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可再分散乳胶粉对瓷砖胶性能的影响研究
李晓峰1， 滕朝晖2
（1.山西省建筑科学研究院，山西太原030001；2.山西三维集团股份有限公司，山西太原030006）
0 前言
瓷砖与其它墙面材料、地面装饰材料相比，在易于清洗、护理方便及经久耐用等方面具有很大的优势，已成为现代建筑中不可缺少的建筑材料之一。随着瓷砖应用领域的不断拓宽和制造技术的快速发展，瓷砖的品质也有了极大的改进。如采用提高瓷砖密实度的方法，可满足耐磨性、抗冻性等要求。随着瓷砖品质的不断改进，传统的瓷砖粘贴工艺（如预先浸水、抹足砂浆、压紧固定和预留缝隙等），已不能满足使用要求。为此，国内外建筑材料生产企业相继推出可再分散乳胶粉改性瓷砖胶， 其目的是为了改善瓷砖胶的粘接性能、简化瓷砖粘贴的施工工艺。对比试验结果表明： 并非所有的可再分散乳胶粉都能提供理想的改性效果。另外，从实际应用角度方面来看，施工现场所使用的瓷砖胶，并不具备实验室规定的养护条件（尤其是在炎炎夏日更是如此）。国内通用的粘贴瓷砖的施工方法是：自上而下，随着粘贴固定、勾缝清理等工序的完成，逐渐拆除上面的脚手架和遮阳网。如此，粘贴后的瓷砖被完全暴露在阳光下进行暴晒，即瓷砖胶要经受高温、紫外线、温差过大和狂风暴雨等恶劣环境的循环考验。本研究使用不同类型的自制可再分散乳胶粉和聚乙烯醇（PVA）粉末，按不同比例制成瓷砖胶，在室温养护、热养护和水养护等条件下成型， 然后按照JC/T 547-2005、JG 149-2003标准进行相关性能的测定， 并根据测试结果研究可再分散乳胶粉对瓷砖胶性能的影响。
1 试验部分
1.1 试验原料
普通水泥（42.5#），工业级，太原狮头水泥厂；石英砂（0.1～0.5 mm），工业级，厦门艾思欧标准砂厂；纤维素醚（HPMC 60 Pa·s），工业级，山东肥城化学工业园区；重钙（过300 目不锈钢网筛）、甲酸钙、木纤维（4 mm），工业级，市售；聚乙烯醇（PVA）粉末A （过100 目不锈钢网筛）、可再分散乳胶粉B （VAC/E）、可再分散乳胶粉C（VAC/VV10/E），工业级，山西三维集团股份有限公司；淀粉醚（ST500），工业级，德国BEROLAN。
1.2 瓷砖胶的配方
瓷砖胶的试验配方如表1 所示， 用水量以达到适宜的操作性为准。
1.3 试验仪器
SW-2 型拉力机，北京盛世伟业试验器材厂。
1.4 性能测试
粘接强度测定，按照JC/T 547-2005 标准执行；吸水率测定，按照JG 149-2003 标准执行。
2 结果与讨论
2.1 可再分散乳胶粉对瓷砖胶粘接性能的影响按照JC/T 547-2005 标准对瓷砖胶进行拌和、成型和养护， 则不同的养护条件及可再分散乳胶粉的种类对瓷砖胶粘接强度的影响如图1 所示。
图1 养护条件及乳胶粉种类对瓷砖胶粘接性能的影响
由图1a 可知：在该养护条件下（与国内大部分地区夏季施工环境相近），当胶粉种类相同时，瓷砖胶的粘接强度随胶粉掺量的增加而增大； 当胶粉掺量相同时， 瓷砖胶的粘接强度随胶粉种类的不同而异，并由大到小依次为C＞B＞A，即含有特殊组分的胶粉对瓷砖胶的改性效果最好。加入PVA 粉末的瓷砖胶， 其粘接强度较低，改性效果较差，并且没有达到标准要求。在掺量相同的情况下， 加入含特殊组分的可再分散乳胶粉，所得改性瓷砖胶的粘接强度较高，性价比较好。由图1c 可知：在该养护条件下，水泥对瓷砖胶的粘接强度起关键作用， 胶粉掺量及组分不同对粘接强度影响较小；胶粉与PVA 粉末相比，改性效果相差悬殊。这可能是由于此时PVA 粉末已彻底水解，对粘接强度的贡献几乎为零，同时PVA 粉末随初期水泥水化反应形成的胶膜， 在水养护过程中发生溶胀，从而对水泥水化产物产生破坏应力，致使瓷砖胶的粘接强度下降[4]。三种养护方法中以室温标养28 d 最好，其次是室温标养3 d 后70 ℃热养3 d， 而室温标养14 d 后水养14 d 的养护效果最差。
2.2 改性瓷砖胶的吸水性能
干燥是瓷砖胶使用的理想条件， 但是瓷砖胶在实际应用过程中因难以避免水的影响而导致粘接牢固性下降，从而影响其使用寿命。图2 为胶粉种类及用量对瓷砖胶吸水性能的影响， 吸水量是按照JG 149-2003 标准测定的（要求样品浸水24 h、吸水量低于500 g/m2）。
由图2 可知：含胶粉C 的瓷砖胶，其吸水量最低，这是由于胶粉C 中含有憎水性组分所致；三种胶粉改性所得瓷砖胶的吸水量普遍较高， 这是由于PVA 粉末是水解性材料，胶粉B、胶粉C 在生产过程中又是以PVA 为保护胶体的，故其均表现出较高的吸水量；随着胶粉掺量的提高，样品吸水量下降，这可能是由于胶粉掺量的提高有助于毛细管形成更完整的连续膜， 从而也在一定程度上有利于降低瓷砖胶吸水率的缘故。
3 结论
（1）试验中所用胶粉、PVA 粉末均为自制产品。含有特殊组分的三元共聚物胶粉， 在各种养护条件下粘接强度较高，尤其在热养护条件下更为突出。从化学结构方面分析可知： 由于该胶粉中所含特殊组分的相对分子质量较高， 并且其特殊的化学结构对醋酸乙烯的酯基起到空间位阻效应， 即像伞一样保护着酯基，使其不再受到-OH 的攻击，故此类乳胶粉的耐水性能得到明显提高。
（2）PVA 粉末在常温条件下对粘接强度有利，但在热养护及水养护条件下则无效。其原因在于：①PVA 粉末溶解成膜后呈脆性和水溶性，既无法改善水泥的柔韧性， 也不能抵抗热养过程中所产生的温度应力，②PVA 在水泥中形成的胶膜，经二次水溶解后已失去了功效， 并产生了对水泥水化产物具有破坏作用的溶胀力。
（3）试验中各样品吸水量均大于JG 149-2003的标准要求，建议在使用过程中添加少量憎水剂，以达到吸水量低于500 g/m2 的要求。
