外墙保温瓷砖粘合剂的制备方法与施工工艺

单连杰

摘 要： 外墙保温瓷砖的应用条件不同于坚固的混凝土底层，在施工过程中经常需要使用一定的瓷砖粘合剂。相应的粘合剂应当具备良好的性能，以提高与基层的相容性，且具有粘接强度高、耐水、耐冻融、耐老化性能好及施工方便等性能。研究尝试制备一种低成本、 施工简单、环保节能的建筑外墙保温瓷砖粘合剂。经测试发现，所制备的粘合剂耐水、耐冻融、耐老化性能好，具有优良的柔韧性能，粘接强度高，硬化时间快，并可有效避免饰面砖泛碱的情况发生，可以达到标准的要求，具备良好的性能。

关键词： 外墙保温瓷砖；粘合剂制备；施工工艺

中图分类号： TQ437+.1

文献标志码： A  文章编号： 1001-5922（2023）08-0031-04

Preparation and construction technology of adhesive for building exterior wall thermal insulation tiles

 SHAN Lianjie

（Nanchangyi Real Estate Industry Development Service Center，Changyi 261300，Shandong China）

Abstract： The application conditions of exterior wall thermal insulation tiles are different from the solid concrete bottom，and they often need to be treated as a certain ceramic tile adhesive in the construction process.The corresponding adhesive shall have good performance to improve the compatibility with the base course，and have high bonding strength，water resistance，freeze-thaw resistance，good aging resistance and easy construction.In this paper，we try to prepare a low-cost，simple construction，environmental protection and energy saving adhesive for building exterior wall thermal insulation tiles.The test shows that the prepared adhesive has good water resistance，freeze-thaw resistance，aging resistance，excellent flexibility，high bonding strength，fast hardening time，and can effectively avoid the occurrence of alkali efflorescence of facing bricks.It can meet the requirements of the standard and has good performance.

Key words： exterior wall thermal insulation tiles; preparation of adhesives;construction technology

墻体是建筑保温的第一道防线，毕竟在建筑外墙维护结构中，墙体所占比重较大[1]。对建筑物外墙进行保温处理，能够达到降低建筑能耗、改善居住环境等目的[2]。

1 外墙保温瓷砖粘合剂

在使用瓷砖覆盖建筑物表面时，需要要将瓷砖粘接在墙面上。瓷砖粘合剂是粘贴瓷砖的水泥基粘接材料，亦成为瓷砖胶，是建筑及装饰工程中最普遍使用的粘接材料，可用于粘贴陶瓷砖、抛光砖以及花岗岩之类的天然石材[3]。瓷砖粘合剂是由优质高分子聚合物乳液材料与无机硅酸盐复合的产品，即由水泥、石英砂、聚合物胶结料配以多种添加剂经机械混合均匀而成[4]。瓷砖粘合剂可与多种粘接材料复合使用，形成瓷砖粘贴体系，大幅度提高瓷砖与基层的粘贴力，安全性能也可以得到大幅的提高[5]。随着技术的发展，瓷砖的材质开始多种多样，陶土，全瓷、玻化等等，瓷砖的吸水率也大不相同，传统的水泥砂浆铺贴法，已经无法满足低吸水率瓷砖的铺贴要求，这样瓷砖粘合剂就出现了[6]。通常情况下，常见的粘合剂主要特点：干粉状瓷砖粘合剂为单组分，在现场加水搅拌即可使用，施工方便，  为固体废弃物的综合利用开辟了一条新的途径。

2 外墙保温瓷砖粘合剂的制备方法

2.1 粘合剂制备原料

建筑外墙保温瓷砖粘合剂由一定的无机掺合料与外加剂组成，其中无机掺合料包含水泥、重钙、石英砂、羟丙基甲基纤维素、胶粉、胶粉优化素和砂浆优化剂等多种类型的原料。

可供选择的水泥的种类繁多，如硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥等[7]。在选择石英砂或者其他一些原料的时候，也可以结合实际情况，选择合适的材料类型。在制备粘合剂的时候，无机掺合料可以设置为包含不同质量份数的原料，不同质量份数无机掺合料配方如表1所示。

在选择水泥原料的时候，可以选用硅盐酸水泥。水泥的性能可以直接影响到整个粘合剂的流动性、强度等性能。425硅盐酸水泥色彩深灰、美观；早期强度高；耐磨性、耐久性、和易性、外加剂适应性、 抗冻性、抗渗性等性能好，适用范围主要用于路桥、高层建筑、 商品混凝土以及项目工程[8]。石英砂是瓷砖粘合剂的重要组成部分，作为细骨料在砂浆中占到很大的比例，砂的质量、含水量、颗粒级配等特性也能够影响砂浆的工作性能[9]。羟丙基甲基纤维素的黏度单位为40 000～100 000 MPa·s， 羟丙基甲基纤维素溶于水及大多数极性有机溶剂和适当比例的乙醇/水、丙醇/水、二氯乙烷等，在乙醚、丙酮、 无水乙醇不溶，在冷水中溶胀成澄清或微浊的胶体溶液。建筑领域中，羟丙基甲基纤维素可以在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材作为粘合剂，提高涂抹性和延长可操作时间[10]。重钙指的是重质碳酸钙，是由方解石、大理石等矿物通过机械粉碎制成的碳酸钙粉状材料[11]。胶粉大多使用可再分散乳胶粉，主要是由聚合物树脂、添加剂、保护胶体和抗结块剂组成[12]。

2.2 粘合剂制备方法

在对粘合剂进行制备的过程中，参考上述配方，结合建筑外墙保温瓷砖粘合施工的现实情况与需求，设定相应的原料配方，如表2所示。

另外，称取高效减水剂38份。按照表2中的配方，准确称取组成无机掺合料的相关原料。将所称取的水泥、重钙、石英砂、羟丙基甲基纤维素、砂浆优化剂等原料分别使用烘干机进行预先烘干处理，烘干时间要达到24 h以上。烘干完毕对原料进行自然冷却，至室温水平。按照所称取的无机掺合料的重量，称取0.35%～0.45%的外加剂将已经冷却至室温状态的水泥、重钙、羟丙基甲基纤维素、胶粉优化素等原料添加到搅拌机中进行搅拌。搅拌过程中首先将转速设定为10～30 r/min，进行120 s的搅拌。之后，将转速调整为60～80 r/min，搅拌60 s；停顿60 s后，转速依然按60～80 r/min，继续搅拌60 s。然后调整转速为10～30 r/min，继续搅拌120 s后停顿。将搅拌混合完毕的无机掺合料取出，进行加热处理，将温度加热至40～50 ℃后，再次进行搅拌。将无机掺合料加入搅拌机中，转速设定为10～30 r/min，搅拌时间设定为120 s。在搅拌过程中，将外加剂缓慢添加到无机掺合料中，并于120 s内添加完毕。之后，将搅拌转速设定为60～80 r/min，搅拌60 s；停顿60 s后继续搅拌60 s停顿，之后将转速设定为10～30 r/min，继续搅拌120 s。搅拌完毕后，将粘合剂取出，置于干燥密封的容器中，妥善保存备用。

2.3 粘合剂性能测试

2.3.1 测试用瓷砖的制备

选取一块市面上常见的规格为（600×600）mm瓷砖，制作粘合剂性能测试用瓷砖。对所选择的瓷砖进行切割，将其切割为大小为（10×10）mm的试样。最终制备试样的吸水率在0.10%以内，满足测试的需求。瓷砖切割完毕后，对试样进行擦拭，彻底清理试样表面的水分或者灰尘，妥善放置备用。

2.3.2 粘合剂应用

按照上一步骤中的方式，将所制备好的粘合剂均匀的涂覆在已经切割好的瓷砖试样上，适量进行涂抹，粘合剂涂抹的厚度控制为4 mm左右。粘合剂涂抹完毕后，将试样置于室内条件下进行养护，养护时间为28 d。

2.3.3 浸水、热循环、冻融循环处理

经过28 d的养护之后，对试样进行不同的处理，包括浸水、热循环、冻融循环处理。

（1）浸水处理。在浸水处理测试中，将样品全部淹没在水中，保持7 d时间。之后将试样取出，将试样表面的水分擦拭干净之后，将其置于烘箱中进行干燥处理。干燥过程中烘箱的温度设定为50 ℃，干燥时间设定为28 h；

（2）热循环处理。热循环处理过程中，首先将完成28 d养护的试样置于烘箱中进行干燥处理，干燥过程中烘箱的温度设定为80 ℃，干燥时间设定为4 h。之后将试样取出，置于室温环境下进行自然冷却。待试样的温度下降到室温水平之后，继续将其放置于烘箱中进行干燥处理。干燥过程中烘箱的温度设定为80 ℃，干燥时间设定为4 h。干燥完毕后取出，继续按照上述方式进行处理，连续进行5次循环处理；

（3）冻融循环处理。冻融循环处理过程中，将养护后的试样置于冰箱中进行处理，温度设置为-18 ℃，处理时间设定为4 h。之后自然升温，待温度达到室温水平之后，继续置于-18 ℃条件下进行处理，处理时间设定为4 h。按照上述方式，进行5次循环处理[13]。

2.3.4 样品测试采用拉拔仪对试样进行测试，测试所制备粘合剂的各项性能。具体测试过程：在粘合剂表面切出一个圆圈，需要彻底切开，切割深度应当深入到瓷砖的表面。将拉拔仪的拉拔圆盘用固定在切开的圆圈粘合剂表面，用云石胶进行固定，保持良好的固定状态。之后，将样品置于烘箱中进行固化处理，处理过程中烘箱的温度设定为50 ℃，固化的时间设定为10 min。這一过程中，记录相关的测试指标检测结果，包括耐水性与耐温性以及剪切强度等，记录具体测试数据结果。另外，测试样品的线收缩率。测试过程中对室内环境条件进行一定的设置，室内相对湿度设置为（50±5）%，室内温度设置为20 ℃。在上述室内环境条件下，制备瓷砖试样后，涂抹适量的粘合剂，并对瓷砖试样进行自然养护。分别对养护1、7、14、21 d  的试样长度进行准确的测量。将测量所得结果与养护前的试样长度测量结果进行对比，计算出差值，并计算不同时间的收缩值，得出具体的线收缩率。

2.3.5 测试结果

完成上述步骤之后，获得最终的测试结果，结果包括粘合剂的耐水性、耐温性、剪切强度、耐冻融性以及线收缩率，具体的测试结果如表3所示。

将上表中不同指标的测试结果与标准要求性能指标进行比较，对比测试结果与相关性能指标标准要求可以发现，此次所制备的粘合剂在耐水性、耐温性、剪切强度、耐冻融性以及线收缩率方面的测试结果均满足标准要求，具备良好的性能，可以应用于实际施工之中。

3 外墙保温瓷砖粘合剂的施工工艺

3.1 墙面处理

在实际施工之前，需要进行保温瓷砖粘贴施工的基层墙体应当干净、坚实、干燥，找平层与墙体之间应当保持牢固的粘合状态。在瓷砖粘贴施工之前，对于存在脱层、空鼓、裂缝等情况的墙面，及时进行必要的处理。同时，相应的墙面平整度也应达到普通的抹灰标准，一般情况下，墙面的平整度需要达到3 mm以上。 在具体的粘合施工过程中，瓷砖粘合剂的厚度适宜控制在3～8 mm的内，粘贴的厚度应当不超过8 mm。

3.2 粘合剂混合

完成外墙面的处理之后，需要对施工中所使用的粘合剂进行混合处理。通常情况下，可以按照1 L水兑4 kg粘合剂的比例实施混合。使用电动搅排器对混合物进行搅拌。完成粘合剂与水的搅拌后，可以获得一定的浆状粘合剂。为了确保所制备粘合剂的应用效果，还需要严格按照配方说明中各项原料的比例进行搅拌，避免出现粘合剂太稠或太稀的情况，以达到良好的施工与粘贴效果[14]。这一过程中，还需要施工人员严格按照配方标准进行相关原材料的添加，不可随意调整水泥、沙、胶粉等原料的配比，以免破坏原配方的配比，造成粘合剂失效或达不到原始粘贴效果。在使用所混合粘合剂进行瓷砖粘贴施工的时候，需要使用专用的刮板将搅拌所得浆状粘合剂均匀的满铺整个基面墙体，涂抹的厚度适宜控制在3～5 mm的范围之内[15]。

3.3 瓷砖粘合施工

具体的施工过程中，还需针对不同建筑外墙保温施工设计方案，结合所使用保温瓷砖的大小，选用适宜齿深的板子。可以使用利板有齿形的一边，通过直线或者S形方式，在基面上拉出条纹状态。这一过程中，需要注意提高施工操作水平，刮板的平面与基层的平面之间应当保持适宜的角度，一般需要控制在45°～60°。对于需要进行粘合的保温瓷砖，可以在适当清洁之后直接进行施工，不需要事先进行浸水处理。施工过程中，按照设计方案，使用粘合剂对相应的瓷砖按照顺序排列粘贴在墙面，保持牢固、平实的状态即可[16]。在施工过程中还应当注意保持科学的施工效率和进度，对于前一步骤中所搅拌好粘合剂，为保持良好的粘贴性能，保障粘合效果，通常应当在混合后的4 h内使用完毕。还应当注意每30 min对粘合剂进行1次搅拌。如果混合好的粘合剂防治时间过长，或者已经发生的固化现象，则不可再应用于实际施工之中，应当及时丢弃，并重新按照规定进行混合和使用。在使用粘合剂完成保温瓷砖的粘贴之后，15 min之后不可再对瓷砖进行挪动。

4 结语

本次研究所制备的粘合剂具有粘接强度高，不返碱，耐老化以及耐水等特点。施工工艺十分简单，快捷，有利于提高施工效率。具备很高的工程施工应用可行性。使用之后，瓷砖的整体粘贴效果理想，经过一段时间的观察，未出现瓷砖脱落的情况。另外，该粘合剂的制作成本较低，粘合质量高，施工应用效果理想。

【参考文献】

［1］   路希鑫，钱浩，王申杰，等.外墙无机纤维真空保温板智慧化施工技术[J].新型建筑材料，2021，48（7）：30-33.

[2] 李永生，宿玉胜，刘大彬，等.既有居住建筑节能改造瓷砖外墙处理分析[J].新型建筑材料，2020，47（6）：110-113.

[3] 罗建光，李玉海.水泥基陶瓷砖胶粘剂在水养护过程中拉拔强度变化趋势浅析[J].建材发展导向（下），2022，20（4）：1-3.

[4] 谢正奋，杨瑞环，张烁，等.陶瓷砖胶粘剂放射性测量不确定度分析研究[J].广东建材，2022，38（7）：30-33.

[5] 冉东升.环境因素对瓷砖胶粘结性能的影响[J].陶瓷，2020（10）：50-53.

[6]  黄雨辰，张永明.瓷砖粘结体系中聚合物水泥防水涂膜的性能研究[J].新型建筑材料，2021，48（11）：108-111.

[7] 謝汝忠.高档有釉陶瓷砖用球粘土研究[J].佛山陶瓷，2020，30（12）：9-11.

[8] 许雷，陈光.干混陶瓷砖粘结砂浆增效剂的研究[J].广东建材，2020，36（3）：5-8.

[9] 张琨健.基于正交设计的陶瓷砖粘结强度影响因素分析[J].陶瓷，2021（9）：35-38.

[10]  王劭勃，张炜，姜海波，等.机制砂及其级配对水泥基瓷砖粘结剂收缩的影响分析[J].广东建材，2021，37（9）：3-5.

[11]  毕鑫磊，林涛，林宏伟.聚合物改性水泥基防水灰浆与瓷砖铺贴系统粘结性能研究[J].江西建材，2020，（12）：20-21 .

[12] 李东锋.房屋建筑外表面陶瓷砖胶粘剂的制备与性能研究[J].中国胶粘剂，2021，30（8）：50-54.

[13] 于周.废砖粉在陶瓷砖粘结砂浆中的应用研究[D].济南：山东科技大学，2020.

[14]  何俊鹏，张硕，彭方灵，等.单组分背胶在瓷砖铺贴中的作用及机理研究[J].新型建筑材料，2022，49（5）：25-28.

[15] 李文杰，高恒.加气混凝土砌块内墙饰面砖粘贴系统研究[J].新型建筑材料，2020，47（3）：93-95.

[16]  付毅群，廖国胜，龚瑾，等.粒化高炉矿渣粉改性瓷砖背胶的性能研究[J].新型建筑材料，2020，47（6）：59-62.