水溶性聚乙烯醇建筑膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度檢測方法探討

張成銀，楊志，朱田生

（1.安徽省水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院，安徽 蚌埠 233000 2.安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)測站，安徽 蚌埠 233000）

1 概述

建筑膩?zhàn)佑址Q填泥，是伴隨我國近20年來房地產(chǎn)開發(fā)而逐步被大家認(rèn)識(shí)的，是平整墻體表面的一種裝飾型材料，是一種厚漿狀涂料。建筑裝飾工程中，刮膩?zhàn)邮撬⑼苛媳夭豢缮俚囊坏拦ば?。膩?zhàn)拥那吧硎谴蠹沂熘哪ㄔ趬γ嫔系幕覞{，由石灰膏、水泥和石渣或砂組成，與水拌和成石渣漿或砂漿，然后抹到墻面上使墻體平整，但這種灰漿抹成的墻體飾面易開裂、脫落、變色和耐久性差，且不能刷涂[1][2]。隨著我國建筑裝飾行業(yè)的不斷發(fā)展，對內(nèi)外墻裝飾質(zhì)量要求也不斷提高，不止要求能夠找平，還要求具有更多功能性，故傳統(tǒng)的灰漿已經(jīng)無法滿足此種要求，而建筑膩?zhàn)觿t替代灰漿迅速發(fā)展起來。

隨著建筑膩?zhàn)庸こ塘康脑龆?，出現(xiàn)了一些較為普遍的工程質(zhì)量問題，其中嚴(yán)重的是涂裝完成經(jīng)過一段時(shí)間后，墻體出現(xiàn)龜裂、起鼓、脫落等現(xiàn)象，這不但給建筑物帶來損失，還使涂料喪失了裝飾性。其實(shí)該問題的出現(xiàn)通常并不是由面層涂料引起的，很多情況下是由于基面處理材料——膩?zhàn)拥馁|(zhì)量所致[3]，由此可見建筑膩?zhàn)釉谕苛涎b飾中有著至關(guān)重要的地位，它的質(zhì)量好壞直接影響涂料飾面的裝飾性和耐久性[4][5]。

水溶性聚乙烯醇建筑膠粘結(jié)劑是以聚乙烯醇為主要原料，經(jīng)化學(xué)改性制得的水性高分子建筑膠粘劑，主要適用于配制墻面膩?zhàn)印Ｆ涫褂梅椒ㄖ饕桥c碳酸鈣粉混合，加水拌和，制成墻面膩?zhàn)舆M(jìn)行使用，在實(shí)際工程中，其最多的是與雙飛粉混合使用。而水溶性聚乙烯醇建筑膠粘結(jié)劑與碳酸鈣粉混合后，制成的膩?zhàn)拥恼辰Y(jié)強(qiáng)度大小，決定了膩?zhàn)訉邮欠駮?huì)出現(xiàn)起鼓、脫落等現(xiàn)象。相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對其粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行了規(guī)定，即其粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于等于0.5MPa。可見粘結(jié)強(qiáng)度是水溶性聚乙烯醇建筑膠粘結(jié)劑的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，因此，粘結(jié)強(qiáng)度的檢測方法也是我們研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

2 標(biāo)準(zhǔn)中的檢測方法及應(yīng)注意的問題

2.1 標(biāo)準(zhǔn)中的檢測方法

按照標(biāo)準(zhǔn)《水溶性聚乙烯醇建筑膠粘劑》（JC/T438-2006）[3]中的檢測方法試驗(yàn)步驟為：

①取方解石粉120g，加入待測樣品19g及水19g，充分?jǐn)嚢璩筛酄顫{料。若樣品粘結(jié)強(qiáng)度較大難以攪拌，可適當(dāng)增加水量至易于拌和。

②將內(nèi)部尺寸40mm×40mm×1mm、外部尺寸70mm×70mm×1mm的硬聚乙烯或金屬型框置于70mm×70mm×20mm的砂漿塊上，將拌和好的漿料填滿型框，用刮刀平整表面，除去型框，同時(shí)在40mm×40mm×10mm水泥砂漿塊上薄刮一層約0.1～0.2mm厚的漿料，然后二者對放，輕輕按壓，在試驗(yàn)條件下養(yǎng)護(hù)7d，即為試件，同時(shí)制備5個(gè)試件。

③在養(yǎng)護(hù)期滿前24h，將試件置于水平狀態(tài)，用雙組分環(huán)氧樹脂或類似常溫固化高強(qiáng)度粘結(jié)劑均勻涂布于試件（40mm×40mm×10mm水泥砂漿塊）表面，并在其上面輕放鋼制上夾具，加約1kg砝碼，除去周圍溢出粘結(jié)劑，放置24h，除去砝碼，在拉力試驗(yàn)機(jī)上安裝鋼制下夾具和鋼制墊板，在拉力機(jī)上沿試件表面垂直方向，以5mm/min的拉伸速度，測定最大拉伸荷載。

④粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算公式為

式中，σ為粘結(jié)強(qiáng)度MPa；P為最大拉伸荷載，N；A為膠接面積，mm。

2.2 試驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題，以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

①試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對砂漿塊的表面進(jìn)行處理

砂漿塊表面處理包括清除表面的灰塵、油污和疏松物，以減輕和消除表面缺陷。如未去除表面浮漿，則會(huì)形成隔離層，使得涂料與砂漿塊之間粘結(jié)不良，會(huì)造成測試結(jié)果的離散性較大，進(jìn)而導(dǎo)致測試的粘結(jié)強(qiáng)度偏小。

②砂漿塊的配合比與成型方式應(yīng)嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定

水泥是具有剛性、多孔性和膠結(jié)能力的建筑材料。水灰比、膠砂比不同，水泥參與水化的程度就會(huì)受到影響，導(dǎo)致強(qiáng)度也不同。如果砂漿塊的強(qiáng)度過低，其表面粗糙程度較大，造成涂料與其接觸的比表面積較小，故最終測得的粘結(jié)強(qiáng)度也較小。砂漿塊的強(qiáng)度偏低還會(huì)引起表面掉粉、起砂、開裂和剝離，進(jìn)而也會(huì)影響涂料的粘結(jié)強(qiáng)度。因此，試驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)中砂漿塊的制作方法和規(guī)定的配合比，以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

③拉伸時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制受力方向與膠結(jié)面的垂直度

當(dāng)拉伸應(yīng)力與膠結(jié)面互相垂直，且通過膠結(jié)面中心均勻地分布在整個(gè)膠結(jié)面上，這時(shí)的應(yīng)力是均勻拉伸；當(dāng)拉伸應(yīng)力分布在整個(gè)膠結(jié)面上，但力呈不均勻分布，這時(shí)的應(yīng)力是不均勻拉伸。當(dāng)粘結(jié)接頭受到垂直于粘結(jié)面應(yīng)力作用時(shí)，拉應(yīng)力分布較均勻，此時(shí)所測得的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度最大。由于受到拉力試驗(yàn)機(jī)的制約，試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)拉伸應(yīng)力不垂直于膠結(jié)面，此時(shí)就存在劈應(yīng)力，而使邊緣應(yīng)力集中并急劇增加。當(dāng)邊界應(yīng)力大到一個(gè)臨界值時(shí)，膠層邊緣就發(fā)生開裂，裂縫迅速地?cái)U(kuò)展到整個(gè)膠結(jié)面上，使得所測的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度偏小，因此，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量使拉伸應(yīng)力與膠結(jié)面垂直，以保證所測得的粘結(jié)強(qiáng)度數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

3 檢測方法中存在的問題探討

在標(biāo)準(zhǔn)JC/T438-2006中規(guī)定了“方解石粉、待測樣品和水的比例為：方解石粉：膠粘劑：水 =120：19：19（質(zhì)量比），若根據(jù)上述配比所制成的樣品粘度過大難以拌和，可適量增加加水量至易于拌和”。本文認(rèn)為上述試樣拌和方法存在一定的問題，當(dāng)試樣按照上述規(guī)范規(guī)定的配比拌和，粘度過大時(shí)，需要增加的水量表述過于籠統(tǒng)。因?yàn)?，不同的試?yàn)人員對“易于拌和”理解不同，故拌和時(shí)同一待測樣品，不同的試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所加的水量也不相同，而加水量的變化，對粘結(jié)強(qiáng)度有著很大的影響，故本文進(jìn)行了用水量對粘結(jié)強(qiáng)度影響程度的試驗(yàn)。

采用5個(gè)配比進(jìn)行試驗(yàn)，即方解石粉和膠粘劑用量不變，用水量進(jìn)行變化，由于試驗(yàn)時(shí)采用水與膠粘劑的比例為1：1時(shí)，拌和出的試樣粘度過大，故試驗(yàn)時(shí)采用易于拌和的配比進(jìn)行試驗(yàn)，具體配比見表1。

試驗(yàn)配比 表1

水和膠粘劑質(zhì)量比與粘結(jié)強(qiáng)度的關(guān)系見圖1，粘結(jié)強(qiáng)度增長速率與水和膠粘劑質(zhì)量比的關(guān)系見圖2。

圖1 水和膠粘劑質(zhì)量比與粘結(jié)強(qiáng)度的關(guān)系

圖2 粘結(jié)強(qiáng)度隨著水和膠粘劑質(zhì)量比的增長關(guān)系

由圖1和圖2可以看出：雖然上述配比的樣品拌和出的試樣均易于拌和，且均易于施工，但其粘結(jié)強(qiáng)度相差較大，且水與膠粘劑質(zhì)量比越小，其粘結(jié)強(qiáng)度越大；隨著水和膠粘劑質(zhì)量比的減小，粘結(jié)強(qiáng)度的增長速率也是逐漸增大的。因此，在試驗(yàn)時(shí)，如果按照規(guī)范規(guī)定的配比進(jìn)行拌和，拌和出的試樣過于粘稠、其粘度太大，需增加用水量時(shí)，由于規(guī)范沒有明確規(guī)定用水量的增加值，只是規(guī)定增加至易于拌和，因此，不同的實(shí)驗(yàn)人員對易于拌和的理解不同，這就會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果的多樣性。故本文認(rèn)為，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對加水量進(jìn)行量化，使得拌和物的粘度達(dá)到某一指標(biāo)（該粘度下涂料應(yīng)易于施工）時(shí)，再進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度的測試。

4 結(jié)論

①水與膠粘劑質(zhì)量比越小，其粘結(jié)強(qiáng)度越大；隨著水與膠粘劑質(zhì)量比的減小，粘結(jié)強(qiáng)度的增長速率是逐漸增大的；

②雖然膩?zhàn)右驯粡V泛應(yīng)用于建筑裝飾工程中，但在實(shí)際工程中膩?zhàn)訉拥钠鸸?、開裂已成為普遍現(xiàn)象，而引起膩?zhàn)訉悠鸸?、開裂的主要原因是膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度不符合規(guī)范要求，因此，應(yīng)保證粘結(jié)劑粘結(jié)強(qiáng)度檢測方法的規(guī)范性和合理性，進(jìn)而得到真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。