摘要:本文研究了水泥、乳膠粉、纖維素醚、憎水劑、聚羧酸減水劑對瓷磚膠粘劑性能的影響。試驗結果表明，隨著水泥用量增加，瓷磚膠的耐水性能增強，耐熱性能衰減；不同Tg值的膠粉對瓷磚膠原強、浸水、耐老化性能影響各不相同；憎水劑并不能改善耐水強度，甚至會導致耐水強度降低；聚羧酸減水劑可顯著提高瓷磚膠各方面的粘結性能。  

1  前言

瓷磚膠粘劑具有良好的粘結強度、耐水性、抗凍性、耐老化性及抗垂掛等施工性能，廣泛用于大理石、玻化磚/微晶磚等低吸水率裝飾材料的粘貼，適用于內外墻面、地面、浴室、廚房等環境中。在實際應用中，瓷磚膠經常出現空鼓、剝落等現象，為了進一步優化瓷磚膠配方，解決瓷磚空鼓、掉落等問題，本次試驗針對水泥及添加劑對瓷磚膠粘結性能的影響進行了探究。

2  試驗

2.1 原材料

盤固P.O42.5；重鈣粉，300-400目；河砂，30-100目；可再分散乳膠粉，ZJ-7015(Tg值 = 18℃)，ZJ-6017(Tg值 =16℃)，ZJ-6015(Tg值 = 8℃)，ZJ-6034(Tg值 = -10℃)，江蘇兆佳建材科技有限公司生產；丁苯膠粉，市售；纖維素醚（100000mPa.s，60000mPa.s，40000mPa.s ，A廠家生產），（ 60000mPa.s， B廠家生產）；憎水劑，A廠家、B廠家生產；聚羧酸高性能減水劑，ZJ-PC8020，江蘇兆佳建材科技有限公司生產。

2.2 試驗儀器

砂漿攪拌機，LBY拉拔儀，烘箱，空氣凍融箱。

2.3 試件的制備及養護條件

執行JC/ T 547-2017陶瓷磚膠粘劑。

3 試驗結果及分析

3.1 水泥用量對瓷磚膠粘結性能的影響

水泥作為瓷磚膠中不可缺少的原材料，是瓷磚膠強度的主要來源，其摻量對瓷磚膠性能有著較大的影響。結合實際應用，本次試驗測試了不同水泥用量在瓷磚膠中的性能對比，其中ZJ-6015膠粉摻量為1.5%，纖維素醚摻量為0.3%，結果如圖1所示。

圖1 水泥用量對瓷磚膠粘結性能的影響

從圖1可以得出，隨著水泥用量增加，瓷磚膠粘劑浸水后的拉伸粘結強度呈增加趨勢，當水泥用量達到程度后，瓷磚膠浸水粘結強度不再增長，其原因是瓷磚膠主要通過機械錨固及膠粉分子間范德華力粘結瓷磚，隨著水泥摻量增加，界面處膠凝材料與瓷磚接觸面積增大，因此標準粘結強度與浸水粘結強度出現增長趨勢，但隨著水泥摻量進一步增加，瓷磚膠收縮顯著增大，界面收縮剪切應力增加，導致標準粘結強度和耐水粘結強度增長幅度變小，甚至出現強度降低趨勢；但在瓷磚膠熱老化粘結性能方面，由于在膠粉用量不變的情況下，水泥用量增加，導致瓷磚膠柔韌性降低，高溫狀態下抗形變能力相應變差，即體現為熱老化粘結強度持續下降^[1]。綜合考慮原強，浸水，熱老化三方面，推薦水泥用量在35%-40%之間。

3.2 膠粉種類對瓷磚膠粘結性能的影響

乳膠粉可顯著改善體系的柔韌性，其對瓷磚膠粘劑各方面性能改善非常明顯^[2]，可增加與光滑界面粘結強度、提高抗開裂性能、抗凍融等。可再分散乳膠粉種類可分為聚醋酸乙烯-乙烯共聚物、純丙烯酸、苯丙膠粉及丁苯膠粉等，本次試驗選用的是江蘇兆佳建材科技有限公司生產的VAE膠粉，以及市售的丁苯膠粉，膠粉摻量為2%,纖維素醚摻量為0.3%，試驗結果見圖2。

圖2 膠粉種類對瓷磚膠粘結性能的影響

從圖2可以得出，高Tg值的剛性膠粉ZJ-7015和6017均具有較高的標準粘結強度，同時有不錯的耐水耐老化性能，其中ZJ-6017的耐水及耐老化性能更優；ZJ-6015的Tg中值在8℃，乙烯含量更高，因此熱老化性能更優；ZJ-6034作為一款低Tg值的高柔性膠粉，適用于極端低溫養護環境，具有優異的抗形變能力，其耐水、耐老化強度與標準粘結強度落差低，但由于標準粘結強度略低，適合膠粉高摻量體系；丁苯膠粉改性的瓷磚膠除耐水性外，標準粘結強度和耐老化粘結強度均較低。

3.3 纖維素醚對瓷磚膠粘結性能的影響

纖維素醚作為保水劑，對瓷磚膠的保水性、施工性極為重要，其品質直接影響瓷磚膠的粘結性能，本次試驗分別對比了不同粘度，不同摻量及不同廠家纖維素醚對瓷磚膠性能的影響，其中ZJ-7015膠粉摻量為1%，結果如圖3、圖4所示。

圖3 纖維素醚摻量對瓷磚膠粘結性能影響

從圖3可以得出，隨著100000mPa.s纖維素醚用量增加，瓷磚膠粘劑浸水粘結強度呈降低趨勢，熱老化粘結強度呈增大趨勢，標準粘結強度先增加后降低。這是因為纖維素醚具有引氣作用，隨著用量增加，砂漿含氣量顯著增加，體系連通孔數量增加，水分更容易進入粘結劑與瓷磚的界面，對分子間范德華力破壞更嚴重，造成浸水粘結強度下降；同時，由于體系孔隙率增加，瓷磚膠應對高溫下的應力變化能力增強，因而表現為熱老化粘結強度增加；同時，纖維素醚具有保水作用，其用量增加，水分更不容易揮發，水泥水化更充分，當其用量達到量時，水泥基本達到充分水化，強度基本保持不變，此時，再增加纖維素醚摻量，則會降低密實度，影響強度，因而表現為隨著纖維素醚產量增加，瓷磚膠的標準粘結強度先增加后降低。綜合以上三個方面及成本，推薦100000mPa.s纖維素醚摻量為0.3%。

圖4 纖維素醚種類及粘度對瓷磚膠粘結性能影響

從圖4可以得出，纖維素醚摻量在0.3%時，使用60000mPa.s纖維素醚各方面粘結強度優。原因是60000mPa.s纖維素醚相對于40000mPa.s纖維素醚其粘度更高，因而保水能力更強，水泥得以充分水化，強度發展得更好，因而表現為標準粘結強度更高^[3]；同時，高粘度的纖維素醚引氣量更大，體系致密度降低，使得高溫下應力對體系的破壞程度降低，因而熱老化粘結強度也較高；中等粘度的60000mPa.s纖維素醚可引入適量的封閉孔，有利于阻止水份侵蝕，因而表現浸水粘結強度更高。而高粘度的100000mPa.s纖維素醚，其保水性與60000mPa.s接近，但引氣量更大，連通孔增多，而且纖維素醚的粘度越高，其緩凝作用越強烈，粘結界面的水泥水化進程受到抑制，導致浸水粘結強度下降，因而其各方面性能均有較大程度的下降^[4]。因此，瓷磚膠推薦使用60000mPa.s的纖維素醚。另外，同一粘度的纖維素醚，不同廠家的產品對瓷磚膠性能的影響也存在差異，具體跟纖維素醚的分子量集中度、含鹽量、取代度等有關系，本次試驗顯示B廠家纖維素醚性能明顯優于A廠家的纖維素醚。

3.4 憎水劑對瓷磚膠浸水粘結性能的影響

瓷磚膠浸水后，粘結強度會出現衰減，其原因主要是VAE膠粉浸水后會發生溶脹，聚合物改性效果降低，本實驗主要研究憎水劑對其粘結性能的影響，其中ZJ-6017膠粉摻量為1.5%,纖維素醚摻量為0.3%，具體試驗結果見圖5,6。

圖5 憎水劑對瓷磚膠粘結性能的影響

圖6 憎水劑對瓷磚膠濕密度的影響

從圖5,6可以得出，摻入憎水劑并不能改善瓷磚膠的浸水粘結強度，相反會降低。原因是憎水劑作為一種表面活性劑，具有較強的引氣作用，會降低體系的致密度，即降低界面接觸面積；另一方面，界面處的憎水薄膜也會影響水泥水化進程，導致浸水粘結強度下降。

3.5 聚羧酸減水劑對瓷磚膠粘結性能的影響

聚羧酸減水劑用于砂漿中可改善和易性、力學性能等。本次試驗選擇江蘇兆佳建材科技有限公司生產的聚羧酸高性能減水劑ZJ-PC8020，其中ZJ-7015膠粉摻量為3%，纖維素醚摻量為0.3%，研究其摻量對瓷磚膠粘結強度的影響，結果見圖7。

圖7 ZJ-PC8020摻量對瓷磚膠粘結性能的影響

從圖7可以得出，隨著ZJ-PC8020用量的增加，瓷磚膠標準粘結強度，浸水粘結強度，熱老化粘結強度，凍融粘結強度都明顯增加。其原因是ZJ-PC8020減水劑作為一種表面活性劑，具有引氣作用，使粘結劑孔隙率增大，密實度降低，柔韌性增加，高溫狀態下應力的變化對粘結性能影響降低，從而提高熱老化粘結強度。另外由于引入大量亞微觀的無害封閉孔，阻止了水分子到粘結劑與瓷磚之間的界面中，降低了水對粘結強度性能破壞，而且，降低用水量可增加瓷磚膠致密性，加快瓷磚膠早期水化進程，使得瓷磚膠浸水后的拉伸粘結強度得到明顯提高。同時由于微引氣效應及減水致密效應，可以有效阻止水侵蝕，提高抗形變能力，明顯改善凍融粘結強度^[5]。但減水劑摻量過高時，聚羧酸減水劑的緩凝作用增強，體現為強度出現降低。綜合成本及各方面性能，推薦ZJ-PC8020的摻量為膠凝材料的0.15%-0.3%。

4 結論

（1）隨著水泥摻量增加，瓷磚膠熱老化粘結強度降低，浸水粘結強度提高。

（2）剛性膠粉中ZJ-7015的標準粘結強度優，ZJ-6017次之，其中ZJ-6017具有較好的耐水耐熱性能；ZJ-6015具有更好的耐熱性能，ZJ-6034是一款低Tg的值高柔性膠粉，成膜溫度較低，適用于低溫施工環境；丁苯膠粉對標準粘結強度及耐老化性能改善不明顯，但可提高耐水粘結強度。

（3）60000mPa.s粘度的纖維素醚有利于提高熱老化性能，適合用于瓷磚膠中，佳摻量為0.3%-0.4%。

（4）憎水劑不能提高瓷磚膠浸水粘結強度，甚至會降低強度。

（5）ZJ-PC8020減水劑可以明顯提高瓷磚膠各方面性能，尤其是浸水凍融強度。

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