王劭勃 張 煒 姜海波 張湘昆

（廣東復(fù)特新型材料科技有限公司）

0 前言

水泥基瓷磚膠，目前應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，尤其如今市場(chǎng)上瓷磚流行趨勢(shì)已經(jīng)向大型化、薄層化、全?；较虬l(fā)展；因此，瓷磚膠的品質(zhì)顯得尤為重要，尤其收縮指標(biāo)對(duì)于薄層大板的貼合有著極大影響，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用當(dāng)中，絕大多數(shù)瓷磚膠并非是由于自身拉伸粘結(jié)強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致的空鼓、掉磚等貼合問(wèn)題，而是由于在室內(nèi)外環(huán)境變化和隨著貼合時(shí)間變久而引起的收縮問(wèn)題。目前通常業(yè)內(nèi)甚至指定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，并未對(duì)瓷磚膠的收縮率提出要求，國(guó)內(nèi)對(duì)于瓷磚膠的收縮率的研究極少，大多數(shù)是通過(guò)環(huán)境因素對(duì)瓷磚膠性能的影響[1]、或是某種助劑對(duì)瓷磚膠性能的影響[2]來(lái)進(jìn)行展開(kāi)研究，而對(duì)于砂的研究，尤其是機(jī)制砂級(jí)配的研究，在國(guó)內(nèi)基本還處于空白階段。

由于其內(nèi)部或外部壞境中孔隙的存在，會(huì)導(dǎo)致瓷磚膠密實(shí)度不一，從而造成收縮率的上升或下降，極大的影響了材料的粘貼效果。砂作為水泥基裝飾瓷磚膠中用量最大的部分，其原材料批次的穩(wěn)定性、工廠計(jì)量的準(zhǔn)確性、所選擇用砂的級(jí)配等因素，都會(huì)影響其最終的密實(shí)度[3]。且可再分散乳膠粉作為成膜型聚合物粘結(jié)材料，也受瓷磚膠比表面積的影響而對(duì)最終的粘結(jié)強(qiáng)度和耐老化強(qiáng)度有著較大影響，砂的級(jí)配還對(duì)瓷磚膠與瓷磚的潤(rùn)濕性有著較大的聯(lián)系。

本研究從瓷磚膠用砂級(jí)配方面分析了水泥基瓷磚膠用砂的級(jí)配對(duì)收縮性的影響，并重點(diǎn)探討了不同級(jí)配機(jī)制砂組合在配方中對(duì)于瓷磚膠收縮率、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、背膠轉(zhuǎn)移率的影響，結(jié)果表明瓷磚膠使用合理的級(jí)配可有效降低瓷磚膠的收縮率，從而可以提升貼合質(zhì)量，為瓷磚膠的配方體系研究提供一定的參考方向。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

硅酸鹽水泥：P.O42.5級(jí)南方水泥生產(chǎn)，3d、28d抗折強(qiáng)度分別為5.9MPa、9.2MPa，3d、28d抗壓強(qiáng)度分別為31.2MPa、54.5MPa；機(jī)制石粉：廣西東拓150目；級(jí)配機(jī)制砂：22-32目、32-65目、70-140目，HPMC：GL4155P(黏度46000mPa·s)，北方天普纖維素有限公司生產(chǎn)；可再分散乳膠粉：VINNAPAS5044N，瓦克化學(xué)生產(chǎn)；淀粉醚：FP6，荷蘭艾維貝生產(chǎn)；木制纖維：FM-300，無(wú)錫綠建生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)配方

試驗(yàn)中，按照正交試驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)試，本配方先考慮用砂級(jí)配的變化，用砂比例保持不變。具體試驗(yàn)配方見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)配方 （g）

1.3 試驗(yàn)方法

瓷磚膠試件的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、抗壓抗折強(qiáng)度均按照J(rèn)GJ/T70-2009《建筑瓷磚膠基本性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試；養(yǎng)護(hù)條件、試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板、瓷磚均按照J(rèn)C/T 547-2017《陶瓷磚粘結(jié)膠》進(jìn)行測(cè)試；背膠轉(zhuǎn)移率按照我司企標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠抗壓抗折強(qiáng)度的影響

由表2可見(jiàn)：

表2 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠抗壓抗折強(qiáng)度的影響

⑴配方中，無(wú)論石粉摻量增加與否，當(dāng)22～32目粗砂摻量增加時(shí)，瓷磚膠的抗壓抗折強(qiáng)度整體都有提高。

⑵當(dāng)22～32目粗砂摻量相同時(shí)，隨著細(xì)砂摻量的增加，瓷磚膠的抗壓抗折強(qiáng)度隨細(xì)砂摻量增加而降低。

⑶抗壓抗折數(shù)據(jù)在JC/T547標(biāo)準(zhǔn)中并未有要求，僅作為強(qiáng)度變化的參考數(shù)據(jù)。

2.2 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠收縮率的影響

由表3可見(jiàn)：

表3 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠收縮率的影響

⑴當(dāng)石粉摻量提高時(shí)，瓷磚膠的7d和28d收縮率都有所增加，說(shuō)明石粉的摻量對(duì)于瓷磚膠的收縮率影響較大，在瓷磚膠中摻入過(guò)多石粉會(huì)增加瓷磚膠的收縮，加劇瓷磚膠因收縮而引起的瓷磚空鼓、掉磚等風(fēng)險(xiǎn)。

⑵細(xì)砂摻量提高時(shí)，整體收縮率也會(huì)增加，但粗砂摻量并非越多越好，當(dāng)粗砂摻量為16.5%～18.0%時(shí)，其收縮率最低，可見(jiàn)合理的砂級(jí)配對(duì)瓷磚膠的收縮率有著正面的影響。

2.3 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠拉伸強(qiáng)度及耐久性的影響

由表4可見(jiàn)：

表4 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠拉伸強(qiáng)度及耐久性的影響

⑴當(dāng)粗砂摻量為16.5%～18.0%時(shí)，瓷磚膠的原始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和老化后強(qiáng)度在平性對(duì)比組中最高，其試驗(yàn)結(jié)果均滿足JC/T547-2017中C1級(jí)瓷磚膠的強(qiáng)度要求。

⑵當(dāng)細(xì)砂摻量增加后，瓷磚膠的整體拉伸粘結(jié)強(qiáng)度有下降趨勢(shì)，說(shuō)明摻入較多細(xì)砂會(huì)對(duì)瓷磚膠的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度有較大負(fù)面影響。

⑶石粉的摻量對(duì)瓷磚膠粘結(jié)強(qiáng)度的影響沒(méi)有線性趨勢(shì)，主要是因?yàn)椴煌凹?jí)配情況下，石粉的填充程度不一致，預(yù)計(jì)其對(duì)背膠轉(zhuǎn)移率有著較為明顯的影響，故下一步試驗(yàn)將通過(guò)背膠轉(zhuǎn)移率的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

2.4 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠背膠轉(zhuǎn)移率的影響

由表5可見(jiàn)：

表5 試驗(yàn)用砂級(jí)配和用量對(duì)瓷磚膠背膠轉(zhuǎn)移率的影響

⑴背膠轉(zhuǎn)移率是我司針對(duì)瓷磚膠潤(rùn)濕性所作的特定試驗(yàn)測(cè)試，其測(cè)試主要考察在瓷磚貼合過(guò)程中，瓷磚膠與基材的潤(rùn)濕性，較低的背膠轉(zhuǎn)移率會(huì)對(duì)瓷磚膠的貼合有著較為明顯的影響，也會(huì)因收縮率的不同而對(duì)最終瓷磚膠與瓷磚的貼合效果有著較大影響。

⑵石粉摻量與細(xì)砂摻量增加的情況下，會(huì)對(duì)背膠轉(zhuǎn)移率有正向影響，均會(huì)提高瓷磚膠與瓷磚的潤(rùn)濕性。

⑶隨著粗砂用量的增加，會(huì)降低瓷磚膠與瓷磚的潤(rùn)濕性；當(dāng)粗砂摻量為16.5%～18.0%時(shí)，下降趨勢(shì)較為平緩，但摻量增加到22.5%～25.0%時(shí)，其背膠轉(zhuǎn)移率下降趨勢(shì)較為明顯。

總體上，相同膠凝材料用量時(shí)，摻加細(xì)砂和石粉較多的瓷磚膠的收縮率相對(duì)較大。但對(duì)于背膠轉(zhuǎn)移率影響較好，而抗壓抗折強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度和耐老化性能，與瓷磚膠用砂的級(jí)配關(guān)系較為密切。

總結(jié)性能測(cè)試結(jié)果：相比其他的級(jí)配，粗砂摻量為16.5%～18.0%、中砂摻量為22.5%～25.0%時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度較高，而收縮率有所降低，但背膠轉(zhuǎn)移率稍差。增加石粉用量后，相比摻加較高細(xì)砂，摻加較高中砂的背膠轉(zhuǎn)移率也有所提高，但是對(duì)于瓷磚的收縮率影響較大，需合理添加，不得過(guò)高。

眾多文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，在瓷磚膠體系中添加適當(dāng)級(jí)配的機(jī)制砂，有助于控制體系的收縮率、提高原強(qiáng)度和耐老化強(qiáng)度，而機(jī)制石粉中的CaCO3成分，有助于控制體系的反應(yīng)速率，促進(jìn)鈣礬石較快和較充分的形成，抑制鈣礬石向單硫型水化硫鋁酸鈣的轉(zhuǎn)變以及改善干縮性能。但是，當(dāng)機(jī)制石粉摻量過(guò)高時(shí)，會(huì)因其需水量比較大而加劇干燥后的干縮值，從而影響體積穩(wěn)定性，增加收縮風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

⑴機(jī)制砂的級(jí)配對(duì)瓷磚膠的收縮有著極大的影響，當(dāng)中砂摻量較高時(shí)，瓷磚膠有著較高的抗壓抗折、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)擁有較低的收縮率。

⑵搭配合適摻量的機(jī)制石粉，可顯著改善瓷磚膠的潤(rùn)濕性和工作性，更好的瓷磚膠與瓷磚貼合作用，所以，降低孔隙率是提高瓷磚膠性能，降低瓷磚膠空鼓、脫落風(fēng)險(xiǎn)的最佳方法。