0 引言
水泥基瓷砖胶粘剂作为一类应用广泛的干粉砂浆,其性能历来是人们关注的焦点。一般来说,瓷砖胶加水拌和后,最好在一定时间内仍能调整施工,这就要求瓷砖胶不能快速凝结,具有较长的开放时间。而贴上瓷砖后,理想的情况是粘结牢固、不会脱落,这又对瓷砖胶的拉伸粘结强度和抗滑移性提出了要求。加入适当的添加剂,可以改变瓷砖胶的某些性能,而不同种类、比例的添加剂,对性能的影响又千差万别。可再分散乳胶粉能使瓷砖胶在强度、内聚性、粘结性和柔性等方面保持均匀性,纤维素醚一般对瓷砖胶起到保水、增稠作用,木质纤维素可增大瓷砖胶的屈服应力,甲酸钙则能提高瓷砖胶的早期强度。淀粉醚是淀粉分子与活性物质的反应产物,具有一定数量的功能性取代基,可改善干粉砂浆的流变性、施工性等。用于砂浆中的淀粉醚一般由马铃薯、玉米、木薯等天然淀粉经改性而成,属于可再生资源,是新型绿色环保建材添加剂。本文探究了5 种市售淀粉醚对水泥基瓷砖胶开放时间、拉伸粘结强度和抗滑移性的影响,为淀粉醚在瓷砖胶中的进一步应用提供一些参考。
1 试验
1.1 原材料
水泥:42.5 级白色硅酸盐水泥,江西银杉白水泥有限公司;级配砂:机制砂,40~70 目、70~140 目,舟山嵊泗县黄沙村机制砂厂;重钙:300 目,石家庄灵寿县华润矿物粉体加工厂;甲酸钙:纯度98%,德国朗盛(LANXESS)集团;木质纤维素:ZZC 500,德国JRS 公司;可再分散乳胶粉:VINNAPASS R5010N,瓦克化学(中国)有限公司;纤维素醚:M4025,布氏粘度40 000 mPa·s,赫克力士天普化工有限公司;淀粉醚:ExcelCon T500、ExcelCon A850 木薯淀粉醚,泰国暹罗改性淀粉醚有限公司(Siam Modified Starch Co.,Ltd.,SMS),另有3 种市售淀粉醚SA、SB、SC;水:自来水。
1.2 瓷砖胶的基本配方(见表1)
1.3 试验方法
(1)开放时间:按照EN 1346 规定的方法进行试件养护并测试。
(2)拉伸粘结强度:按照JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》测试拉伸粘结原强度。
(3)抗滑移性。参考JC/T 547—2005 并进行改进。将加水混匀的瓷砖胶静置5 min,涂抹于PVC 板上,以带有6 mm×6mm 凹口、中心间距亦为6 mm 的齿形抹刀与板面成60°角梳理。将背面烘干的玻化砖(108 mm×108 mm)贴于瓷砖胶上,压5 kg 重物(100%覆盖瓷砖面积)30 s。移去重物,小心将PVC板竖直,避免震动。竖直2 min 后测量瓷砖滑移距离。若未见滑移,则增加抗滑移测试装置(如图1 所示),并逐渐累加砝码重量,每次增重后等候2 min。若瓷砖开始滑移,则测试结束,并记下砝码总重量。
2 结果与讨论
按表1 配方,试验中选用不同的淀粉醚,淀粉醚对纤维素醚取代率为[1.2/(2.8+1.2)]×100%=30%。所有空白试验均将淀粉醚全部替换成纤维素醚,即添加0.4%纤维素醚,不添加淀粉醚,以作为对照。
2.1 淀粉醚对瓷砖胶开放时间的影响(见图2)
图2 显示,添加淀粉醚SA、SB、SC 后,瓷砖胶开放时间相对较短,只有15 min;添加ExcelCon A850 或纤维素醚,能将开放时间延长到20 min。添加ExcelCon T500 效果最佳,开放时间长达25 min。瓷砖胶开放时间与其保水性有着密切关系,淀粉醚本身对保水性的影响不是太大,但淀粉醚常常显示出与纤维素醚的协同作用,从而延长瓷砖胶的开放时间。添加ExcelCon T500 的瓷砖胶,混拌后较长时间内具有可调整性,表明ExcelCon T500 与纤维素醚的协同作用较为理想。ExcelCon A850 在试验配比下(对纤维素醚取代率30%),与纤维素醚的延长效果相当。考虑到淀粉醚对瓷砖胶其它性能的提升,ExcelCon A850 也是一种应用前景看好的瓷砖胶添加剂。
2.2 淀粉醚对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响
实际施工中,瓷砖胶配制完毕,往往会晾置若干时间,考察一定晾置时间下瓷砖胶的性能具有重要意义。表2 对比了添加不同淀粉醚的瓷砖胶未晾置和晾置10 min 后的拉伸粘结强度。
由表2 可见:
(1)无论是未晾置还是晾置10 min,所有添加淀粉醚的瓷砖胶的拉伸粘结强度均小于空白试样,说明纤维素醚对瓷砖胶粘结性的贡献要略大一些。
(2)无论使用何种添加剂,晾置10 min 后,瓷砖胶拉伸粘结强度均有所下降,大多降至未晾置时的80%以下,只有添加ExcelCon T500 的瓷砖胶,拉伸粘结强度仍达到未晾置时的98.2%,高达1.66 MPa,与空白试样晾置10 min 的1.70 MPa非常接近,显示了ExcelCon T500 相对其它淀粉醚的优势。
2.3 淀粉醚对瓷砖胶抗滑移性的影响(见图3)
由图3 可知,试验的所有淀粉醚对瓷砖胶抗滑移性的改善均优于纤维素醚,其中,ExcelCon A850 和SB、SC 均在重物超过770 g 时才出现滑移,比ExcelCon T500 和SA 的对应数据(<500 g)提高50%以上。通常情况下,多糖分子中支链结构越多,分散在水中后形成的网状结构越复杂,对水泥颗粒的桥接作用越明显,赋予砂浆浆体的屈服应力也越大,抗下垂或抗滑移效果也就越好[5]。纤维素醚中支链结构较少,难以改善瓷砖胶的抗滑移性。以支链淀粉含量较高的天然淀粉(如木薯淀粉)为原料生产瓷砖胶专用淀粉醚或许是较为理想的选择。
3 结语
不同种类的淀粉醚对瓷砖胶开放时间、拉伸粘结强度的影响是不同的。淀粉醚可提高瓷砖胶的抗滑移性,但提升程度亦与其种类有关。综合来看,ExcelCon T500 能延长瓷砖胶的开放时间、提升其拉伸粘结强度,ExcelCon A850 在延长开放时间的同时还能显著改善抗滑移性,这2 种新型木薯淀粉醚有望在瓷砖胶中得到进一步的推广应用。