防水型瓷磚膠粘劑性能測(cè)試方法探究

華麗 賀海量 周常林 解修強(qiáng)

（1 廣州協(xié)堡建材有限公司；2 湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）

0 引言

隨著民用建材市場(chǎng)的不斷發(fā)展和變化，墻體結(jié)構(gòu)做防水層處理，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，進(jìn)而出現(xiàn)了在防水層上進(jìn)行粘貼瓷磚的施工工藝，這就對(duì)陶瓷磚的粘接劑的性能要求也越來(lái)越高[1]。防水層與瓷磚粘結(jié)劑在性能上差異，大大增加了瓷磚脫落空鼓的風(fēng)險(xiǎn)，而且瓷磚粘結(jié)劑經(jīng)常使用在廚衛(wèi)、外墻等很容易接觸到水的環(huán)境下，所以市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種既能替代防水層又能粘貼瓷磚的防水型粘結(jié)劑，可以實(shí)現(xiàn)防水、粘磚一次性施工完成，在節(jié)約人工和縮短施工時(shí)間的同時(shí)又能避免防水層與瓷磚粘結(jié)劑之間的空鼓[2]。在現(xiàn)行JC/T547-2017《陶瓷膠粘劑》的標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)粘結(jié)劑的防水性能未做要求。在長(zhǎng)期潮濕帶水的環(huán)境下，水通過(guò)瓷磚之間的縫隙滲入粘結(jié)劑內(nèi)部，會(huì)破壞粘結(jié)劑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低膠黏劑的物理力學(xué)性能并引起瓷磚表面產(chǎn)生花白泛霜現(xiàn)象，造成填縫材料發(fā)霉發(fā)臭，嚴(yán)重影響瓷磚的使用壽命和裝飾效果，還有可能破壞房屋的主體結(jié)果，引起墻體滲水，帶來(lái)很大的危害。

在潮濕帶水的環(huán)境下，采用防水型瓷磚粘結(jié)劑進(jìn)行瓷磚粘結(jié)，能有效抵抗水的浸入，避免水對(duì)粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度破壞，保證裝飾和粘貼的長(zhǎng)久性，而且還能有效解決或彌補(bǔ)建筑工程中滲水問(wèn)題，具有較大的實(shí)際意義、應(yīng)用價(jià)值以及市場(chǎng)前景。目前建材行業(yè)有少量防水型瓷磚粘結(jié)劑在售，由于沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家和行業(yè)性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，防水效果參差不齊，探索一種適用于防水瓷磚膠粘劑性能的測(cè)試方法是非常必要的。防水型瓷磚膠粘劑，粘結(jié)瓷磚的同時(shí)又能替代防水層，減少了一道防水施工工序，這樣不僅節(jié)約了材料和施工周期，這對(duì)于防水瓷磚膠粘劑市場(chǎng)推廣具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 試驗(yàn)

1.1 材料來(lái)源

試驗(yàn)材料采用來(lái)自廣州協(xié)堡建材有限公司，單組分CF-709 和雙組分CF-712 防水型瓷磚膠粘劑；以及CF-211普通瓷磚粘結(jié)劑進(jìn)行性能測(cè)試方法的探究。

1.2 試驗(yàn)方法

廠家提供的拌合比例為：防水型瓷磚膠單組分SJ-709 粉料與水的質(zhì)量比是1∶0.24；防水型瓷磚膠雙組分SJ-712 粉料組分：液料組分是1∶0.3；CF-211 普通瓷磚粘結(jié)劑與水的質(zhì)量比是1∶0.21，以下試驗(yàn)用產(chǎn)品代號(hào)表示。

按照GB/T17671-2021《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO 法）》制備砂漿拌和物。瓷磚膠粘劑的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、浸水后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、熱老化后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、凍融循環(huán)后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、晾置20min 拉伸粘結(jié)強(qiáng)度依據(jù)JC/T547-2017《陶瓷磚粘結(jié)劑》要求進(jìn)行測(cè)試；抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、吸水率、試件抗?jié)B壓力、涂層抗?jié)B壓力、28d 收縮率、柔韌性能依據(jù)JC/T 984-2011《聚合物水泥防水砂漿》要求的方法進(jìn)行測(cè)試。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)護(hù)條件處理后的瓷磚膠拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試及結(jié)果分析

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JC/T547-2017 7.4.1 的要求進(jìn)行試驗(yàn)試塊成型，并置于對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)及處理?xiàng)l件下，測(cè)試?yán)煺辰Y(jié)強(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 經(jīng)不同處理后的瓷磚膠拉伸粘結(jié)強(qiáng)度

從表1 可以看出CF709 和CF712 防水型瓷磚膠粘結(jié)劑，無(wú)論是浸水處理、熱老化處理、凍融循環(huán)處理還是晾置20min 的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均符合標(biāo)準(zhǔn)≥0.5MPa 的要求。浸水處理后的防水型瓷磚粘結(jié)劑拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降均不超過(guò)30%，CF709 浸水處理后甚至略有上升。其中凍融循環(huán)處理對(duì)其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度影響最大。而普通瓷磚粘結(jié)劑浸水處理和晾置20min 后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降了50%左右，熱老化處理和動(dòng)融循環(huán)處理后下降比例超過(guò)了70%，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降明顯，且檢測(cè)結(jié)果已不符合≥0.5MPa標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 防水砂漿標(biāo)準(zhǔn)條件下的瓷磚粘結(jié)劑性能測(cè)試試驗(yàn)及結(jié)果分析

防水型瓷磚粘結(jié)劑既然要替代防水砂漿層，那么其性能除了滿(mǎn)足瓷磚粘結(jié)劑的要求外也要同時(shí)滿(mǎn)足聚合物水泥防水砂漿的要求。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 984-2011 要求對(duì)3 種產(chǎn)品的抗折、抗壓強(qiáng)度、吸水率、試件抗?jié)B壓力、涂層抗?jié)B壓力、28d 收縮率、柔韌性能進(jìn)行試塊成型及測(cè)試。

從表2 可以看出三種瓷磚粘結(jié)劑均能滿(mǎn)足抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)要求≥18MPa，普通瓷磚粘結(jié)劑的抗壓強(qiáng)度最高，抗折強(qiáng)度卻比標(biāo)準(zhǔn)要求≥6MPa低了12%左右。通過(guò)壓折比也可以看出，普通瓷磚粘結(jié)劑其壓折比為4.45，比標(biāo)準(zhǔn)壓折比3 高出48%，說(shuō)明其較防水型瓷磚粘結(jié)劑偏剛性。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因是相對(duì)于可再分散乳膠粉或者其他提高粘結(jié)強(qiáng)度的聚合物來(lái)說(shuō)水泥的價(jià)格更為低廉，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)惡略，普通瓷磚粘結(jié)劑為了降低材料成本，多數(shù)通過(guò)提高水泥摻量來(lái)提高原始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，而JC/T547-2017《陶瓷膠粘劑》的標(biāo)準(zhǔn)中也未對(duì)抗壓抗折有明確要求，所以普通瓷磚粘結(jié)劑的抗壓強(qiáng)度普遍較高，而抗折強(qiáng)度較低，也側(cè)面反應(yīng)了其硬化后的抗裂性能較差，這也是瓷磚鋪貼工程出現(xiàn)空鼓開(kāi)裂的原因之一。

從表3 可以看出普通型瓷磚粘結(jié)劑其吸水率超出標(biāo)準(zhǔn)要求值95%，防水型瓷磚粘結(jié)劑的吸水率均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的≤6%。低吸水率的瓷磚粘結(jié)劑能夠有效的降低水滲入粘結(jié)劑內(nèi)部，有效降低在長(zhǎng)時(shí)間的泡水情況下水對(duì)膠粘劑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，避免因膠粘劑物理力學(xué)性能降低引起瓷磚表面產(chǎn)生花白泛霜現(xiàn)象。這也從圖1中浸水處理后和凍融循環(huán)處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的變化體現(xiàn)出來(lái)，吸水率低的膠粘劑其處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度損失相對(duì)較小。

表3 不同類(lèi)型瓷磚膠的吸水率測(cè)試結(jié)果

從表4 可以看出CF-211 普通型瓷磚粘結(jié)劑無(wú)論是試件抗?jié)B還是涂層抗?jié)B測(cè)試結(jié)果都不能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，而CF-709和CF-712防水型瓷磚粘結(jié)劑的試件抗?jié)B壓力均能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。但只有CF-712 的涂層抗?jié)B壓力能達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，《聚合物水泥防水砂漿》JC/T 984-2011.2表1.b有明確說(shuō)明：當(dāng)產(chǎn)品使用的厚度不大于5mm 時(shí)測(cè)定涂層試件抗?jié)B壓力；當(dāng)產(chǎn)品使用的厚度大于5mm 時(shí)測(cè)定砂漿試件抗?jié)B壓力。亦可根據(jù)產(chǎn)品用途，選擇測(cè)定涂層或砂漿試件的抗?jié)B壓力。

表4 不同類(lèi)型瓷磚膠試件抗?jié)B壓力、涂層抗?jié)B壓力測(cè)試結(jié)果

從表5 中可以看出，三種產(chǎn)品的收縮率均能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)≤0.3%的要求，其中CF-211普通型瓷磚粘結(jié)劑的收縮率高出其他兩個(gè)單組分瓷磚粘結(jié)劑。

表5 不同類(lèi)型瓷磚膠28d收縮率測(cè)試結(jié)果

通過(guò)表6 中柔韌性能的測(cè)試結(jié)果可以得出，CF-712和CF-709 兩種防水型瓷磚粘結(jié)劑均能滿(mǎn)足防水砂漿≥1mm 的要求，CF-712 雙組份防水型瓷磚粘結(jié)劑表面的柔韌性更大一些。而CF-211 普通型瓷磚粘結(jié)劑的柔韌性遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明其偏剛性，這也印證了表2 中壓折比的數(shù)據(jù)。

表6 不同瓷磚膠28d柔韌性能測(cè)試結(jié)果

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

CF-211 普通瓷磚粘結(jié)劑與CF-709 和CF-712 防水型瓷磚粘結(jié)劑產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因分析：CF-709和CF-712 是通過(guò)摻入大量的防水型丙烯酸類(lèi)可再分散乳膠粉、乳液以及憎水成分使瓷磚粘結(jié)劑達(dá)到防水效果，可再分散乳膠粉在新拌砂漿里復(fù)原形成的聚合物乳液均勻分散，而本身雙組份防水型瓷磚膠的液料組份主要原材料就是聚合物乳液，在砂漿硬化后聚合物乳液失水形成了聚合物膜填充了砂漿內(nèi)部的空隙，砂漿內(nèi)部缺陷減少，再加上憎水劑的輔助作用，使水很難進(jìn)入到硬化后的防水型瓷磚粘結(jié)劑中，所以降低了浸水處理和凍融循環(huán)處理對(duì)砂漿拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響。同時(shí)，也降低了粘結(jié)劑的吸水率，并且大大提高了粘結(jié)劑的抗?jié)B壓力和柔韌性。普通型瓷磚粘結(jié)劑用的可再分散乳膠粉大部分主要成分為EVA 即乙烯與醋酸乙烯共聚物，雖然在砂漿中也能形成聚合物膜填充砂漿的空隙，但其聚合物膜耐水性能相對(duì)較差，所以對(duì)砂漿的防水性能的提高作用不明顯[4,5]。而且為了降低材料成本，多數(shù)普通瓷磚粘結(jié)劑是通過(guò)提高水泥摻量來(lái)提高原始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，單純?cè)黾铀嘤昧恳膊荒苡行Ц纳拼纱u粘結(jié)劑的吸水率和抗?jié)B性能，反而還會(huì)導(dǎo)致其硬化后的收縮率增加，柔韌性較差，這是瓷磚鋪貼工程出現(xiàn)空鼓、開(kāi)裂、脫落的重要原因[6]。

4 結(jié)論

無(wú)論是單組分還是雙組份防水型瓷磚粘結(jié)劑，既然是將瓷磚粘結(jié)劑層與防水層合二為一，那么其性能必須既滿(mǎn)足瓷磚粘結(jié)劑的要求又滿(mǎn)足防水砂漿的要求[7]。其檢查測(cè)試性能至少應(yīng)包括：原始拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、浸水處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、抗折抗壓強(qiáng)度，28d 試塊抗?jié)B壓力、吸水率、收縮率、柔韌性，如有特殊需要可增加涂層抗?jié)B壓力要求、熱老化處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、凍融循環(huán)處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度要求。