各组分对瓷砖胶拉伸胶粘强度影响研究

王恒煜，张军，杨洪涛，陈志远

（安徽朗凯奇建材有限公司，安徽 合肥　230000）

各组分对瓷砖胶拉伸胶粘强度影响研究

王恒煜，张军，杨洪涛，陈志远

（安徽朗凯奇建材有限公司，安徽 合肥230000）

通过试验考察了水泥、可再分散乳胶粉、纤维素醚、早强剂等原材料组分在不同养护条件下对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响，合理控制各组分的添加量，可提高瓷砖胶的浸水后拉伸胶粘强度和热老化后拉伸胶粘强度，以制备性能良好的瓷砖胶产品。

瓷砖胶；原材料组分；拉伸胶粘强度；养护条件

0　前言

随着建筑行业的飞速发展，建筑装饰材料也在不断更新，不同种类的瓷砖胶粘剂产品也应运而生，以此解决建筑中瓷砖铺设的各种难题。中国瓷砖的产销量位居全球第一，2000年以后瓷砖的产量逐年上升，2014年全国建筑卫生陶瓷产量102.3亿m2，同比2013年的96.9亿m2增长5.57%。同时，瓷砖本身的质地也在不断更新，具有以下特点：（1）瓷砖的规格种类越来越多、尺寸越来越大，由传统的150 mm×150 mm和200 mm×300 mm的瓷砖已发展到600 mm×600 mm和800 mm×800 mm的瓷砖，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；（2）质量逐步提高，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；（3）瓷砖的吸水率越来越低，瓷砖的背面越来越密实光滑，粘结难度增大［1-2］。

鉴于此，就需要相应地提高瓷砖粘结剂的品质，扩大瓷砖胶的应用范围，最大程度满足消费者的特定要求。本文通过实验，主要研究水泥、可再分散乳胶粉、纤维素醚、外加助剂等原材料组分在不同养护条件下对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响，从而更加合理地控制瓷砖粘结剂各组分的种类及添加量，提高瓷砖胶在浸水处理后及热老化处理后的拉伸胶粘强度，以制备相应的瓷砖胶产品。

1　试　验

1.1原材料

水泥：海螺42.5级普通硅酸盐水泥，阿尔博仙鹿产P·W 32.5白色硅酸盐水泥，其主要性能指标见表1；石英砂：40～160目；纤维素醚：国产黏度为100 Pa·s（以下简称10W）、40 Pa·s（以下简称4W）及亚什兰产LH40M甲基纤维素醚；可再分散胶粉，5010N，瓦克化学；早强剂：甲酸钙。

表1　试验用水泥的主要性能

1.2试验基础配方（见表2）

表2　瓷砖胶的基础配方

1.3试验方法

本试验主要针对瓷砖胶浸水处理后和热老化处理后的拉伸胶粘强度进行研究分析，并根据分析结果研发新型瓷砖胶粘结材料。试件的制备、养护以及性能测试方法均按照JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》的有关规定进行。瓷砖胶的养护方法见表3。

试验用瓷砖为腾达公司生产的瓷砖胶检测用标准砖，其吸水率≤0.2%，未上釉，尺寸为48 mm×48 mm，背部无燕尾槽、无脱模剂。

表3　瓷砖胶的养护方法

2　结果与讨论

2.1水泥种类及用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

按基础配方，固定可再分散乳胶粉用量为粉料总质量的3%，纤维素醚使用亚什兰LH40M甲基纤维素醚，早强剂甲酸钙用量控制在0.4%，水泥用量分别占粉料质量的30%、35%、40%、45%及50%。P·O42.5水泥用量对瓷砖胶粘结性能的影响见图1，水泥种类及用量对瓷砖胶拉伸胶粘原强度的影响见图2。

图1　水泥用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

由图1可见：在标养条件下，拉伸胶粘原强度随着水泥用量的增大而提高，最终处于相对平稳的状态。当水泥用量达到45%左右时，瓷砖胶浸水后的拉伸胶粘强度不再提高，瓷砖胶与瓷砖之间的结合力主要是机械锚固和分子间范德华力的物理吸附作用，由于测试用瓷砖的吸水率极低（小于0.2%），所以主要是物理吸附作用，当水泥用量达到一定水平后，拉伸胶粘强度不再明显提高［3］；在热老化处理条件下，随着水泥用量的增加，瓷砖胶的拉伸胶粘强度呈先提高后降低趋势，这是由于在胶粉用量不变的条件下，随着水泥用量的增加，聚灰比相应下降，瓷砖胶刚性增大，柔韧性变差，高温下应力变化对强度有较大影响，表现出拉伸胶粘强度的降低。

图2　水泥种类及用量对瓷砖胶拉伸胶粘原强度的影响

由图2可知，在不同水泥用量时，采用P·W32.5白水泥制备的瓷砖胶的拉伸胶粘强度要低于采用P·O42.5水泥所制备的瓷砖胶，考虑到成本核算及瓷砖胶的浸水后拉伸胶粘强度和热老化后拉伸胶粘强度要达到1.0 MPa以上，选择P·O42.5水泥，其用量控制在40%左右。

2.2可再分散乳胶粉用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

按基础配方，固定P·O42.5水泥用量为40%，纤维素醚使用亚什兰LH40M甲基纤维素醚，早强剂甲酸钙用量控制在0.4%，可再分散乳胶粉用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响见图3。

图3　可再分散乳胶粉用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

从图3可以看出，随着乳胶粉用量的增加，聚灰比增大瓷砖胶柔韧性增强，拉伸胶粘强度相应提高。高温条件下，应力变化对瓷砖胶粘结性能的影响减小，可再分散乳胶粉的添加大大提高了瓷砖胶热老化处理后的拉伸胶粘强度。浸水处理后，由于可再分散乳胶粉在瓷砖胶中所形成的聚合物膜的形态发生溶胀，从而使得聚合物膜的强度下降，导致瓷砖胶拉伸胶粘强度下降。综合考虑瓷砖胶成本，制备C1型、C2型瓷砖胶选择可再分散乳胶粉的用量分别为2%、4%。

2.3纤维素醚对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

根据参考配方，固定P·O42.5水泥用量为40%，可再分散乳胶粉用量为3%，早强剂用量为0.4%。纤维素醚可以大幅度提高瓷砖胶的保水性能，抑制水分的过快流失，使瓷砖胶有充分水分凝固，同时具有一定抗滑移和抗流挂作用。不同种类的纤维素醚对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响见图4。

图4　不同种类纤维素对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

由图4可见，采用LH40M纤维素醚的瓷砖胶拉伸胶粘强度较高，这可能是由于其自身保水性能较好；采用10W纤维素醚的瓷砖胶黏稠度较高，施工性能较差。

2.4早强剂用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

早强剂在水泥基瓷砖胶体系中起到促进水泥水化，提高早期强度的作用，根据优化后的参考配方，固定P·O42.5水泥用量为40%，可再分散乳胶粉用量为3%，LH40M纤维素醚用量为0.4%，在瓷砖胶中添加不同用量的早强剂，测试其对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响，结果见图5。

由图5可见，随着早强剂用量的增加，瓷砖胶经浸水处理后和经热老化处理后的拉伸胶粘强度均呈递增趋势，尤其在浸水处理后，早强剂用量增加对瓷砖胶的拉伸胶粘强度起到有利影响，促进了水泥水化，生成更多的水化产物，增加了瓷砖胶的整体密实度，从而提高粘结性能［4］。综合考虑成本因素，早强剂的最佳用量为0.4%。

图5　早强剂用量对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响

3　结论

（1）随水泥用量的增加，瓷砖胶浸水处理后的拉伸胶粘强度提高，热老化处理后的拉伸胶粘强度则随水泥用量的过量增加而降低，P·O42.5水泥的最佳用量为40%。

（2）可再分散乳胶粉用量的增加有利于提高瓷砖胶浸水处理后拉伸胶粘强度和热老化处理后的拉伸胶粘强度，综合考虑成本因素，其用量控制在2%～4%。

（3）纤维素醚选用中等黏度的甲基纤维素醚，施工性能良好，同时可保证瓷砖胶的综合性能达到最佳。

（4）早强剂的加入有利于提高瓷砖胶的粘结性能，尤其是对提高浸水处理后的拉伸胶粘强度效果明显，可以根据生产实际需要酌情添加。

［1］Zubriggen R，Jenni A，Herwegh M，et al.可再分散聚合物粉末改性瓷砖胶微的结构及其与宏观性能的联系［J］.新型建筑材料，2007（7）：11-13.

［2］李晓峰，滕朝辉.可再分散乳胶粉对瓷砖胶性能的影响研究［J］.中国胶黏剂，2009（18）：39-41.

［3］李玉海.水泥量及标准砖状态对瓷砖胶拉拔强度的影响［J］.新型建筑材料，2009（3）：21-22.

［4］雷文晗，罗晓良，蒋青青，等.水泥基瓷砖胶粘剂试验性能研究［J］.墙材革新与建筑节能，2013（11）：65-67.

Study on the influence of each component on CTA tensile adhesion strength

WANG Hengyu，ZHANG Jun，YANG Hongtao，CHEN Zhiyuan
（Anhui Lencaqi Building Material Co.Ltd.，Hefei 230000，Anhui，China）

Influence of cement，re-dispersible polymer powder，cellulose ether，early strength agent on the ceramic tile tensile adhesion strength under different curing conditions was investigated by tests.Tensile adhesion strength of ceramic tile after soaking and heat aging can be improved by reasonable control of each component amount.In this way，ceramic tile adhesive products of good properties can be prepared.

ceramic tile adhesive，raw material component，tensile adhesion strength，curing conditions

TU58+1.3

A

1001-702X（2015）10-0014-03

2015-03-20；

2014-05-04

王恒煜，男，1985年生，安徽合肥人，硕士，工程师，主要从事干粉砂浆产品的研究。