可再分散乳胶粉对瓷砖粘结剂改性的探讨

可再分散乳胶粉对瓷砖粘结剂改性的探讨 张铬 ,马菊英 ,李英丁 ,徐迅(1.汕头经济特区龙湖科技有限公司成都办事处,四川 成都610021;2.西南科技大学材料科学与工程学院,四川…

可再分散乳胶粉对瓷砖粘结剂改性的探讨
张铬 ,马菊英 ,李英丁 ,徐迅(1.汕头经济特区龙湖科技有限公司成都办事处,四川 成都610021;2.西南科技大学材料科学与工程学院,四川 绵阳 621010)

0 引言
可再分散乳胶粉是乳液经过喷雾干燥后制的,这种粉末与水或砂浆中的水混合,会形成与原始乳液相同的稳定分散体。聚合物在砂浆中形成聚合物网络结构,从而与聚合物乳液性质相类似,对砂浆起改性作用。Yoshihiko Oha ma 研究了聚合物改性砂浆的作用机理。可再分散乳胶粉的特点是这种粉末只能分散一次,当砂浆硬化后再次遇水变湿时,它不会再次分散。可再分散乳胶粉的发明使得干粉砂浆明显优越于传统砂浆。在装饰板块用的粘结砂浆中,对可再分散聚合物乳胶粉的量要求比较多,它的加入使砂浆的抗弯强度、抗裂性、附着强度、弹性、韧性都有改善,最终可以避免砂浆收缩开裂,还可以减少粘结层的厚度。可再分散聚合物乳胶粉能改善砂浆的上述性能,是因为其可以在砂浆颗粒表面形成聚合物膜,膜上部分表面有气孔,而气孔表面被砂浆填充,使应力集中降低,并在外力的作用下会产生松弛而不破坏。另外,砂浆在水泥水化后形成刚性骨架,而聚合物形成的膜可以提高刚性骨架的弹性和韧性,可再分散聚合物乳胶粉还可以改善砂浆的抗拉强度。本文研究了一种可再分散乳胶粉掺量对砂浆力学性能及瓷砖粘结剂粘结性的影响。

1 实验原材料及方法
该实验采用四川双马集团生产的普通硅酸盐水泥P.O42.5。 
石英砂为80一100目。
汕头龙湖科技有限公司成都办事处提供实验用可再分散乳胶粉(醋酸乙烯/L 烯共聚胶粉VINNAPAS(DRE5010N)及纤维素醚(MKX40000)。
1.2 实验方法
1.2.1 胶粉掺量对胶砂强度的影响
按照水泥胶砂强度试验方法,采用灰/砂:1/3,水/灰:1/2,添加胶粉的量分别为0、1% 、2% 、3 %(注:为胶粉与水泥量之比)进行实验。标准养护至3d、28d龄期,并测试其抗折抗压强度,结果列于表1.
胶粉掺量与各龄期强度关系
1.2.2 胶粉掺量对瓷砖粘结剂性能影响
根据胶砂实验结果,选定水/物料为1/3.8,物料1000g。
瓷砖粘结剂配 比
按表2配比,将水泥、石英砂、可再分散胶粉以及纤维素醚混合干搅直至均匀,然后加入263.2ml水慢搅1min,然后快搅1min,停1min,再快搅2min。
采用维卡仪测试搅拌均匀的粘结剂稠度,并用抹刀将瓷砖粘结剂涂于混凝土基板和聚苯板上,厚度约为1.5mm,粘上40mmX40mm瓷砖片,使其充分接触,粘结。然后标准养护至规定龄期前一天,在瓷砖片上涂上一层环氧树酯和固化剂的混合物粘上拉拔头。至3d、28d龄期测试强度。

2 结果与讨论
2.1 胶粉掺量对水泥砂浆性能的影响
可再分散聚合物乳胶粉颗粒之间润滑效应,使砂浆的组分能够单独流动。同时对空气有诱导效应,赋予砂浆可压缩性,因此,可以改善砂浆的施工和易性。聚合物砂浆抗压强度随胶粉掺量的增加而降低,抗折强度随胶粉的掺量增加而提高,压折比呈下降趋势,如图1所示。
砂 浆压 折 比 与胶 粉掺 量 的 关 系
试验表明可再分散乳胶粉对砂浆具有改性作用,能明显提高砂浆的柔韧性。
可再分散乳胶粉类聚合物树脂进行改性能提高砂浆的抗折强度,特别是砂浆早期的抗折强度。聚合物聚集在硬化砂浆的毛细孔孔隙中,起到增强的作用。加入可再分散乳胶粉能显著提高砂浆的粘接强度,尤其是将不同的材料合在一起时,如粘接瓷砖。可再分散乳胶粉是一种共聚物,是一类玻璃化温度低于30°C的热塑性树脂,故他们不会对水泥基体的抗压强度有任何贡献。水泥基体的孔隙率是影响其抗压强度的关键因素,而孔隙率大小又是由水灰比和含气量来决定的。孔隙率越高,抗压强度越低,在某种程度上,对抗压强度而言,聚合物可以被当作附加孔隙率来计算,所以水泥砂浆的抗压强度会降低。
聚合物水泥砂浆除了孔隙率影响抗压强度外,聚合物的添加量也会影响抗压强度,聚合物有很好的粘滞性,阻止胶砂中水分的流失,具有很好的保水性,相比未加胶粉的胶砂,其w/c或含气量提高,从而使其抗压强度降低。
2.2 胶粉对瓷砖粘结剂性能的影响
瓷砖粘结剂粘结强度及稠度列于表3,可以发现随着胶粉量的增加,粘接剂的粘接强度也是随之提高的,与胶砂实验数据显示的趋势一致。
瓷砖粘结剂性能
在水泥基体中加人聚合物后,拉伸强度会有很大改善。水泥在硬化过程中,内部会产生许多孔腔,这些孔腔在起始时被水注满,当水泥固化干燥后,这些部位就变成了空腔,一般认为这些空腔是水泥基体的薄弱部位。当水泥体系中含有可再分散乳胶粉时,这些粉料将立即分散并富集在富水区城,即这些孔腔之中。水干涸后。聚合物即在孔腔四周形成一层膜,从而对这些薄弱部位进行加强。这也解释了前面所获的试验结果,即加人少量的可再分散乳胶粉就显著地提高了粘结强度。对有机基材而言,水泥砂浆几乎没有什么粘结能力,可以认为此时只有可再分散乳胶粉充当粘结剂作用。这也解释了为什么在有机材料上要获得良好的粘结必须加人较大量的可再分散乳胶粉。

3 结论
本文研究了可再分散乳胶粉掺量对水泥砂浆和瓷砖粘结剂性能的影响,结果表明:
(1)掺人可再分散乳胶粉后,能显著的提高材料的内在柔韧性和抗变形能力,因此对于材料的抗折强度和粘接强度均有贡献。
(2)随着胶粉量的增加,抗折强度和粘接强度都是随之提高,但同时材料的抗压能力会有所降低。

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