混凝土基板对瓷砖粘结剂到粘结强度的影响.pdf

全 国 中文核 心期刊 新 癯 毒巍 粉 混凝土基板对瓷砖粘结剂 粘结强度硇影响 张小红， 李伟 【 陶氏化学 ( 中国) 有 限公司， 上海2 0 1 2 0 3 】 摘要 ： 通过选用不同掺量的纤维素醚和可再分散乳胶粉配方， 研究是否预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂2 8 d 标准养护、 水 养、 热养和 2 0 mi n开放时间粘结强度 的影响 。预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂的标养及 开放时 间后拉伸粘结强度 的影响不是很 大； 但对水养及热养拉伸粘结强度会产生不 同的影响。 关键词： 瓷砖粘结剂； 混凝土基板； 预热处理； 粘结强度 中图分类号： T U 5 8 1 _ 3 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 1 — 7 0 2 X( 2 0 1 0 ) 0 1 — 0 0 8 0 — 0 4 Th e i mpa ct s o f c onc r e t e s l ab o n b on di n g s t r e ng t h o f t i l e ad he s i v e ZHANG Xi a o ho n g， LI We i [ D o w C h e mi c a l ( C h i n a ) I n v e s t m e n t C o m p a n y L i m i t e d ， S h a n g h a i 2 0 1 2 0 3 ， C h i n a 】 Ab s t r a c t ： T h e i mp a c t s o f p r e h e a te d c o n c r e t e s l a b o n b o n d i n g s t r e n g t h o f t i l e a d h e s i v e d u ri n g 2 8 d s t a n d a r d c u i n g ， w a t e r i mme r s i o n， h e a t i n g a g i n g a n d 2 0 mi n o p e n t i me a r e i n v e s t i g a t e d b y s e l e c t i n g f o r mu l a t i o n o f d i f f e r e n t c e l l u l o s e e t h e r an d r e —d i s — p e r s i b l e p o wd e r a mo u n t ．Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p r e h e a t e d c o n c r e t e s l a b h a s l e s s i mpa c t t o t h e t e n s i l e b o n d i n g s t r e n g t h o f t h e t i l e a d h e s i v e a f t e r s t a n d a r d c u rin g a n d o p e n t i me ； h o we v e r ， i t wi l l b r i n g d i f f e r e n t i mp a c t t o t h e t e n s i l e b o n d i n g s t r e n gth d u r i n g wa — t e r i mme rsi o n a n d h e a t i n g a g i n g ． Ke y wo r ds ： t i l e a d h e s i v e ； c o n c r e t e s l a b ； p r e h e a t e d ： b o n d i n g s t r e n gth O 前 言 度的 影 响 进 行 枇 为了解决瓷砖应用中空鼓、 脱落等问题的发生， 瓷砖粘结 剂获得了不断的推广和普及。 近年来， 随着瓷砖粘贴技术的发 展， 瓷砖薄层粘贴法逐渐被人们接受， 一方面这种方法可以节 约材料和能源， 提高施工效率； 另一方面， 随着瓷砖生产技术 及人们对瓷砖要求的不断提高， 玻化砖的使用也越来越多， 传 统的施工方法无法满足粘结强度的要求。 对于瓷砖粘结剂的 性能评估一般是用标准实验条件下的多种性能，包括粘结强 度、 开放时间、 横向变形、 抗滑移等性能测试来判定， 其中不同 养护条件下的粘结强度是瓷砖粘结剂的一项重要指标。混凝 土板是评估这一指标的关键辅助材料之一，本文对原始混凝 土板与将原始混凝土板进行预热处理后对瓷砖粘结剂粘结强 收稿日期： 2 0 0 9 一 l 1 — 1 3 作者简介 ： 张小红， 女， 1 9 7 5年 生， 上海人 ， 主要从事建筑 用纤维素醚 及 胶 粉 的应 用工 作 。地 址 ：上 海 市张 衡 路 9 3 6号 ， 电话 ： 0 2 1 — 3 8 51 3 2 0 o。 8 0 新型建筑材料 2 0 1 0 ． 1 1 原材料及试验方法 1 ． 1 原材料 水泥： P 0 4 2 ． 5 ， 浙江三狮集团生产； 砂： 石英砂， 0 ． 1 ～ 0 ． 5 m m ； 可再分散乳胶粉( R D P ) ： 醋酸乙烯一 乙烯共聚物， 某进口 牌号； 纤维素醚( C E ) ： 甲基羟乙基纤维素醚 WA L O C E L M W4 0 o 0 0 P F V 、W A L O C E L M K X 2 5 0 0 0 P F 2 0 L ， 陶氏化学公司 生产。 1 ． 2 试验配方设计 ( 见表 1 ) 表 1 瓷砖粘结剂 的基础配方 编号 F l F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 P ~ 0 4 2 ． 5水泥 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 石英砂 ( 4 O ～ 7 0目) 3 1 ． 8 5 3 1 ．8 5 3 0 ． 8 5 3 0 ． 8 5 3 0 ．7 5 3 O ．7 5 石英砂 ( 7 0 ～ 1 4 0目) 3 1 ． 8 5 3 1 ． 8 5 3 O ．8 5 3 O ． 8 5 3 O ． 7 5 3 O ．7 5 MW 4 0 0 0 0P F V 0 ． 3 0 0．3 0 0 ． 5 0 MKX2 5 0 0 0 P F2 5 L 0 0 ． 3 0 0 ． 3 0 0．5 可再分散乳胶粉 1 ．0 1 ．0 3 ． 0 3 ．0 3 ． 0 3 ．0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张小红， 等： 混凝土基板对瓷砖粘结剂粘结强度的影响 1 - 3 试验方法 根据J C ／ T 5 4 7 --2 0 0 5 《 陶瓷墙地砖粘结剂》 标准要求进行 制样、 养护和粘结强度测试， 试验条件为标准环境温度( 2 3 +- 2 ) ℃， 湿度( 5 0 5 ) ％， 循环风速小于0 ． 2 m ／ s 。测试瓷砖粘结剂 的标养拉伸粘结强度、 水养拉伸粘结强度、 热养拉伸粘结强度 和2 0 m i n 开放时间的拉伸粘结强度。 1 ． 4混凝土基板处理 试验所用混凝土基板由国内某企业生产。根据 J C ／ T 5 4 7 --2 0 0 5 标准规定， 混凝土基板的养护时间为 1 d 标养后加 6 d 水养及2 1 d 标养，而欧洲标准规定混凝土板必须养护9 0 d 以上方可使用⋯ 。混凝土基板的一个重要指标是吸水量； 在 混凝土基板的贮存过程中， 吸水量会随时间而变化。 所以本试 验同时使用了预热处理的混凝土板，即将原始混凝土板继续 在7 0 ℃烘养 3 d ， 然后标准环境养护 1 d ， 使得吸水量保持在 稳定的范围内，另外也可以保证其比较稳定的热膨胀或尺寸 变化。 经测试， 原始混凝土板和预热处理后混凝土板的吸水量 ( 卡斯通管4 h ) 分别为1 ． 2 5 m L 和 1 ． 1 m L 。 ’ 2 试验结果与讨论 2 ． 1 加水量测试 瓷砖粘结剂的需水量是一项非常重要的指标，不同的配 方需水量不同。本实验采用陶氏化学公司内部测试方法来确 定需水量：采用配备H e l i p a t h T型转子的布氏旋转黏度计 R V — D V I I I 测试 5 ．0 r ／ m i n的砂浆稠度，一股控制在4 0 0 — 5 0 0 P a S 。若配方中纤维素醚及胶粉的掺量较高，则稠度控制在 6 0 0 ～ 7 0 0 P a S 。 以M K X 2 5 0 0 0 P F 2 5 L为例， 纤维素醚掺量0 ． 3 ％和胶粉掺 量 1 ％， 加水量 2 6 ． 5 ％， 稠度为4 7 5 P a S ， 将两者掺量提高至 0 ． 5 ％ 和3 ％时， 加水量上升至2 9 ％， 稠度为6 5 2 P a s 。若只提 高胶粉掺量， 加水量及稠度基本保持不变。因此， 纤维素醚对 加水量起决定作用， 胶粉对加水量无明显影响。 2 ． 2 湿砂浆密度测试 图1 为不同纤维素醚及胶粉掺量时湿砂浆密度变化情况。 M W 4 0 0 0 0 P F V M K X 2 5 0 0 0 P F 2 5 L 图 1 不同纤维紊醚及胶粉掺量 时砂浆密度的变化 由图 1 可见，纤维素醚掺量为0 ． 3 ％ 及胶粉掺量为 l ％时 密度最大。若纤维素醚掺量不变， 增加胶粉掺量至3 ％时， 密 度相应降低。 当纤维素醚提高至0 ． 5 ％时， 密度最低。 根据试验 结果得知， 胶粉和纤维素醚掺量的提高均会降低砂浆密度。 这 里所说的密度变化不考虑水泥及骨料的影响。 2 ． 3 混凝土基板对瓷砖粘结剂标养粘结强度的影响 图2 图4为是否预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂标 养拉伸粘结强度的影响。 瞪 姆 据 蜷 MW4 00 00 PF V M KX2 50 O OP F25 L 图2 0 ．3 ％纤维素醚和 1 ％胶粉配方的标养拉伸粘结强度 ∞ 垒 ＼ 霞 蠕 桀 拣 监 ● 原始 土1 匣 _ 露 ■预热 土j 反 凰 M W 4 0 0 0 0 P F V h Il ( X 2 5 0 O O P F 2 5 L 图 3 0 ．3 ％纤维素醚和 3 ％胶粉配方的标养拉伸粘结强度 日 慧 捶 MW4 0 000 P FV M KX 25 OO0 PF 2 5L 图 4 0 ． 5 ％纤维 素醚和 3 ％胶粉 配方 的标养拉伸粘结强度 由图2 可见， 在0 ． 3 ％ 纤维素醚和 1 ％ 胶粉的配方中， 对于 M K X 2 5 0 0 0 P F 2 5 L ， 在原始混凝土基板与预热混凝土基板上的 拉伸粘结强度没有明显不同； 但对于M W4 0 0 0 0 P F V ， 在预热 混凝土基板上的强度要高于原始混凝土基板。 由图3 和图4 可见， 当增加纤维素醚掺量至0 ． 5 ％或胶粉 掺量增至3 ％时，原始混凝土基板与预热混凝土基板上的拉 伸粘结强度非常接近。 N E W BUI I_ DI NG MAT ER I Ak S 81 ∞ 弱 5 ； 蛎 ∞ ∞ 一 u ＼ 嚣 ) ＼ 船 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张小红， 等： 混凝土基板对瓷砖 粘结剂粘结强度 的影响 试验结果表明， 在标养条件下， 原始和预热处理混凝土基 板对各配方的粘结强度的影响较小，所以在测试时混凝基 板可以不进行处理。 2 ． 4 混凝土基板对瓷砖粘结剂水养粘结强度的影响 图5 图7 为是否预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂水 养拉伸粘结强度的影响。 睡 捶 M W4 00 00 P FV M KX 25 0 00 PF 25 L 图5 0 ． 3 ％纤维素醚和 1 ％胶粉配方的水养拉伸粘结强度 里 骠 姆 捶 * MW 4O OO OP F V M KX 2 5O 0O PF 2 5L 图6 0 3 ％纤维素醚和 3 ％胶粉配方的水养拉伸粘结强度 疆 姆 据 帐 图 7 0 ． 5 ％纤维素醚和 3 ％胶粉配方的水养拉伸粘结 强度 由图5 可见， 对于O ． 3 ％的纤维素醚及 1 ％的胶粉配方， 瓷 砖粘结剂对原始混凝土基板与预热混凝土基板的拉伸粘结强 度没有很明显的差异。 当增加胶粉掺量， 对于2 种不同的纤维素醚配方， 在预热 混凝土基板上的水养拉伸粘结强度明显高于在原始混凝土基 板上的水养拉伸粘结强度( 见图6 ) ； 但当增加纤维素醚掺量 至0 ． 5 ％、 胶粉掺量为3 ％时， 预热板与原始板的结果几乎相同 ( 见图7 ) 。由 此说明， 纤维素醚及胶粉掺量相对较高( 0 ． 5 ％和 3 ％ ) 或较低( 0 ． 3 ％ 和1 ％) 时， 原始混凝土基板或预热混凝土基 8 2 新型建筑材 2 0 1 0 ． 1 板对水养拉伸粘结强度的影响很小。 但若纤维素醚掺量较低， 胶粉掺量较高时，预热处理混凝土基板有助于水养拉伸粘结 强度的提高。 在测试之前经过预热处理的混凝土基板， 由于板的含水率 会降低且水分分布均匀， 所以在水养条件下对于较低纤维素醚 掺量和较高胶粉掺量的瓷砖粘结剂表现出 更好的粘结强度。 2 ． 5 混凝土基板对瓷砖粘结剂热养粘结强度的影响 图8 ～ 图1 O 为是否预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂热 养拉伸粘结强度的影响。 0 8 日 莹 0 6 巽 撂 羹 0 M W4 00 00 PF V MK X2 5 00 0P F2 5 L 图 8 0 ． 3 ％纤维素醚和 1 ％fl ~ 粉配方的热养拉伸粘结强度 鹱 始 糕 M W 4 O O 0 O P F V M K X 2 5 O 0 0 P F 2 5 L 图 9 0 ． 3 ％纤维 素醚和 3 ％胶粉配方的热养 拉伸粘结强度 日 型 黧 据 蕞 M w 4 0 0 0 0 P F V M K X 2 5 0 O O P F 2 5 L 图 1 0 0 ． 5 ％纤维素醚和 3 ％胶粉配方的热养拉伸粘结强度 由图8 可见， 对于0 ． 3 ％纤维素醚和 1 ％胶粉的配方， 瓷砖 粘结剂对原始混凝土基板的热养拉伸粘结强度要高于对预热 处理混凝土基板的拉伸粘结强度。 由图9 和图 l 0 可见， 对于3 ％胶粉掺量的配方， 不管纤 维素醚掺量如何，对预热处理混凝土基板的拉伸粘结强度都 要高于对原始混凝土基板。 所以， 不同混凝土基板对热养粘结 圉 由 女 =： 一 原 预 一 ～ 雷 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张小红 ， 等： 混凝土基板对瓷砖粘结剂粘结强度的影响 强度的影响是不同的。 即较低的纤维素醚及胶粉掺量时， 对原 始混凝土基板的热养拉伸粘结强度要高于预热处理混凝土基 板的。但对于相对较高的胶粉掺量， 不管纤维素醚掺量如何， 对预热处理混凝上基板的热养粘结强度要高于对原始混凝土 基板拉伸粘结强度。 另外，瓷砖粘结剂在原混凝土基板与预热板上的破坏形 式也所不同。以0 ． 5 ％M K x 2 5 0 0 0 P F 2 5 L ， 3 ％R D P为例， 与原始 混凝土基板的破坏发生在瓷砖粘结剂与混凝土基板的界面上 ( 见图1 1 ) ， 与预热板的破坏发生在瓷砖粘结剂与瓷砖的界面 上 ( 见图l 2 ) 。这可能是由于混凝土基板在测试之前已经7 0 。 C 烘过， 热膨胀及变形趋于稳定， 在热养条件下， 当瓷砖粘结 剂中含有较高掺量的胶粉时，其良 好的柔性可以吸收由于温 差等因素引起的应力， 从而提高了与混凝土基板的粘结强度。 图 1 1 瓷砖粘结剂在原始混凝 土基板上 的破坏形式 图 1 2 瓷砖粘结剂在预热处理混凝土板上的破坏形式 2 ． 6 混 凝土 基板 对 瓷砖 粘 结剂 2 0 ra i n开放 时 间后 粘结强度的影响 图 l 3 ～ 图1 5 为是否预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂 2 0 m i n开放时间后2 8 d 拉伸粘结强度的影响。 由图1 3 、图 1 5 可见，对于0 ． 3 ％纤维素醚和 l ％胶粉配 方， 或者0 ． 5 ％纤维素醚和3 ％ 胶粉配方， 是否预热处理混凝土 基板对开放时问的2 8 d 拉伸粘结强度影响不大。 由图1 4 可见，而对于0 ． 3 ％ 纤维素醚和3 ％ 胶粉的配方， 预热处理混凝土板后， 2 0 ra i n 开放时问的2 8 d 拉伸粘结强度 有所提高。 O ．4 0 2 曩 螺 耍 0 M W 4 O O O O P F V M K X 2 5 0 O 0 P F 2 5 L 图 1 3 0 ． 3 ％纤维素醚和 l ％胶粉配方 2 0 m i n开放时间后的拉伸粘结强度 1 ．2 1 ． 0 0． 8 芒 0 6 疆 婚 0 ． 4 姜 0 2 O M W4O O OO PF V MK X2 50 00 PF 25 L 图 1 4 0 ． 3 ％纤维素醚和 3 ％胶粉配方 2 0 m i n开放 时间后的拉伸粘结强度 i ．2 1 ．0 0 ．8 乏 0 6 鹱 蠊 0 ． 4 毒 0． 2 0 MW 40 00 0P FV M KX 2b OU UP Z bL 图 1 5 0 ． 5 ％纤维素醚和 3 ％胶粉配方 2 0 m i n开放 时间后 的拉伸粘结强度 3 结语 通过对原始混凝土基板与将原始混凝土基板进行预热处 理后对瓷砖粘结剂粘结强度的影响进行对比， 结果表明， 预热 处理混凝土基板对瓷砖粘结剂的标养及开放时间后拉伸粘结 强度的影响不是很大，但对水养及热养拉伸粘结强度会产生 不同的影响。 所以， 预热处理混凝土基板对瓷砖粘结剂水养和 热养粘结性能的测试应该是一种比较可行的方法，可以更客 观地评估瓷砖粘结剂的性能。 参考资料： [ 1 ] E N 1 3 2 3 ： 2 0 0 7 ， A d h e s i v e s f o r t i l e s — C o n c r e t e s l a b s for t e s t s [ S 】 A N E W BUI L DI NG M ATE RI AL S 8 3 混 混■■■_ l 原 预 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m