admin
瓷砖胶浸水拉伸胶粘强度影响因素的研究
杨洪涛1，翟红侠2，张军1（1.安徽朗凯奇建材有限公司，安徽合肥230000；2.安徽建筑大学，安徽合肥230000）
0 前言
随着我国经济的快速发展，不同种类的瓷砖胶粘剂产品应运而生，以此解决建筑中瓷砖铺设的各种难题。随着人们生活水平的提高，大尺寸的瓷砖越来越受到消费者亲睐，并占市场主体，为满足人们个性化的审美需求，甚至出现更大面积尺寸的瓷砖。此外瓷砖质量也逐步提高，具有抗沾污，低渗透功能的瓷砖日渐增多，普通抛光砖逐步被淘汰；瓷砖的吸水率越来越低，瓷砖背面越来越光滑，更加难以粘结。
早强剂、可再分散乳胶粉等添加剂可显著改善水泥基瓷砖胶粘剂的施工性能、力学性能及耐久性能。目前，大部分学者都主要研究添加剂对瓷砖胶粘剂原强度的影响研究，很少研究这类材料在浸水环境下，对瓷砖胶粘剂拉伸胶粘强度的影响。
为此，本文从级配砂、掺和料、早强剂、可再分散乳胶粉等方面分析对比了各因素对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响规律，以此配制出性能最优的瓷砖胶粘剂产品。
1 实验
1.1 原材料
（1）水泥：海螺P·O42.5 水泥，其主要性能指标见表1。
（2）掺和料：合肥热电厂Ⅰ级粉煤灰，密度2.4 g/cm3；级配石英砂：40～160 目。
（3）可再分散乳胶粉：乳胶粉A，醋酸乙烯/乙烯共聚物，乳胶粉B，丙烯酸酯/苯乙烯共聚物，瓦克化学；羟丙基甲基纤维素：黏度为100 Pa·s，亚什兰。
（4）早强剂：甲酸钙，市售。
1.2 试验方案及方法
瓷砖胶粘剂基础配合比如表2 所示。研究添加不同掺量的掺和料、外加剂、可再分散乳胶粉等，在浸水条件下对瓷砖胶粘剂拉伸胶粘强度的影响规律。
注：①m（级配石英砂）∶m（掺和料）＝1.0（∶ 0.2～0.6）。
试件的成型、养护和测试按照JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》进行，将标准试验砖粘结面与瓷砖胶粘剂粘结成型后，进行浸水养护，测试不同条件下，瓷砖胶粘剂的拉伸胶粘强度。
2 结果与讨论
2.1 乳胶粉对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响
可再分散乳胶粉在瓷砖胶粘剂体系中的作用越来越重要，不仅体现在整个产品质量上，还体现在后期的使用过程中。由于瓷砖胶粘剂长期受到外部环境冷热、干湿的影响，需要研究乳胶粉对瓷砖胶粘剂拉伸胶粘强度的影响，特别是浸水环境下。按表2 配方，研究不同乳胶粉及掺量对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响，结果见图1。
由图1 可以看出，随着乳胶粉掺量的增加，瓷砖胶粘剂的浸水拉伸胶粘强度明显提高。而从A 和B 两种乳胶粉对比发现，掺乳胶粉B 的胶粘剂提高幅度更大，而且整体性能明显优于掺乳胶粉A。通过分析2 种乳胶粉的构成可以发现，乳胶粉A（醋酸乙烯/乙烯共聚物）的最低成膜温度高、耐水性差、耐碱性差，所以在水泥胶浆体系中有明显的局限性；乳胶粉B（丙烯酸酯/苯乙烯共聚物）的最低成膜温度明显要低于乳胶粉A，且耐水性等性能较为优异，尤其是具有极突出的粘结强度，提高砂浆的柔性并有较长的开放时间，赋予砂浆优良的耐碱性，改善砂浆的粘合性、抗折强度、可塑性、耐磨性能和施工性。所以，在瓷砖胶粘剂体系中，可以采用丙烯酸酯/苯乙烯共聚物体系的乳胶粉来改善其耐水性能，进而提升其整体性能。
2.2 早强剂对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响
甲酸钙作为常用的早强剂，在水泥基材料中应用广泛。甲酸钙掺量对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响如图2 所示。
由图2 可以看出，在固定其它组分用量不变的条件下，随着甲酸钙掺量的增加，瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度也随之提高。当甲酸钙的用量从胶粘剂总质量的0.3%增加到0.6%时，浸水拉伸胶粘强度的增加幅度最大，继续增加甲酸钙掺量，拉伸胶粘强度增加幅度降低。说明在瓷砖胶粘剂体系中，甲酸钙的加入促进了水化早期水泥砂浆的水化，提高了砂浆体系的密实度，从而增加了其与粘结层的机械锚固力，增强了浸水后的粘结强度。
2.3 掺和料对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响
掺和料在水泥基材料中能够起到改善性能的重要作用。按表2 配方，通过调整配方体系中掺和料的添加量，研究掺和料对瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度的影响，结果如图3 所示。
由图3 可以看出，当掺和料用量从m（级配石英砂）∶m（掺和料）为1.0∶0.2 增加到1.0∶0.4 时，瓷砖胶粘剂的浸水拉伸胶粘强度提高较为明显；但当掺和料用量再增加时，则拉伸胶粘强度降低。说明在聚合物水泥基材料中，粉煤灰中含有大量的玻璃体物质，颗粒很细，其与聚合物具有协同作用。聚合物中的表面活性剂被吸附在超细粉煤灰粉体的表面，增强了其电位，而在水泥浆体中产生减水、分散、增塑、填充和均化作用，二者的复合使材料的微观结构更加均匀和致密，而降低材料的泌水功能则改善了材料内部的孔结构。同时，超细粉煤灰可以填充材料内部的缺陷和空隙，使聚合物能够充分用于包裹水泥颗粒表面，从而形成致密的胶浆体系。如果持续增加粉煤灰的掺量，会降低浆体的强度，从而破坏浆体优异的浸水拉伸胶粘强度。
所以，为了提高瓷砖胶浸水拉伸胶粘强度，应当对配方体系中各组分的配比进行优化，使各个组分达到最优，这样既能提高瓷砖胶粘剂性能又能降低生产成本。
3 结语
（1）随着乳胶粉用量的增加，瓷砖胶粘剂的浸水拉伸胶粘强度明显提高。而从乳胶粉A 和B 的对比发现，掺丙烯酸酯/苯乙烯共聚物乳胶粉B 的提高幅度更大，而且整体性能要明显优于掺醋酸乙烯/乙烯共聚物乳胶粉A。
（2）随着甲酸钙掺量的增加，瓷砖胶粘剂浸水拉伸胶粘强度也随之提高。当甲酸钙的掺量从胶粘剂总质量的0.3%增加到0.6%时，拉伸胶粘强度的增幅最大，继续增加甲酸钙用量，则拉伸胶粘强度增幅随之降低。
（3）掺和料用量从m（级配石英砂）∶m（掺和料）为1.0∶0.2增加到1.0∶0.4 时，瓷砖胶粘剂的浸水拉伸胶粘强度提高较为明显；但当掺和料掺量再增加时，则拉伸胶粘强度降低。
