瓷砖粘结干粉砂浆化学外加剂的应用综述

0 前言
建筑物墙面瓷砖的粘结问题已引起人们越来越广泛的关注。传统的瓷砖粘结砂浆已不能满足施工工艺的要求, 而薄层工艺对粘结砂浆的组成和性能也提出了更高的要求。因此, 瓷砖粘结砂浆的化学外加剂也成了瓷砖以及瓷砖粘结剂生产企业和建筑施工企业十分关心的问题。

1 纤维素醚
目前在干粉砂浆中使用的纤维素醚主要是甲基羟乙基纤维素醚(MHEC) 和甲基羟丙基纤维素醚(MHPC) 。甲基纤维素醚起着保水、增稠、改善施工性能作用。良好的保水性能确保砂浆不会由于缺水、水泥水化不完全而导致的起砂、起粉和强度降低; 增稠效果使得湿砂浆的结构强度大大增强, 提高粘结砂浆的抗下垂能力, 同时甲基纤维素醚的加入可以明显改善砂浆的早期粘结强度, 抵抗较强的剪力以防止瓷砖滑落。

图1 保水性随甲基纤维素醚添加量变化曲线
图1 可以看出, 砂浆的保水性随着甲基纤维素醚添加量的增加而提高。黏度越高其保水性越好,这是因为纤维素醚的聚合作用, 使砂浆的流动性下降, 而粘结强度急剧增加, 但黏度越高纤维素醚的分子量越高, 其溶解性能就会相应降低, 这对砂浆的强度和施工性能有负面影响, 所以在施工时要选择黏度合适的甲基纤维素醚来改善砂浆结构强度,以达到优良的粘结效果。

2 可再分散乳胶粉
可再分散乳胶粉是高分子聚合物乳胶经喷雾干燥, 以及后续处理而成的粉状热塑性树脂, 能增加干粉砂浆的内聚力、粘聚力和柔韧性。现在我们以加入可再分散乳胶粉RE5010 为例来研究其对砂浆的影响。由图2 可以看出, 随着RE5010 掺量的增加, 砂浆拌和物的随水量略有增加, 流动性下降, 即砂浆的粘聚性增加, 而砂浆的分层度大大降低, 同时砂浆的粘结强度也有很大改善, 保水性得到很大提高, 保证了粘结砂浆的和易性和施工行能。当乳胶粉的掺量达到1.5%时, 砂浆的粘结强度提高了近3 倍。
当干粉砂浆加入水搅拌时, 在亲水性的保护胶体以及机械剪切力的作用下, 胶粉颗粒分散到水中, 形成乳液, 然后随着水分的蒸发, 乳液再次脱水, 聚合物在砂浆中形成了由无机和有机粘结剂构成的框架体系, 在这一体系中由于胶粉形成的高分子树脂薄膜的拉伸强度高于水硬性材料一个数量级以上, 使得砂浆自身强度得以提高, 即内聚力得以提高, 由于聚合物的柔性, 形变能力远高于由水泥等形成的刚性结构, 砂浆的可变性得以提高,从而提高了砂浆的抗裂能力。随着可再分散乳胶掺量的增加, 整个体系向塑性方向发展。从图中我们还可以看出当乳胶粉的掺量达到1.5%后, 砂浆的粘结强度提高不是很大, 基本上趋于平缓趋势。

3 减水剂
减水剂一般为表面活性剂, 加入减水剂使砂浆在不减少水泥用水量的情况下, 改善新拌砂浆的工作性能, 提高砂浆的流动性。减水剂的减水作用主要是通过减水剂的吸附和分散作用所致。砂浆中的
水泥在其硬化过程中, 由于水泥矿物中带不同电荷的相分, 而正负电荷的相互吸引将导致砂浆产生絮凝结构, 在这些絮凝结构中包裹着许多拌合水, 所以降低了新拌砂浆的和易性, 加入减水剂可将这些多余的水分释放出来, 使水泥水化, 提高其和易性。纤维在干粉砂浆中具有良好的分散性, 能够均匀无序的分散于水泥砂浆基体中, 这样水泥砂浆基体在受到外力或内应力变化时, 纤维对微裂缝的扩展起到一定的限制和阻碍作用。数以亿计的纤维纵横交错, 各向同性, 均匀分布, 使得微裂缝的扩展受到重重阻挠, 微裂缝无法越过这些纤维而继续发展, 只能沿着纤维与水泥基体之间的界面绕道而行, 裂是需要能量的, 要裂下去必须打破纤维的层层包围, 而仅靠应力所产生的能量是微不足道的,只能被这些纤维消耗殆尽。所以由于数目巨大的纤维的存在, 即消耗了能量又缓解了应力, 阻止裂纹的进一步扩展, 起到了阻断裂缝的作用。
影响纤维砂浆增强韧效果的因素主要有: ①纤维的种类; ②纤维的表面性能。一般认为: 纤维过长, 长径比过高会影响水泥浆体的流变性, 并且不易分散均匀; 纤维过短, 长径比过低, 则水泥浆体的塑性何其他力学性能增效甚微; ③纤维与基体界面的粘结强度。纤维增强砂浆的力学性能主要取决于基体的物理性质、纤维的物理性质以及两者之间的粘结强度。当基体与纤维确定后, 纤维与基体之间的粘结强度就成为决定硬化后物质性能的主要因素。将纤维异化、对纤维进行表面改性处理均可以增强纤维与基体之间的粘结强度; ④纤维的掺量。
大量的试验表明, 在砂浆中加入少量的合成纤维对砂浆的搞压强度影响不大, 而对其抗菌素弯强度, 塑性收缩、抗冲击性、耐磨损性都有明显的提高。

4 加入聚合物外加剂的粘结砂浆的技术优势
1) 工艺先进采用薄层施工技术。在调配好的胶糊状, 用锯齿刮涂出厚度均匀的粘结层, 再将瓷夸推揉压入粘结层中的粘结砂浆中。施工工艺节约用量, 更瓷砖不必预先浸泡或润湿, 加上粘结大块瓷砖
2) 节约材料用量粘结胶布层薄到1.5mm, 大幅度降低材料用量, 从而提高警惕经济效益。
3) 稳定的产品质量工厂预先干拌混合, 质量稳定; 加水搅拌, 简单方便, 可以保证的质量。

5 结语
1) 掺加甲基纤维素醚, 可提高砂浆的保水性并可增加其稠度, 提高其早期粘结强度, 并且随着其掺量的增加效果明显。
2) 可再分散胶粉的加入可提高砂浆的粘结性、抗折强度、塑性及施工和易性, 使粘结砂浆的粘结性能明显改善。
3) 减水剂的加入不但可以减少用水量, 提高新拌砂浆的工作性能, 而且它所引入的气体进一提高了新拌砂浆的柔性、工作性及耐久性。
4) 纤维的加入不但可以提高砂浆的抗裂性能而且对其弯强度削弱, 塑性收缩、抗渗性, 抗冲击性、抗磨性、耐磨损性都有明显的提高警。
此外这些聚合物外加入所引入的一定量的气泡, 改善了砂浆的性能, 所以在不加气剂的情况下,也可达到引气的要求, 从而可以在一定程度上降低砂浆的成本。

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