高岭土作为活性矿物填料,其水分散性很好,在混凝土配制过程中加水搅拌时很容易解聚,

实际分散度很高,且含有较多的可溶出活性

Al2O3[2],可与水泥水化析出的Ca(OH)2发生二次水化反应生成水化铝酸钙,使混凝土结构的密实度增加,强度提高。图3

偏高岭土掺量对瓷砖胶粘剂粘结强度的影响2.4

不同掺量的可再分散乳胶粉对水泥基陶瓷砖胶粘剂的影响

如图4所示,当胶粉掺量为3%时,胶粘剂拉伸粘结强度均能达到C1标准

(各项拉伸粘结强度

≥0.5MPa),且无处理的拉伸粘结强度和晾置20min后的拉伸粘结强度均已达到C2标准

(无处理的拉伸粘结强度≥1.0MPa、晾置20min后的拉伸粘结强度≥0.5MPa)。当胶粉掺量为4%时,胶粘剂拉伸粘结强度均可达C2标准。图4

可再分散乳胶粉对瓷砖胶粘剂粘结强度的影响水泥基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着可再分散乳胶粉用量的增加呈现增加的趋势,其中增加趋势最明显的是热老化性能。原因是胶粉用量增加,在其他原材料用量保持不变的情况下,瓷砖胶粘剂柔性增加,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拉伸粘结强度的增加[3-4]。

不同掺量的可再分散乳胶粉对陶瓷砖胶粘剂柔韧性的影响如表2所示。陶瓷砖胶粘剂收缩变形值随着可再分散乳胶粉掺量的增加而增加。原因可能为可再分散乳胶粉的掺入提高了水泥基瓷砖胶粘剂的柔韧性,随着掺量的增加,陶瓷砖胶粘剂刚性降低,柔韧性增加。通过聚合物分子的扩散,

乳胶颗粒在砂浆中形成不溶于水的连续膜,从而提高了对界面的粘结性和对胶粘剂本身的改性。表2

可再分散乳胶粉掺量对陶瓷砖胶粘剂柔韧性的影响3、结论

(1)综上所述,胶凝材料的添加量在28%时,其原始拉伸粘结强度、热老化拉伸粘结强度与晾置20min拉伸粘结强度最高。(2)相比于