外墻保溫瓷磚粘合劑的制備方法與施工工藝

單連杰

摘 要： 外墻保溫瓷磚的應用條件不同于堅固的混凝土底層，在施工過程中經常需要使用一定的瓷磚粘合劑。相應的粘合劑應當具備良好的性能，以提高與基層的相容性，且具有粘接強度高、耐水、耐凍融、耐老化性能好及施工方便等性能。研究嘗試制備一種低成本、 施工簡單、環保節能的建筑外墻保溫瓷磚粘合劑。經測試發現，所制備的粘合劑耐水、耐凍融、耐老化性能好，具有優良的柔韌性能，粘接強度高，硬化時間快，并可有效避免飾面磚泛堿的情況發生，可以達到標準的要求，具備良好的性能。

關鍵詞： 外墻保溫瓷磚；粘合劑制備；施工工藝

中圖分類號： TQ437+.1

文獻標志碼： A ?文章編號： 1001-5922（2023）08-0031-04

Preparation and construction technology of adhesive for building exterior wall thermal insulation tiles

?SHAN Lianjie

（Nanchangyi Real Estate Industry Development Service Center，Changyi 261300，Shandong China）

Abstract： The application conditions of exterior wall thermal insulation tiles are different from the solid concrete bottom，and they often need to be treated as a certain ceramic tile adhesive in the construction process.The corresponding adhesive shall have good performance to improve the compatibility with the base course，and have high bonding strength，water resistance，freeze-thaw resistance，good aging resistance and easy construction.In this paper，we try to prepare a low-cost，simple construction，environmental protection and energy saving adhesive for building exterior wall thermal insulation tiles.The test shows that the prepared adhesive has good water resistance，freeze-thaw resistance，aging resistance，excellent flexibility，high bonding strength，fast hardening time，and can effectively avoid the occurrence of alkali efflorescence of facing bricks.It can meet the requirements of the standard and has good performance.

Key words： exterior wall thermal insulation tiles; preparation of adhesives;construction technology

墻體是建筑保溫的第一道防線，畢竟在建筑外墻維護結構中，墻體所占比重較大[1]。對建筑物外墻進行保溫處理，能夠達到降低建筑能耗、改善居住環境等目的[2]。

1 外墻保溫瓷磚粘合劑

在使用瓷磚覆蓋建筑物表面時，需要要將瓷磚粘接在墻面上。瓷磚粘合劑是粘貼瓷磚的水泥基粘接材料，亦成為瓷磚膠，是建筑及裝飾工程中最普遍使用的粘接材料，可用于粘貼陶瓷磚、拋光磚以及花崗巖之類的天然石材[3]。瓷磚粘合劑是由優質高分子聚合物乳液材料與無機硅酸鹽復合的產品，即由水泥、石英砂、聚合物膠結料配以多種添加劑經機械混合均勻而成[4]。瓷磚粘合劑可與多種粘接材料復合使用，形成瓷磚粘貼體系，大幅度提高瓷磚與基層的粘貼力，安全性能也可以得到大幅的提高[5]。隨著技術的發展，瓷磚的材質開始多種多樣，陶土，全瓷、玻化等等，瓷磚的吸水率也大不相同，傳統的水泥砂漿鋪貼法，已經無法滿足低吸水率瓷磚的鋪貼要求，這樣瓷磚粘合劑就出現了[6]。通常情況下，常見的粘合劑主要特點：干粉狀瓷磚粘合劑為單組分，在現場加水攪拌即可使用，施工方便， ?為固體廢棄物的綜合利用開辟了一條新的途徑。

2 外墻保溫瓷磚粘合劑的制備方法

2.1 粘合劑制備原料

建筑外墻保溫瓷磚粘合劑由一定的無機摻合料與外加劑組成，其中無機摻合料包含水泥、重鈣、石英砂、羥丙基甲基纖維素、膠粉、膠粉優化素和砂漿優化劑等多種類型的原料。

可供選擇的水泥的種類繁多，如硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥等[7]。在選擇石英砂或者其他一些原料的時候，也可以結合實際情況，選擇合適的材料類型。在制備粘合劑的時候，無機摻合料可以設置為包含不同質量份數的原料，不同質量份數無機摻合料配方如表1所示。

在選擇水泥原料的時候，可以選用硅鹽酸水泥。水泥的性能可以直接影響到整個粘合劑的流動性、強度等性能。425硅鹽酸水泥色彩深灰、美觀；早期強度高；耐磨性、耐久性、和易性、外加劑適應性、 抗凍性、抗滲性等性能好，適用范圍主要用于路橋、高層建筑、 商品混凝土以及項目工程[8]。石英砂是瓷磚粘合劑的重要組成部分，作為細骨料在砂漿中占到很大的比例，砂的質量、含水量、顆粒級配等特性也能夠影響砂漿的工作性能[9]。羥丙基甲基纖維素的黏度單位為40 000～100 000 MPa·s， 羥丙基甲基纖維素溶于水及大多數極性有機溶劑和適當比例的乙醇/水、丙醇/水、二氯乙烷等，在乙醚、丙酮、 無水乙醇不溶，在冷水中溶脹成澄清或微濁的膠體溶液。建筑領域中，羥丙基甲基纖維素可以在抹灰漿、石膏料、膩子粉或其他的建材作為粘合劑，提高涂抹性和延長可操作時間[10]。重鈣指的是重質碳酸鈣，是由方解石、大理石等礦物通過機械粉碎制成的碳酸鈣粉狀材料[11]。膠粉大多使用可再分散乳膠粉，主要是由聚合物樹脂、添加劑、保護膠體和抗結塊劑組成[12]。

2.2 粘合劑制備方法

在對粘合劑進行制備的過程中，參考上述配方，結合建筑外墻保溫瓷磚粘合施工的現實情況與需求，設定相應的原料配方，如表2所示。

另外，稱取高效減水劑38份。按照表2中的配方，準確稱取組成無機摻合料的相關原料。將所稱取的水泥、重鈣、石英砂、羥丙基甲基纖維素、砂漿優化劑等原料分別使用烘干機進行預先烘干處理，烘干時間要達到24 h以上。烘干完畢對原料進行自然冷卻，至室溫水平。按照所稱取的無機摻合料的重量，稱取0.35%～0.45%的外加劑將已經冷卻至室溫狀態的水泥、重鈣、羥丙基甲基纖維素、膠粉優化素等原料添加到攪拌機中進行攪拌。攪拌過程中首先將轉速設定為10～30 r/min，進行120 s的攪拌。之后，將轉速調整為60～80 r/min，攪拌60 s；停頓60 s后，轉速依然按60～80 r/min，繼續攪拌60 s。然后調整轉速為10～30 r/min，繼續攪拌120 s后停頓。將攪拌混合完畢的無機摻合料取出，進行加熱處理，將溫度加熱至40～50 ℃后，再次進行攪拌。將無機摻合料加入攪拌機中，轉速設定為10～30 r/min，攪拌時間設定為120 s。在攪拌過程中，將外加劑緩慢添加到無機摻合料中，并于120 s內添加完畢。之后，將攪拌轉速設定為60～80 r/min，攪拌60 s；停頓60 s后繼續攪拌60 s停頓，之后將轉速設定為10～30 r/min，繼續攪拌120 s。攪拌完畢后，將粘合劑取出，置于干燥密封的容器中，妥善保存備用。

2.3 粘合劑性能測試

2.3.1 測試用瓷磚的制備

選取一塊市面上常見的規格為（600×600）mm瓷磚，制作粘合劑性能測試用瓷磚。對所選擇的瓷磚進行切割，將其切割為大小為（10×10）mm的試樣。最終制備試樣的吸水率在0.10%以內，滿足測試的需求。瓷磚切割完畢后，對試樣進行擦拭，徹底清理試樣表面的水分或者灰塵，妥善放置備用。

2.3.2 粘合劑應用

按照上一步驟中的方式，將所制備好的粘合劑均勻的涂覆在已經切割好的瓷磚試樣上，適量進行涂抹，粘合劑涂抹的厚度控制為4 mm左右。粘合劑涂抹完畢后，將試樣置于室內條件下進行養護，養護時間為28 d。

2.3.3 浸水、熱循環、凍融循環處理

經過28 d的養護之后，對試樣進行不同的處理，包括浸水、熱循環、凍融循環處理。

（1）浸水處理。在浸水處理測試中，將樣品全部淹沒在水中，保持7 d時間。之后將試樣取出，將試樣表面的水分擦拭干凈之后，將其置于烘箱中進行干燥處理。干燥過程中烘箱的溫度設定為50 ℃，干燥時間設定為28 h；

（2）熱循環處理。熱循環處理過程中，首先將完成28 d養護的試樣置于烘箱中進行干燥處理，干燥過程中烘箱的溫度設定為80 ℃，干燥時間設定為4 h。之后將試樣取出，置于室溫環境下進行自然冷卻。待試樣的溫度下降到室溫水平之后，繼續將其放置于烘箱中進行干燥處理。干燥過程中烘箱的溫度設定為80 ℃，干燥時間設定為4 h。干燥完畢后取出，繼續按照上述方式進行處理，連續進行5次循環處理；

（3）凍融循環處理。凍融循環處理過程中，將養護后的試樣置于冰箱中進行處理，溫度設置為-18 ℃，處理時間設定為4 h。之后自然升溫，待溫度達到室溫水平之后，繼續置于-18 ℃條件下進行處理，處理時間設定為4 h。按照上述方式，進行5次循環處理[13]。

2.3.4 樣品測試采用拉拔儀對試樣進行測試，測試所制備粘合劑的各項性能。具體測試過程：在粘合劑表面切出一個圓圈，需要徹底切開，切割深度應當深入到瓷磚的表面。將拉拔儀的拉拔圓盤用固定在切開的圓圈粘合劑表面，用云石膠進行固定，保持良好的固定狀態。之后，將樣品置于烘箱中進行固化處理，處理過程中烘箱的溫度設定為50 ℃，固化的時間設定為10 min。這一過程中，記錄相關的測試指標檢測結果，包括耐水性與耐溫性以及剪切強度等，記錄具體測試數據結果。另外，測試樣品的線收縮率。測試過程中對室內環境條件進行一定的設置，室內相對濕度設置為（50±5）%，室內溫度設置為20 ℃。在上述室內環境條件下，制備瓷磚試樣后，涂抹適量的粘合劑，并對瓷磚試樣進行自然養護。分別對養護1、7、14、21 d ?的試樣長度進行準確的測量。將測量所得結果與養護前的試樣長度測量結果進行對比，計算出差值，并計算不同時間的收縮值，得出具體的線收縮率。

2.3.5 測試結果

完成上述步驟之后，獲得最終的測試結果，結果包括粘合劑的耐水性、耐溫性、剪切強度、耐凍融性以及線收縮率，具體的測試結果如表3所示。

將上表中不同指標的測試結果與標準要求性能指標進行比較，對比測試結果與相關性能指標標準要求可以發現，此次所制備的粘合劑在耐水性、耐溫性、剪切強度、耐凍融性以及線收縮率方面的測試結果均滿足標準要求，具備良好的性能，可以應用于實際施工之中。

3 外墻保溫瓷磚粘合劑的施工工藝

3.1 墻面處理

在實際施工之前，需要進行保溫瓷磚粘貼施工的基層墻體應當干凈、堅實、干燥，找平層與墻體之間應當保持牢固的粘合狀態。在瓷磚粘貼施工之前，對于存在脫層、空鼓、裂縫等情況的墻面，及時進行必要的處理。同時，相應的墻面平整度也應達到普通的抹灰標準，一般情況下，墻面的平整度需要達到3 mm以上。 在具體的粘合施工過程中，瓷磚粘合劑的厚度適宜控制在3～8 mm的內，粘貼的厚度應當不超過8 mm。

3.2 粘合劑混合

完成外墻面的處理之后，需要對施工中所使用的粘合劑進行混合處理。通常情況下，可以按照1 L水兌4 kg粘合劑的比例實施混合。使用電動攪排器對混合物進行攪拌。完成粘合劑與水的攪拌后，可以獲得一定的漿狀粘合劑。為了確保所制備粘合劑的應用效果，還需要嚴格按照配方說明中各項原料的比例進行攪拌，避免出現粘合劑太稠或太稀的情況，以達到良好的施工與粘貼效果[14]。這一過程中，還需要施工人員嚴格按照配方標準進行相關原材料的添加，不可隨意調整水泥、沙、膠粉等原料的配比，以免破壞原配方的配比，造成粘合劑失效或達不到原始粘貼效果。在使用所混合粘合劑進行瓷磚粘貼施工的時候，需要使用專用的刮板將攪拌所得漿狀粘合劑均勻的滿鋪整個基面墻體，涂抹的厚度適宜控制在3～5 mm的范圍之內[15]。

3.3 瓷磚粘合施工

具體的施工過程中，還需針對不同建筑外墻保溫施工設計方案，結合所使用保溫瓷磚的大小，選用適宜齒深的板子。可以使用利板有齒形的一邊，通過直線或者S形方式，在基面上拉出條紋狀態。這一過程中，需要注意提高施工操作水平，刮板的平面與基層的平面之間應當保持適宜的角度，一般需要控制在45°～60°。對于需要進行粘合的保溫瓷磚，可以在適當清潔之后直接進行施工，不需要事先進行浸水處理。施工過程中，按照設計方案，使用粘合劑對相應的瓷磚按照順序排列粘貼在墻面，保持牢固、平實的狀態即可[16]。在施工過程中還應當注意保持科學的施工效率和進度，對于前一步驟中所攪拌好粘合劑，為保持良好的粘貼性能，保障粘合效果，通常應當在混合后的4 h內使用完畢。還應當注意每30 min對粘合劑進行1次攪拌。如果混合好的粘合劑防治時間過長，或者已經發生的固化現象，則不可再應用于實際施工之中，應當及時丟棄，并重新按照規定進行混合和使用。在使用粘合劑完成保溫瓷磚的粘貼之后，15 min之后不可再對瓷磚進行挪動。

4 結語

本次研究所制備的粘合劑具有粘接強度高，不返堿，耐老化以及耐水等特點。施工工藝十分簡單，快捷，有利于提高施工效率。具備很高的工程施工應用可行性。使用之后，瓷磚的整體粘貼效果理想，經過一段時間的觀察，未出現瓷磚脫落的情況。另外，該粘合劑的制作成本較低，粘合質量高，施工應用效果理想。

【參考文獻】

［1］ ??路希鑫，錢浩，王申杰，等.外墻無機纖維真空保溫板智慧化施工技術[J].新型建筑材料，2021，48（7）：30-33.

[2] 李永生，宿玉勝，劉大彬，等.既有居住建筑節能改造瓷磚外墻處理分析[J].新型建筑材料，2020，47（6）：110-113.

[3] 羅建光，李玉海.水泥基陶瓷磚膠粘劑在水養護過程中拉拔強度變化趨勢淺析[J].建材發展導向（下），2022，20（4）：1-3.

[4] 謝正奮，楊瑞環，張爍，等.陶瓷磚膠粘劑放射性測量不確定度分析研究[J].廣東建材，2022，38（7）：30-33.

[5] 冉東升.環境因素對瓷磚膠粘結性能的影響[J].陶瓷，2020（10）：50-53.

[6] ?黃雨辰，張永明.瓷磚粘結體系中聚合物水泥防水涂膜的性能研究[J].新型建筑材料，2021，48（11）：108-111.

[7] 謝汝忠.高檔有釉陶瓷磚用球粘土研究[J].佛山陶瓷，2020，30（12）：9-11.

[8] 許雷，陳光.干混陶瓷磚粘結砂漿增效劑的研究[J].廣東建材，2020，36（3）：5-8.

[9] 張琨健.基于正交設計的陶瓷磚粘結強度影響因素分析[J].陶瓷，2021（9）：35-38.

[10] ?王劭勃，張煒，姜海波，等.機制砂及其級配對水泥基瓷磚粘結劑收縮的影響分析[J].廣東建材，2021，37（9）：3-5.

[11] ?畢鑫磊，林濤，林宏偉.聚合物改性水泥基防水灰漿與瓷磚鋪貼系統粘結性能研究[J].江西建材，2020，（12）：20-21 .

[12] 李東鋒.房屋建筑外表面陶瓷磚膠粘劑的制備與性能研究[J].中國膠粘劑，2021，30（8）：50-54.

[13] 于周.廢磚粉在陶瓷磚粘結砂漿中的應用研究[D].濟南：山東科技大學，2020.

[14] ?何俊鵬，張碩，彭方靈，等.單組分背膠在瓷磚鋪貼中的作用及機理研究[J].新型建筑材料，2022，49（5）：25-28.

[15] 李文杰，高恒.加氣混凝土砌塊內墻飾面磚粘貼系統研究[J].新型建筑材料，2020，47（3）：93-95.

[16] ?付毅群，廖國勝，龔瑾，等.粒化高爐礦渣粉改性瓷磚背膠的性能研究[J].新型建筑材料，2020，47（6）：59-62.