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瓷砖胶抗滑移性能评价方法及提高措施研究
沙建芳1，2，徐海源1，2，刘建忠1，2，郭飞1，2，吴洲1，2（1.高性能土木工程材料国家重点实验室，江苏南京210008；2.江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏南京210008）
现代装修工程中，新型薄层瓷砖粘贴技术以其绿色环保、粘结力强、节省空间等优点而受到越来越多的应用。该技术要求瓷砖胶具有良好的施工性能和拉伸粘结强度。目前，研究热点大多集中在如何提高各种养护条件下瓷砖胶的拉伸粘结性能，却很少关注甚至忽略了与实际应用性能关系较大的施工性能，特别是新拌浆体对瓷砖抗滑移性能影响的研究更是鲜有报道。
为此，本文从分析标准中抗滑移性能评价方法入手，研究了更科学地建立瓷砖胶抗滑移性能的评价方法；在此基础上，从胶凝材料、聚合物、骨料性能等方面分析各因素对水泥基瓷砖胶抗滑移性能的影响规律，结果可为配制抗滑移性能优良的瓷砖胶提供参考。
1 试验
1.1 原材料
（1）水泥：“鹤林”P·O 42.5 水泥，28 d 抗压强度49.8 MPa，密度3.1 g/cm3；“熔融”高铝水泥，郑州登峰熔料有限责任公司生产。2 种水泥的主要化学成分如表1 所示。
（2）瓷砖胶：轻砖瓷砖胶、重砖瓷砖胶，均产自江苏苏博特新材料有限公司。
（3）可再分散乳胶粉：胶粉A 为丙烯酸胶粉、胶粉B 为醋酸乙烯酯/乙烯共聚物，山西三维集团有限公司产；羟丙基甲基纤维素醚：纤维素醚A（40 Pa·s）、纤维素醚B（75 Pa·s）、纤维素醚C（100 Pa·s）、纤维素醚D（150 Pa·s），赫克力士化工有限公司产；淀粉醚：羟丙基淀粉醚，山东戈麦斯化工有限公司产。
（4）骨料：河砂，筛分结果如表2 所示。
1.2 试验方案及方法
采用轻砖瓷砖胶、重砖瓷砖胶，按如下2 种方法评价瓷砖胶的抗滑移性能：方法Ⅰ，按JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》中滑移性能评价方法进行；方法Ⅱ，按JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》成型，然后压重5 kg 并持续60 s，将系统竖立到垂直位置，如果没有下垂则间隔60 s 添加50 g 承重砝码，直到瓷砖发生下滑，下滑发生前施加砝码的最大重量则为所测试的瓷砖胶滑移时的最大承受重量。通过以上2 种方法对瓷砖胶抗滑移性能进行评价，比较2 种方法的可行性与优缺点。
按所优选的评价指标，分析瓷砖胶抗滑移性能影响因素。基准配合比如表3 所示。保持水泥与河砂的总量不变，分别调整水泥用量及改变水泥中高铝水泥用量，分析胶凝材料对瓷砖胶抗滑移性能的影响；调整乳胶粉、纤维素醚品种与掺量，并外掺不同用量的淀粉醚，研究聚合物对瓷砖胶抗滑移性能的影响规律；将河砂筛分成0~0.15 mm、0.15~0.3 mm、0.3~0.6mm 3 种级配颗粒，分别调整0.3 mm 以上、0.15 mm 以下粗细级配的比例含量，分析骨料级配对瓷砖胶抗滑移性能的影响规律。
按照JC/T 547—2005 制备相应的试样；浆体触变性采用测试浆体触变环的方法进行，旋转黏度计测试剪切速率由0增大至100 s-1，然后又由100 s-1 降为0 的过程中形成的触变环面积。
2 结果与分析
2.1 评价方法对瓷砖胶抗滑移结果的影响分析
分别按方法Ⅰ、方法Ⅱ评价轻砖瓷砖胶、重砖瓷砖胶的抗滑移性能，试验主要过程如图1 所示。
在图1（a）中，采用JC/T 547—2005 规定的方法进行测试（方法Ⅰ），2 种瓷砖胶粘贴的瓷砖均未发生下滑，滑移量均为0，因此该方法并不能对这2 种瓷砖胶的抗滑移性能进行区分；而在图1（b）中，通过逐渐增加砝码的重量可使瓷砖发生下滑，测得轻砖与重砖的滑移前最大承受重量分别为600 g与900 g，该方法不仅可对瓷砖胶的抗滑移性能进行区分，还能定量地加以表征。
可见，根据JC/T 547—2005 规定的“滑移距离”的评价指标，仅适合于抗滑移性能相差较大的产品比较，而对抗滑移性能接近的瓷砖胶不能完全准确评价。其主要原因在于采用瓷砖的质量恒定，对瓷砖胶浆体的粘结力较不敏感，实用性较差。随着现代瓷砖大型化及致密化的发展需求，施工中对瓷砖胶的抗滑移性能要求越来越高，亟需一种更加科学的评价指标。试验结果表明，同样的2 种材料，按照方法Ⅱ中采用的实验方法及“最大承受重量”的指标进行对比后可有效地进行评价，同时还具有操作简单、快速方便的优点。
2.2 胶凝材料对瓷砖胶抗滑移性能的影响
按表3 配合比，保持水泥与河砂的总量不变，调整普硅水泥用量分别为30%、40%、50%、60%，分析其对瓷砖胶抗滑移性能的影响，结果见图2（a）；在表3 配合比中，保持水泥总量（360 kg）不变，分别掺入10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的高铝水泥，分析胶凝材料中高铝水泥用量对瓷砖胶抗滑移性能的影响规律，结果如图2（b）所示。
从图2（a）可以看出，随着普硅水泥用量的增加，灰砂比的增大，瓷砖胶滑移最大承受重量先增大后降低，当水泥用量为水泥河砂总量的40%，即灰砂比为2∶3 时，瓷砖胶的抗滑移性能最优。图2（b）中，随着高铝水泥用量的增加，瓷砖胶的滑移最大承受重量逐渐增大，当掺量为60%时，与基准组相比，约提高了40%；但当掺量再提高时，其增加幅度变缓。
当水泥用量较低时，水泥浆体数量不足，浆体的黏度较小，对瓷砖的粘结力较弱；如果一直增加水泥用量，不仅会降低骨料的骨架支撑作用，还增大了浆体的富余量，使得抗滑移性能降低。因此，水泥浆体需匹配砂子间空隙率和总表面积才可为产品提供合适的骨架支撑力及浆体粘结力。铝酸盐水泥属于快硬体系，与普通硅酸盐水泥搭配使用时会使体系的凝结时间发生改变，增加了上墙后的浆体的屈服应力，进而增强了产品的抗滑移能力。
2.3 聚合物对瓷砖胶抗滑移性能的影响
按表3 基准配合比，分别调整乳胶粉掺量、纤维素醚品种及掺量，外掺不同用量的淀粉醚，研究各聚合物对瓷砖胶抗滑移性能的影响规律，结果见图3～图5。
从图3 可以看出，当乳胶粉掺量从0 增加至4%时，其滑移最大承受重量增长幅度均较小，仅为100~150 g。从图4 可见，对不同粘度纤维素醚，随着掺量的增大，瓷砖胶的最大承受重量逐渐增大，粘度在75 Pa·s 以上时，抗滑移承受力增长幅度达到了60%~70%，且相同掺量时，随着纤维素醚粘度增加，瓷砖胶抗滑移性能逐渐增强。从图5 可见，掺入淀粉醚后，对瓷砖胶的抗滑移性能明显改善，当淀粉醚掺量为0.09%时，瓷砖胶的最大承受重量比基准组约提高了80%。对比这2 组浆体的流变结果（见图6）可以看出，淀粉醚掺入后，显著增大了浆体的触变环，改善了新拌浆体的触变性能，有利于增加浆体的抗滑移能力。
2.4 骨料对瓷砖胶抗滑移性能的影响
按表3 配合比，保持骨料用量不变，首先固定0.30~0.60mm 颗粒含量为10%，调节0~0.15 mm 颗粒的含量；再固定0~0.15 mm 含量为10%，调节0.30~0.60 mm 级配的颗粒比例，分析骨料中粗、细颗粒的含量对瓷砖胶抗滑移性能的影响，结果如表4 所示。
从表4 可以看出，当0.30~0.60 mm 颗粒含量固定，不掺加0.15 mm 以下颗粒时，其最大承受重量仅为100 g，而随着0.15 mm 以下细颗粒含量的增加，瓷砖胶的抗滑移承受重量先增加后降低，当0~0.15 mm 含量为10%时，该组浆体的最大承受重量为550 g，抗滑移性能达到最强；固定0.15 mm 以下颗粒含量为10%，随着0.3~0.6 mm 区间粗颗粒比例增加，瓷砖胶的抗滑移承受重量呈现逐渐增大的趋势，当其含量为15%时，其抗滑移承受重量达600 g，再继续增加粗颗粒含量至20%后，其抗滑移承受能力并未继续增强。
当砂子的粗颗粒含量或细颗粒含量过高时，使骨料的空隙率增大，颗粒界面之间所需的水泥浆也随之增加，造成了粘结、包裹砂子颗粒之间空隙的水泥浆少，使得细集料颗粒之间缺少粘结物质，降低了颗粒间的粘结性能，抗滑移性能也会受到影响。因此，调节骨料中粗、细颗粒含量至适当比例，对瓷砖胶的抗滑移性能提高有显著效果。
3 结论
（1）采用滑移最大承受重量的指标可有效对瓷砖胶的抗滑移性能进行定量评价，具有结果准确、操作简单、方便快速的优点。
（2）选用适当的灰砂比、在水泥掺入适量的高铝水泥均有利于提高瓷砖胶的抗滑移性能，但掺量过高时均对抗滑移性能不利。
（3）纤维素醚与淀粉醚对瓷砖胶的抗滑移性能提升效果更优于胶粉，淀粉醚的掺入显著增大了浆体的触变环，改善了新拌浆体的触变性能。
（4）调整骨料中0~0.15 mm、0.3~0.6 mm 的颗粒含量，是调节瓷砖胶抗滑移性能的有效方式。
