畢春波（華北理工大學輕工學院，河北唐山）

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改善輕質(zhì)節(jié)能型仿瓷磚性能的研究*

畢春波
（華北理工大學輕工學院，河北唐山）

摘要：以外包覆聚合物水泥聚苯顆粒為輕質(zhì)骨料、聚合物水泥為成型劑制備仿瓷磚，加入有機添加劑VAE改善其強度。通過試驗，確定了仿瓷磚中助劑和成膜物質(zhì)的添加比例。

關(guān)鍵詞：仿瓷磚；改善；乳膠粉

與瓷磚飾面相比，仿瓷磚涂料飾面具有以下優(yōu)點：（1）與外墻外保溫系統(tǒng)匹配性好，具有良好的附著力和凍融性能，與基層附著效果好。（2）負荷小，不存在安全隱患。（3）可控制開裂、滲水。（4）性價比高。（5）顏色品種豐富，裝飾風格多樣。

研制輕質(zhì)節(jié)能型仿瓷磚，既能保持傳統(tǒng)瓷磚裝飾性能好的特點又可達到在生產(chǎn)和使用中節(jié)能環(huán)保的要求。是一種綠色墻體材料，將具有廣闊的應用前景。

根據(jù)所使用的膠料的類型，仿瓷磚可以分為有機膠料仿瓷磚和無機膠料仿瓷磚。以外包覆聚合物水泥聚苯顆粒為輕質(zhì)骨料、聚合物水泥為成型劑制備仿瓷磚。制備出的仿瓷磚產(chǎn)品強度與傳統(tǒng)燒結(jié)瓷磚相當。

1　試驗部分

1.1原材料

發(fā)泡聚苯乙烯空心顆粒（密度12kg·m-3），水泥（42.5R），普通硅酸鹽水泥，VAE乳膠粉（固含量98%），玻璃化溫度（0℃），聚丙烯酸酯乳液（固含量45%），灰鈣粉，重鈣粉，黑石粉，紅石粉。

1.2試驗儀器

電子天平（感重0.001g），恒溫干燥箱承壓筒、沖壓模和導向筒（DHG-9075A型），3擋板模具（40mm×40mm×170mm），微機控制電子萬能試驗機（50kW），離心攪拌機（50mL），圓盤造球機（直徑200mm）。

1.3試驗方法

以發(fā)泡聚苯乙烯空心顆粒為有機填料，水泥為無機填料，加入助劑VAE，研究對仿瓷磚基體的影響，并測定基體的抗壓強度、抗折強度、壓折比。參照GB177-85《水泥膠砂強度檢驗方法》進行抗壓強度和抗折強度試驗［1］。

2　結(jié)果與分析

2.1無添加劑時仿瓷磚性能

圖1　無添加劑時的強度圖Fig.1 Strength without additive

由圖1可知，松芯顆粒由于水泥量的增加，包裹的體積也相應增大，所以顆粒的筒壓強度變強。然而，所做水泥塊的抗壓強度與抗折強度在1∶0.6、1∶0.80、1∶1的時候穩(wěn)步上升，到1∶1.2的時候基本沒有變化，也就是雖然強度一樣，但是1∶1的重量輕的特點使之與其他3組相比有很大優(yōu)勢，對于建筑節(jié)能有著至關(guān)重要的作用。

壓折比為抗壓強度與抗折強度的比，壓折比結(jié)果，見圖2。

圖2　無添加劑時試樣壓折比Fig.2 Crushing ratio without additives

從圖2中可以看出，壓折比在1∶0.6至1∶0.80變化很大，隨著水泥比例的增加，壓折比一點點增大，在后3組比較平穩(wěn)，所以綜合考慮，1∶1還是比較突出的。

經(jīng)以上實驗得出結(jié)論，1∶1和1∶1.2相對于1∶0.6和1∶0.80在密度、筒壓強度、抗壓強度與抗折強度上表現(xiàn)都很突出，所以1∶1和1∶1.2為最佳聚苯顆粒與水泥體積比。

2.2乳膠粉（VAE）對仿瓷磚性能的影響分析

加入可再分散乳膠粉（VAE）對仿瓷磚的筒壓強度、抗壓強度、抗折強度影響結(jié)果見圖3、4，壓折比結(jié)果見圖5。

圖4　聚苯顆粒與水泥體積比為1∶1Fig.4 Polystyrene particles and cement volume ratio of 1∶1

圖5　聚苯顆粒與水泥體積比為1∶1.2Fig.5 Polystyrene particles and cement volume ratio of 1∶1.2

由圖4、5可以看出，很明顯隨著VAE添加量的增加，筒壓、抗壓、抗折強度均有所增加，并且在添加量為6g前增加幅度較明顯，即試樣隨著添加劑摻量增加而逐漸增大，表明可再分散乳膠劑能是粘結(jié)度增加起到增大抗壓強度和抗折強度的作用。而添加量在6～8g，基本沒有變化，并且在抗折還出現(xiàn)略微的下，有可能是因為VAE添加量過高，所以把VAE的量控制在6g左右比較適宜。

圖6　不同VAE添加量的壓折比Fig.6 Different VAE add quantity of crushing ratio

由圖6可以看出，1∶1組隨著可再分乳膠（VAE）的增加到6g,前，壓折比逐漸變小，隨著添加劑繼續(xù)增加時，壓折比上升，性能減弱，并且大量的加入添加劑也不經(jīng)濟，根據(jù)使用加入適量的就可以。1∶1.2組在4g出現(xiàn)最低點，單說韌性肯定最好，但是綜合考慮單位體積的抗壓強度和抗折強度遠遠比不上6g和8g，也許在4～6g會出現(xiàn)一個點，使得做出的樣品達到較大強度和較大的壓折比并且較經(jīng)濟的一個相對完美的比例。

3　結(jié)論

隨著VAE量的增加，筒壓強度、抗壓強度與抗折強度均有增加，通過試驗結(jié)果分析，VAE的量控制在6g左右比較適宜。

參考文獻

［1］GB177-85水泥膠砂強度檢驗方法.

Research on the strength of improvement of light energy-saving imitationceramic tile*

BI Chun-bo
（Light Irdustry College，North China University of Science and Technology, Tangshan 063000，China）

Abstract：The light weight cement based imitation ceramic tile was prepared by the coating of the polymer cement and the polymer cement as the lightweight aggregate and the polymer cement. Organic additives VAE were added to improve the strength. The appropriate compositions were made sure by experiments as follows: the phenyl acrylic acid and film forming agents in proportion were determined.

Key words：imitation ceramic；improvement；polymer powder

中圖分類號：TQ630.7

文獻標識碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160459

收稿日期：2016-01-04

基金項目：唐山市科學研究與發(fā)展計劃項目（13130229z）項目名稱：輕質(zhì)節(jié)能型仿瓷磚的制備與性能研究

作者簡介：畢春波（1979-），女，河北唐山，華北理工大學輕工學院副教授，主要從事復合材料的制備及其物理化學工程研究。