瓷砖胶浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度影响因素研究_赵伦.pdf

砂浆功夫Mortar Technology76CHINA CONCRETE 2023.01 NO.163引言瓷砖胶1又称陶瓷砖粘合剂或粘结剂、粘胶泥等多种叫法，是现代装饰装修的新型材料，替代了传统水泥黄沙，胶粘结力是水泥砂浆的数倍，能有效粘贴大型的瓷砖石材，避免掉砖2的风险。主要用于粘贴瓷砖、石材、陶瓷薄板等装饰材料3，广泛适用于内外墙面、地面、浴室、厨房等建筑的饰面装饰场所。其主要特点是粘结强度高、耐水、耐冻融、耐老化性能好及施工方便，是一种非常理想的粘结材料。针对瓷砖胶方面的研究，各个学者均有不同的见解。王恒煜等4通过使用水泥、可再分散乳胶粉、纤维素醚、早强剂等原材料组分研究在不同养护条件下对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响，结果得出随水泥用量的增加，瓷砖胶浸水处理后的拉伸胶粘强度提高，最佳掺量为40%；可再分散乳胶粉用量的增加有利于提高瓷砖胶浸水拉伸粘结强度，其最佳用量在2%4%之间；选用中等黏度的甲基纤维素醚，施工性能良好；早强剂的加入对于提高浸水处理后的拉伸胶粘强度效果明显。冉东升5通过调整河沙级配，在保证产品性能的基础上降低了瓷砖胶的成本。针对瓷砖胶配方方面的研究瓷砖胶浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度影响因素研究赵伦严兴李王文萍汤青青刘京会东方雨虹砂粉科技集团有限公司 北京 101307摘 要：针对瓷砖胶浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度的问题，本文通过研究水泥种类、砂子级配、胶粉种类对瓷砖胶浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度的影响，讨论了如何提高瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度。结果表明：当采用PII 42.5R水泥时，瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度均达到最大值，分别是1.78MPa和1.3MPa；当40目70目砂子与70目140目砂子的比例为1 1时，瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度均达到最大值，分别是1.4MPa和1.3MPa；当使用J6胶粉时，瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度均是最高值，分别是1.62MPa和1.6MPa。关键词：水泥种类；砂子级配；胶粉种类；瓷砖胶浸水拉伸粘结强度；瓷砖胶冻融循环拉伸粘结强度Research on Influence Factors of Tile Adhesive in Water-immersion and Freeze-thaw CyclesAbstract:To address low tensile bond strength of tile adhesive in water and freeze-thaw cycles,we studied the effect of cement type,sand gradation,RDP type on the water-immersion and freeze-thaw cycle tensile bond strength of tile adhesive,and discussed how to improve the tensile bond strength of tile adhesive in water-immersion and freeze-thaw cycles.The results show that:When PII 42.5R cement is used,the tensile bond strength of the tile adhesive in water immersion and freeze-thaw cycles both reached the maximum value,which were 1.78MPa and 1.3MPa,respectively;when the ratio of 40-70-mesh sand to 70-140-mesh sand wasat 1 1,the tensile bond strength of tile adhesive in water and freeze-thaw cycles both reached the maximum value,which were 1.4MPa and 1.3MPa,respectively;when J6 RDP was used,the tensile bond strength of tile adhesive in water and freeze-thaw cycles were the highest,which were 1.62MPa and 1.6MPa.Key words:Cement type;sand gradation;RDP type;water immersion tensile bond strength of tile adhesive;freeze-thaw cycle tensile bond strength of tile adhesives本文转自：2022 第十届中国国际预拌砂浆生产应用技术研讨会论文集第一作者：赵伦，硕士，E-mail：砂浆功夫Mortar Technology77总163期 2023.01 混凝土世界各个学者均有所成就，与此同时瓷砖胶的抗滑移性能评价方法方面也有所发展。沙建芳等6通过研究胶凝材料、聚合物、骨料等方面分析了各因素对瓷砖胶抗滑移性能的影响规律，得出采用最大承受重量的指标可对瓷砖胶抗滑移性能进行定量评价，可操作性强。以上研究主要是从瓷砖胶的浸水、施工性能、开放时间、抗滑移性能以及降低成本等方面来研究瓷砖胶，均取得了阶段性的成果，但是并未解决瓷砖胶浸水和冻融循环后拉伸粘结强度过低的问题。本文主要针对瓷砖胶浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度过低问题，通过研究水泥种类、砂子级配、胶粉种类对瓷砖胶浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度的影响，为如何提高瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度提供了理论基础。1 材料与方法1.1 试验材料水泥采用唐山冀东生产的PII 42.5R、PO 52.5、PO 42.5以及PO 42.5R，其化学成分见表1。试验所用砂子粒径级配范围分别为40目70目、70目140目的河砂。试验所用胶粉型号分别是VAE1、VAE2、VAE3、VAE4、J5、J6，其中VAE1-VAE4为乙烯-醋酸乙烯的共聚物，J5的组成为醋酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯共聚物，J6是苯乙烯和丙烯酸共聚的胶粉。1.2 试验方法本试验主要针对瓷砖胶浸水处理后的拉伸粘结强度和冻融循环后的拉伸粘结强度进行研究分析。试件的制备、养护以及性能测试方法均按照JCT 5472017 陶瓷砖胶粘剂的有关规定进行。试验用瓷砖为瓷砖胶检测用标准砖，其吸水率0.2%，未上釉，尺寸为50mm50mm，背部无燕尾槽、无脱模剂。瓷砖胶的养护方法见表3。2 结果与分析2.1 水泥种类对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响选择一个瓷砖胶的固定配比，固定水泥以及其他材料的掺量，变化水泥的种类，看不同种类的水泥对于瓷 表 1 水泥的化学组成%组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2Oequi烧矢量PII 42.5R20.94.83.363.72.03.21.00.34PO 42.522.06.52.6603.53.01.10.30PO 52.521.05.93.059.35.83.30.70.38PO 42.5R22.16.62.760.23.32.71.10.32 表 2 水泥的物理力学性能 MPa水泥种类3d抗折强度3d抗压强度28d抗折强度28d抗压强度PII 42.5R6.736.47.956.6PO 42.56.233.09.351.4PO 52.56.539.47.963.1PO 42.5R6.333.47.354.3表 3 瓷砖胶养护方法项目养护方法浸水后的拉伸粘结强度标准试验条件养护7d+水养21d冻融循环后的拉伸粘结强度标准试验条件养护7d+水养21d+25次冻融循环 表 4 水泥对瓷砖胶拉伸粘结强度影响试验配合比%水泥4070目砂子70140目砂子胶粉活性填料早强剂保水剂4026.726.832.50.60.4 表 5 砂子级配对瓷砖胶拉伸粘结强度影响试验配合比%PII 42.5R水泥砂子胶粉活性填料早强剂保水剂4053.532.50.60.4表 6 砂子级配砂子目数4070目70140目比例A10比例B21比例C11比例D12比例E01砂浆功夫Mortar Technology78CHINA CONCRETE 2023.01 NO.163砖胶拉伸粘结强度的影响，固定的瓷砖胶配比见表4。图1为PII 42.5R、PO 52.5、PO 42.5R及PO 42.5水泥对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响。由图1可以看出，瓷砖胶浸水后拉伸粘结强度曲线和冻融循环后拉伸粘结曲线均是先降低后增加，采用PII 42.5R水泥时，浸水后拉伸粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度均达到最大值，分别是1.78MPa和1.3MPa。因此可以得出，相同水泥掺量下，当采用PII 42.5R水泥时，对于瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度的提高影响最大。2.2 砂子级配对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响表5为研究砂子级配对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响采用的固定配比。表6为使用4070目和70140目的砂子的级配比例。图2是砂子级配对瓷砖胶的浸水后拉伸粘结强度和冻融循环后的拉伸粘结强度的影响。从图2中可以看出，瓷砖胶的浸水后拉伸粘结强度和冻融循环后的拉伸粘结强度在C点时达到最大值，分别是1.4MPa和1.3MPa。此时，4070目与70140目砂子的比例为1 1。2.3 胶粉种类对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响表7为胶粉种类对瓷砖胶拉伸粘结强度影响试验所采用的瓷砖胶固定配比。图6为VAE1、VAE2、VAE3、VAE4、J5、J6胶粉对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响。从图3中可以看，出瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度的曲线变化趋势基本一致。但是，在使用同一种胶粉的情况下，瓷砖胶冻融循环后拉伸粘结强度均略低于浸水后拉伸粘结强度。当使用J6胶粉时，瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度均是最高值，分别是1.62MPa和1.6MPa。由此可以得出J6对于瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度有积极影响，J6是苯乙烯和丙烯酸共聚的胶粉。结论（1）通过水泥种类试验对比得知：同一水泥掺量下，当采用PII 42.5R水泥时，浸水拉伸粘结强度强度和冻融循环拉伸粘结强度均达到最大值，分别是1.78MPa和1.3MPa。（2）通过对砂子级配试验研究，得出4070目与70140目砂子级配为11时，瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度均达到最大值，分别是1.4MPa和1.3MPa。（3）通过胶粉种类试验对比研究，得出当使用J6胶粉时，瓷砖胶的浸水和冻融循环后的拉伸粘结强度均是最高值，分别是1.62MPa和1.6MPa。参考文献1 薛瑞田,李彩红,董丽君,刘星生,马海军,李参军.玻化砖及其瓷砖胶制备的研究进展J.中国陶瓷,2020,56(6):50-53.2 中国瓷砖胶现状及解决方案C.第五届全国商品砂浆学术交流会论文集,2013:41-46.3 钟兰兰,袁泽辉.建筑中瓷砖胶应用发展浅析J.住宅产业,2011(Z1):60-63.4 王恒煜,张军,杨洪涛,陈志远.各组分对瓷砖胶拉伸胶粘强度影响研究J.新型建筑材料,2015,42(10):14-16.5 冉东升.Fuller曲线在瓷砖胶中河沙级配的选择和应用J.陶瓷,2020(8):26-29.6 沙建芳,徐海源,刘建忠,郭飞,吴洲.瓷砖胶抗滑移性能评价方法及提高措施研究J.新型建筑材料,2017,44(4):56-59.表 7 胶粉种类对瓷砖胶拉伸粘结强度影响试验配合比%PII 42.5R水泥4070目砂子70140目砂子胶粉活性填料早强剂保水剂4026.726.732.50.60.4图 1 水泥种类对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响图 2 砂子级配对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响图 3 胶粉种类对瓷砖胶拉伸粘结强度的影响