某工程瓷磚膠與益膠泥的相容性研究

費飛龍　李建新　王新祥　余其俊　陳培鑫（華南理工大學(xué)材料學(xué)院；廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司建筑材料研究所）

某工程瓷磚膠與益膠泥的相容性研究

費飛龍1，2李建新2王新祥2余其俊1陳培鑫2
（1華南理工大學(xué)材料學(xué)院；2廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司建筑材料研究所）

本文通過對比瓷磚膠在益膠泥上與瓷磚膠在標(biāo)準(zhǔn)混凝土板上的拉伸膠粘強(qiáng)度及界面微觀形貌對某工程外墻所用瓷磚膠與益膠泥的相容性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：瓷磚膠在益膠泥上的初始、浸水后、熱老化后及晾置20min后的拉伸膠粘強(qiáng)度與瓷磚膠在標(biāo)準(zhǔn)混凝土板上的性能相當(dāng)，且均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷墻地磚膠粘劑》JC/T547-2005的指標(biāo)要求；同時，瓷磚膠與益膠泥界面微觀形貌分析未見明顯的裂紋或分層等缺陷存在。所有試驗結(jié)果均表明該瓷磚膠與益膠泥具有良好的相容性.

瓷磚膠；益膠泥；相容性；拉伸膠粘強(qiáng)度；界面微觀形貌

1　引言

瓷磚膠又稱瓷磚粘合劑或粘結(jié)劑，其主要特點是粘接強(qiáng)度高、耐水、耐凍融、耐老化性能好及施工方便，是一種非常理想的粘結(jié)材料。由于其粘結(jié)力是水泥砂漿的數(shù)倍，能有效粘貼大型的瓷磚石材，避免掉磚的風(fēng)險，因而成為現(xiàn)代裝潢的新型材料，并逐漸替代了傳統(tǒng)水泥砂漿。益膠泥是一種水硬性水泥基聚合物防水粘結(jié)材料，與水調(diào)和后即具有粘結(jié)功能，固化后能起到防水、抗?jié)B作用，一般用作民用及工用建筑防水層、界面劑，亦用作防潮抗裂層及瓷磚、石材等的粘結(jié)層。工程實踐中，益膠泥常作為防水層直接涂抹于水泥砂漿找平層上，然后再涂覆瓷磚膠粘貼瓷磚，因此，益膠泥與瓷磚膠相容性的好壞將直接影響工程質(zhì)量。益膠泥與瓷磚膠具有較好的相容性將有效增大瓷磚在墻面的粘結(jié)能力與防水性能，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命；益膠泥與瓷磚膠相容性比較差，將導(dǎo)致墻體出現(xiàn)空鼓、起角甚至掉磚等不良現(xiàn)象，給業(yè)主、開發(fā)商帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失與矛盾糾紛。

圖1　外墻磚粘貼做法樣板圖

根據(jù)某公司提供材料顯示，該公司一工程項目使用的瓷磚膠為某建材公司生產(chǎn)的C1型瓷磚膠，益膠泥為某防水材料公司生產(chǎn)的I型高分子益膠泥，用于工程外墻（墻體結(jié)構(gòu)如圖1所示）。受前述公司委托，廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司對該工程項目使用的瓷磚膠和益膠泥材料進(jìn)行了相容性研究。

2　實驗材料與方法

2.1原材料與儀器

原材料：某建材公司生產(chǎn)的C1型瓷磚膠，配合比為粉：水=100：26；某防水材料公司生產(chǎn)的I型高分子益膠泥，配合比為粉：水=100：22；標(biāo)準(zhǔn)混凝土板尺寸為40cm×40cm×2cm；所用瓷磚與工程項目所用瓷磚一致，尺寸為5cm×5cm×1cm。

主要試驗儀器：冷凍箱、空氣熱老化試驗箱、烘箱；DQ-A巖石混凝土切割機(jī)；PG-2T全自動拋光機(jī)；萬能試驗機(jī)、微機(jī)控制全自動壓力試驗機(jī)；掃描電鏡（ZEISSEVO18，德國）。

2.2實驗方法

2.2.1樣品制備

⑴稱取2kg的益膠泥和相應(yīng)的水，先后將水、益膠泥干粉加入鍋中，慢速攪拌3min后停置2min，用直邊抹刀在試驗用混凝土板上先刮上一層，再用直邊抹刀在垂直第一層方向刮上第二層，放入養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)至表面完全凝結(jié)。

⑵稱取2kg的瓷磚膠和相應(yīng)的水，先后將水、瓷磚膠干粉倒入鍋中，慢速攪拌30s后停置60s，再慢速攪拌60s，熟化5min，最后慢速攪拌15s即可，用直邊抹刀在試驗用混凝土板上抹上一層瓷磚膠，再用齒邊刮刀抹上較厚一層，5min后放上試驗用瓷磚，上壓重塊并保持30s。樣品制備過程如圖2所示。

圖2　瓷磚膠與益膠泥相容性檢測樣品制備過程

2.2.2試驗方法

樣品制備并養(yǎng)護(hù)后，分別參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷墻地磚膠粘劑》JC/T547-2005與《聚合物水泥防水砂漿》JC/T984-2011進(jìn)行試件拉伸膠粘強(qiáng)度試驗、浸水后的拉伸膠粘強(qiáng)度試驗、熱老化試驗、耐候性試驗等。試驗操作如下：

⑴初始拉伸膠粘強(qiáng)度試驗：將試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至27d，用高強(qiáng)膠粘劑將拉拔頭粘在瓷磚上，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)24h后，測定粘結(jié)強(qiáng)度。

⑵浸水后的拉伸膠粘強(qiáng)度試驗：將試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至7d，然后置于20℃水中養(yǎng)護(hù)20d，用高強(qiáng)膠粘劑將拉拔頭粘在瓷磚上，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至24h后，測定粘結(jié)強(qiáng)度。

⑶熱老化試驗：把試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)14d，然后將試件置于鼓風(fēng)烘箱中60℃下熱養(yǎng)護(hù)14d，用高強(qiáng)膠粘劑將拉拔頭粘在瓷磚上，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至24h后，測定粘結(jié)強(qiáng)度。

⑷晾置20min后的拉伸膠粘強(qiáng)度試驗：將試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至27d，用高強(qiáng)膠粘劑將拉拔頭粘在瓷磚上，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)24h后，測定粘結(jié)強(qiáng)度。

⑸樣品成型、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后，經(jīng)破型、拋光后采用掃描電鏡的二次電子信號成像技術(shù)觀察樣品中混凝土板/益膠泥、益泥膠/瓷磚膠、瓷磚膠/瓷磚三者之間界面微觀形貌。

3　結(jié)果與討論

3.1拉伸強(qiáng)度測試

瓷磚膠在益膠泥上與瓷磚膠在標(biāo)準(zhǔn)混凝土板上的初始、浸水后、熱老化后及晾置20min后的拉伸膠粘強(qiáng)度測試值如表1、圖3所示。可見，瓷磚膠在益膠泥上的初始、浸水后、熱老化后及晾置20min后的拉伸膠粘強(qiáng)度與瓷磚膠在標(biāo)準(zhǔn)混凝土板上的性能相當(dāng)，且均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷墻地磚膠粘劑》JC/T547-2005的指標(biāo)要求，其中，初始、晾置20min后的拉伸膠粘強(qiáng)度大幅優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，分別達(dá)到1.2MPa與1.1MPa（標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)均為0.5MPa）。表明該益膠泥與瓷磚膠具有非常好的相容性。

3.2界面微觀結(jié)構(gòu)分析

拉伸膠粘強(qiáng)度從宏觀力學(xué)性能上表明了益膠泥與瓷磚膠之間能夠?qū)崿F(xiàn)有效粘接，為進(jìn)一步從微觀結(jié)構(gòu)上認(rèn)識其粘結(jié)模式與相容性，本文通過掃描電鏡研究了其界面微觀形貌。標(biāo)準(zhǔn)混凝土板/益膠泥、益膠泥/瓷磚膠、瓷磚膠/瓷磚三者之間界面處放大1000倍后的微觀形貌的掃描電鏡照片分別如圖4（a）、4（b）和圖4（c）所示。可見，標(biāo)準(zhǔn)混凝土板/益膠泥界面結(jié)合緊密，水泥水化產(chǎn)物相互搭接形成致密結(jié)構(gòu)，增大了界面粘結(jié)能力；益膠泥/瓷磚膠部分界面結(jié)構(gòu)更為致密，相比標(biāo)準(zhǔn)混凝土板與益膠泥部分，其水泥水化產(chǎn)物相互搭接形成的網(wǎng)狀或膜狀結(jié)構(gòu)更多，有效的增大了兩者之間的界面粘結(jié)力；瓷磚膠/瓷磚界面結(jié)構(gòu)密實，水泥水化產(chǎn)物呈層疊堆積，界面粘結(jié)良好。此外，標(biāo)準(zhǔn)混凝土板/益膠泥、益膠泥/瓷磚膠、瓷磚膠/瓷磚三者之間界面處均未見存在明顯的裂紋、剝落等缺陷或分層現(xiàn)象。綜上所述，掃描電鏡界面微觀形貌分析進(jìn)一步表明該益膠泥能與瓷磚膠良好結(jié)合，具有較好的相容性。

表1　瓷磚膠與益膠泥相容性檢測結(jié)果

圖3　瓷磚膠與益膠泥相容性檢測結(jié)果

圖4　界面微觀形貌分析

4　結(jié)論

本文通過對比某瓷磚膠在益膠泥上與在標(biāo)準(zhǔn)混凝土板上的初始、浸水后、熱老化后、晾置20min后的拉伸膠粘強(qiáng)度和界面微觀形貌，研究用于工程外墻體系的瓷磚膠與益膠泥的相容性。結(jié)果表明：瓷磚膠在益膠泥上與在標(biāo)準(zhǔn)混凝土板的性能相當(dāng)，且均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷墻地磚膠粘劑》JC/T547-2005的指標(biāo)要求；外墻磚粘結(jié)構(gòu)造系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)混凝土板/益膠泥、益膠泥/瓷磚膠、瓷磚膠/瓷磚之間界面處均未見明顯的裂紋或分層等缺陷，表明三者之間互相結(jié)合良好，瓷磚膠與益膠泥具有良好的相容性。●

［1］中國建筑材料科學(xué)研究院.JC/T547-2005，陶瓷墻地磚膠粘劑［S］.

［2］中國建筑材料科學(xué)研究院.JC/T984-2011，聚合物水泥防水砂漿［S］.

［3］郭雅妮，劉長生，丁慶軍.羧酸型減水劑與水泥的相容性研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報，2007（29）.

［4］王金麗，盧輝輝.水泥與外加劑相容性研究［J］.城市建設(shè)理論研究，2014（1）.