環(huán)氧瓷磚填縫劑的研究

韓朝輝，宋明宇，薛光輝

（北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司，北京 101309）

環(huán)氧瓷磚填縫劑的研究

韓朝輝，宋明宇，薛光輝

（北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司，北京 101309）

通過試驗考察了環(huán)氧樹脂與固化劑比例、水泥及鈦白粉用量、粉料與液料比例對瓷磚填縫劑抗壓及抗折強度性能影響。結(jié)果表明：水泥用量增加、環(huán)氧樹脂與固化劑比例增加、鈦白粉用量增加及粉料與液料比例增大，則環(huán)氧填縫劑的抗壓及抗折強度也呈增長趨勢；而經(jīng)凍融循環(huán)處理后，環(huán)氧填縫劑的抗壓及抗折強度變化不明顯。同時，對比了環(huán)氧填縫劑與水泥基填縫劑的防霉效果，結(jié)果顯示，相對于水泥基填縫劑，環(huán)氧填縫劑具有很好的防霉效果。

環(huán)氧樹脂；瓷磚填縫劑；防霉

0 前言

瓷磚因其具有美觀大方、堅硬結(jié)實等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。瓷磚填縫劑作為瓷磚粘貼配套填縫材料，伴隨著瓷磚使用面積增長而增加。隨著人們生活水平及認識提高，瓷磚填縫劑也從最初的白水泥發(fā)展到目前主流聚合物改性水泥基填縫劑。有關(guān)聚合物改性水泥基填縫劑學者們已經(jīng)分別從膠粉型號、減水劑、憎水劑、填料及顏料等方面進行了大量研究[1-4]，大幅度提高了水泥基填縫劑的綜合性能。水泥基填縫劑因水泥水化反應(yīng)，初期呈堿性，具有一定防霉效果。經(jīng)長時間應(yīng)用，空氣中的二氧化碳中和填縫劑中的熟石灰，填縫劑基本呈中性，長期處于潮濕環(huán)境中容易發(fā)霉、變黑，影響整體建筑美觀效果。市場上防霉型水泥基填縫劑中部分添加防霉劑，而水泥基填縫劑因初期強堿性破壞防霉劑的防霉效果，其長期處于濕熱環(huán)境容易出現(xiàn)發(fā)霉、變黑現(xiàn)象。

環(huán)氧樹脂作為防腐材料，特別在濕熱環(huán)境下，仍具有很好的防腐防霉效果。同時，環(huán)氧樹脂與固化劑反應(yīng)固化，硬度大、耐擦洗，也可大幅度降低水泥基填縫劑因水泥水化不充分導致的脫粉現(xiàn)象發(fā)生。因此，本文主要探討環(huán)氧樹脂對瓷磚填縫劑物理力學性能及防霉效果的影響。

1 試驗

1.1 原材料

水性環(huán)氧樹脂乳液：5175，乳白色液體，固含量74%～76%，環(huán)氧當量250～290 g/mol；非離子水性環(huán)氧樹脂固化劑：904，固含量54.3%，胺值180～230 mg（KOH/g），活潑氫當量193 g/mol。環(huán)氧樹脂及固化劑：邦和化工有限公司。普通硅酸鹽白水泥：P·W52.5，阿爾博波特蘭有限公司；石英砂：40～80目和80～120目，石坎世堂礦業(yè)加工廠；鈦白粉，R-902，美國杜邦公司。

1.2 基礎(chǔ)配方

環(huán)氧填縫劑的基礎(chǔ)配方為：m（環(huán)氧樹脂）：m（環(huán)氧固化劑）=1.56：1.00；m（粉料）：m[液料（環(huán)氧及固化劑）]=3.5：1.0；普通硅酸鹽白水泥P·W52.5占總體粉料質(zhì)量的6.25%，鈦白粉占總體粉料質(zhì)量的3.75%，石英砂（40～80目和80～120目）占總體粉料質(zhì)量的90%，m（40～80目石英砂）：m（80～120目石英砂）=2：1。

1.3 環(huán)氧填縫劑的制備方法

首先將粉料按比例混合均勻；然后按配方稱取一定量的環(huán)氧樹脂固化劑加入攪拌容器中，再加入對應(yīng)比例環(huán)氧樹脂，攪拌均勻，最后加入預混均勻粉料，充分攪拌均勻，即制得環(huán)氧填縫劑。

1.4 性能測試方法

抗折強度及抗壓強度按JC/T 1004—2006《陶瓷磚填縫劑》進行測試；環(huán)氧填縫劑防霉性能參考HG/T 3950—2007《抗菌涂料》中相關(guān)方法進行測試，選用黑曲霉進行，菌種培養(yǎng)方式按該標準進行，樣品制備完成后養(yǎng)護24 h，浸泡于菌種液中，在28℃、90%以上相對濕度條件下培養(yǎng)28 d，觀察表面霉菌生長情況。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 粉料與液料比例對環(huán)氧瓷磚填縫劑強度的影響

粉料與液料（環(huán)氧及固化劑）比例分別為3.0：1.0、3.5：1.0 及4.0：1.0，其它材料均按1.2配方固定不變。不同粉料與液料比例對瓷磚填縫劑抗壓及抗折強度的影響如圖1所示。

圖1 粉料與液料比例對填縫劑抗折及抗壓強度的影響

從圖1可以看出，隨著粉料用量的增加，環(huán)氧瓷磚填縫劑抗壓強度保持增長趨勢，抗折強度變化幅度不大。粉料用量增加，環(huán)氧填縫劑稠度和密度增大，孔隙率較低。同時，環(huán)氧填縫劑中水泥石骨架增多。因此，粉料用量增加，環(huán)氧填縫劑抗壓強度提高。根據(jù)環(huán)氧填縫劑稠度，選擇粉料與液料質(zhì)量比以3.5：1.0最佳。

2.2 環(huán)氧及固化劑比例對環(huán)氧瓷磚填縫劑強度的影響

m（粉料）：m[液料（環(huán)氧及固化劑）]=3.5：1.0；鈦白粉用量、水泥用量、石英砂配比及用量均按1.2配方固定不變。環(huán)氧與固化劑質(zhì)量比對環(huán)氧瓷磚填縫劑抗折及抗壓強度的影響如圖2所示。

圖2 環(huán)氧與固化劑比例對填縫劑抗折及抗壓強度的影響

從圖2可見，在試驗用量范圍內(nèi)，隨著固化劑用量降低，環(huán)氧瓷磚填縫劑的抗折及抗壓強度呈增長趨勢。根據(jù)理論計算，環(huán)氧樹脂與固化劑體系中固化劑過量較多，需適當降低其用量。同時，固化劑用量減少，環(huán)氧瓷磚填縫劑中引入的水分相應(yīng)減少，稠度和密度增大，也進一步提高填縫劑抗壓及抗折強度。根據(jù)環(huán)氧填縫劑稠度，選擇環(huán)氧與固化劑質(zhì)量比為1.42：1最佳。

2.3 水泥用量對環(huán)氧瓷磚填縫劑強度的影響

瓷磚填縫劑需進行各種顏色調(diào)整，選擇普通硅酸鹽白水泥P·W52.5進行考察。固定m（粉料）：m[液料（環(huán)氧及固化劑）]=3.5：1.0；m（環(huán)氧樹脂）：m（環(huán)氧固化劑）=1.42：1；鈦白粉用量為粉料質(zhì)量的3.75%；石英砂40～80目與石英砂80～120目按質(zhì)量比2：1補齊粉料質(zhì)量。水泥不同用量對環(huán)氧瓷磚填縫劑抗壓及抗折強度的影響如圖3所示。

圖3 水泥用量對填縫劑抗壓及抗折強度的影響

從圖3可以看出，隨著水泥用量增加，環(huán)氧瓷磚填縫劑的抗壓及抗折強度提高，初期比較明顯，后期變化不明顯。環(huán)氧樹脂添加水泥，水泥水化消耗部分水分，并生成水泥石，與環(huán)氧樹脂固化物相互形成骨架結(jié)構(gòu)。水泥用量增加，水泥石含量增多，密實度也增大，表現(xiàn)為其抗壓及抗折強度提高。經(jīng)凍融循環(huán)處理，環(huán)氧填縫劑的抗壓及抗折強度并沒有明顯變化，保持良好。根據(jù)JC/T 1004—2006及填縫劑白度要求，選擇白水泥占粉料用量的6.25%為宜。

2.4 鈦白粉用量對環(huán)氧瓷磚填縫劑強度的影響

m（環(huán)氧樹脂）：m（環(huán)氧固化劑）=1.42：1；m（粉料）：m（液料）=3.5：1.0；水泥用量為粉料質(zhì)量的6.25%；石英砂40～80目與80～120目按質(zhì)量比2：1補齊粉料質(zhì)量。鈦白粉用量對環(huán)氧瓷磚填縫劑抗壓及抗折強度的影響如圖4所示。

圖4 鈦白粉用量對填縫劑抗壓及抗折強度的影響

從圖4可以看出，在試驗范圍內(nèi)，鈦白粉用量變化，環(huán)氧瓷磚填縫劑的抗壓及抗折強度幾乎保持不變。鈦白粉用量增加，雖可以改變環(huán)氧填縫劑密實度，提高環(huán)氧填縫劑的抗壓強度，但鈦白粉用量變化范圍較小，表現(xiàn)為抗壓及抗折強度變化不明顯。鈦白粉細度較小，其用量較大不易擦洗。根據(jù)填縫劑白度要求，選擇鈦白粉適合摻量為粉料的3.75%。

2.5 環(huán)氧填縫劑與水泥基填縫劑的防霉性能對比

選擇普通水泥基填縫劑、防霉型水泥基填縫劑及環(huán)氧填縫劑進行防霉性能對比，防霉性能測試結(jié)果如圖5所示。圖中從左到右依次分別為環(huán)氧瓷磚填縫劑、普通水泥基填縫劑及防霉型水泥基填縫劑。

從圖5可以看出，相對于水泥基瓷磚填縫劑，環(huán)氧填縫劑的防霉效果最佳，遠優(yōu)于水泥基填縫劑，這與預期的結(jié)果一致。防霉型水泥基瓷磚填縫劑的防霉效果優(yōu)于普通水泥基瓷磚填縫劑，這主要是由于添加防霉劑，一定程度抑制了霉菌生長。

圖5 不同填縫劑的防霉性能對比

3 結(jié)論

（1）在液料組分與粉料質(zhì)量比不變的條件下，隨著水泥用量在試驗范圍內(nèi)增加，環(huán)氧填縫劑的抗壓及抗折強度呈增長趨勢，后期強度基本保持不變，以水泥占粉料質(zhì)量的6.25%為宜。鈦白粉用量改變幅度不大，其對環(huán)氧填縫劑抗壓及抗折強度影響不明顯。

（2）在粉料與液料比例保持不變的條件下，在試驗范圍內(nèi)，隨著環(huán)氧與固化劑比例增大，環(huán)氧填縫劑抗壓及抗折強度呈增長趨勢。當環(huán)氧樹脂與固化劑質(zhì)量比達到1.79時，環(huán)氧填縫劑稠度較大，攪拌困難。

（3）在粉料與液料組分保持不變的條件下，隨著粉料與液料質(zhì)量比從3.0：1.0增大至4.0：1.0，環(huán)氧填縫劑的抗壓強度增長明顯，抗折強度增長不明顯，粉料多，稠度大。最佳m（粉料）：m（液料）為3.5：1.0。

（4）環(huán)氧瓷磚填縫劑經(jīng)25次凍融循環(huán)處理后，其抗壓及抗折強度基本保持不變，穩(wěn)定性能佳。

（5）相對于普通水泥基瓷磚填縫劑及防霉型水泥基填縫劑，環(huán)氧填縫劑的防霉效果明顯優(yōu)于水泥基填縫劑。

[1] 徐迅，李英丁，張鉻，等.彩色顏料在瓷磚填縫劑中的應(yīng)用[J].化學建材，2008，24（2）：33-34.

[2]蘇新祿，熊勃凌，方海紅，等.瓷磚石材粘結(jié)劑和填縫劑返堿的原因及防治措施[J].新型建筑材料，2008（3）：33-35.

[3]吳開勝，張箐燕，管繼南.無可見泛堿水泥基瓷磚填縫劑的研制[J].新型建筑材料，2011（1）：51-53.

[4]張鉻，徐迅，李英丁，等.NanothixB1490在水泥基彩色填縫劑中的應(yīng)用[J].化學建材，2008，24（1）：27-28.

Study on epoxy grout for tile

HAN ChaoHui，SONG Mingyu，XUE Guanghui
（Beijing Oriental Yuhong Waterproof Technology Co.Ltd.，Beijing 101309，China）

Through the experiment，the influences of epoxy resin and curing agent ratio，dosage of Titanium dioxide and cement，the powder and the liquid material ratio on tile grout compressive strength and bending strength were studied.The test results show that：improvement of cement dosage，epoxy resin and curing agent ratio，dosage of titanium dioxide and powder and liquid material ratio can improve the strength of epoxy grout compressive strength and bending strength，and after treatment of freeze-thaw cycles，the bending strength and compressive strength of epoxy grout are no obvious change.At the same time，the contrast of epoxy grout and cement based grout mildew resistance，the results show that：compared with cement-based grout，epoxy grout has good mildewproof effect.

epoxy resin，tile grout，mildewproof

TU57+8.14

A

1001-702X（2015）04-0084-03

2014-10-15；

2014-12-09

韓朝輝，男，1978年生，山西運城人，工程師，主要從事預拌砂漿產(chǎn)品的性能研究。