瓷磚背膠在不同環(huán)境下的粘接強(qiáng)度研究

隨著瓷磚制造技術(shù)的發(fā)展以及人們的裝飾材料的要求提高，瓷磚產(chǎn)品越來(lái)越多樣化，部分產(chǎn)品已逐漸向更大更重和更低的吸水率轉(zhuǎn)變，因此對(duì)與瓷磚的粘結(jié)劑也有了更高的要求。在傳統(tǒng)的瓷磚鋪貼工藝中，多采用水泥黃沙制備的水泥砂漿，其在固化過(guò)程中會(huì)收縮開(kāi)裂，造成瓷磚空鼓脫落，特別在低吸水率瓷磚上，水泥砂漿的粘接性能極其有限。另外就是傳統(tǒng)的工人未進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的訓(xùn)練，在水泥砂漿的調(diào)配及鋪貼中多依賴(lài)于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)或喜好，導(dǎo)致施工水平參差不齊，掉磚現(xiàn)象頻發(fā)。瓷磚背膠是一種新型的瓷磚粘接材料，施工方便，配合水泥砂漿或瓷磚膠使用時(shí)，能有效增強(qiáng)對(duì)瓷磚與基材的粘接強(qiáng)度，近幾年在瓷磚鋪貼領(lǐng)域得到了大力的發(fā)展和推廣?，F(xiàn)今市面上的瓷磚背膠品類(lèi)繁多，魚(yú)龍混雜，而消費(fèi)者對(duì)此類(lèi)新興產(chǎn)品的認(rèn)知度普遍較低，容易被各類(lèi)宣傳所誤導(dǎo)［1-2］。研究通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，對(duì)比市面常見(jiàn)的幾類(lèi)瓷磚背膠在不同條件下的粘接性能，為瓷磚背膠的應(yīng)用提供理論依據(jù)［3-5］。

１ 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

    硅酸鹽水泥：P·042.5，安徽海螺水泥股份有限公司；河砂：60～120目，廣州志成新材料公司；玻化磚：吸水率＜0.5％ ，市售；細(xì)炻磚：吸水率 5％ ，市售；陶瓷磚：吸水率 ＞10％ ，市售；羥丙基甲基纖維素：HPMC100000S，山東赫達(dá)股份有限公司；瓷磚膠：C1型，德高（廣州）建材有限公司；水泥砂漿塊：70 mm X 70 mm X 20mm，標(biāo)格達(dá)精密儀器（廣州）有限公司；乳液型單組分瓷磚背膠A：工業(yè)級(jí)，市售；干粉型瓷磚背膠B：工業(yè)級(jí)，市售；雙組分瓷磚背膠C：工業(yè)級(jí)，市售。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

    ..拉力試驗(yàn)機(jī)：東莞天誠(chéng)；DHL7-9053A電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏；SFJ-400高速分散機(jī)：上?，F(xiàn)代：LRH-100CA低 溫 培 養(yǎng) 箱：上海一恒；SGS-350B砂漿干縮養(yǎng)護(hù)箱：獻(xiàn)縣鵬翼；NDJ-8S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)：上海軒澄。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

    （1） 瓷磚背膠的刷／刮涂：將清理好的瓷磚背面，去除灰塵、脫模劑等雜物，再薄刷一層乳液型單組分瓷磚背膠，或按說(shuō)明書(shū)比例加水混合的干粉型瓷磚背膠，涂抹均勻，然后晾置3～4ｈ，待其干燥后，用水泥砂漿或瓷磚膠進(jìn)行粘貼。雙組分瓷磚背膠按說(shuō)明書(shū)比例混合均勻后， 用批刀薄刮一層，在20min內(nèi)用水泥砂漿或瓷磚膠進(jìn)行粘貼；

    （2）基準(zhǔn)砂漿的制備：將普通水泥砂漿按 ｍ（水泥）：ｍ（石英砂）：ｍ（纖維素）：ｍ（水）＝1000：1000：4:200的比例進(jìn)行混合；

    （3）試樣的制作：按照 JC/T547-2017用帶鋸齒刮刀在水泥塊上批刮水泥砂漿／ 瓷磚膠，再鋪貼瓷磚，然后用2KG的砝碼試壓30S；

    （4）試樣的養(yǎng)護(hù)：按照 JC/T547-2017有關(guān)原粘接強(qiáng)度、浸水后、熱老化以及凍融后的粘接強(qiáng)度的相關(guān)養(yǎng)護(hù)要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

    （5）養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，用環(huán)氧AB膠將拉拔頭粘接在瓷磚上，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中放置24h后進(jìn)行粘接強(qiáng)度測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的粘接強(qiáng)度

    對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下水泥砂漿與瓷磚膠及其二者與3種背膠產(chǎn)品搭配使用時(shí)，對(duì)吸水率0.5％ 的?；u的粘接強(qiáng)度的不同。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不同粘接材料的粘接強(qiáng)度，如圖1所示。

    從圖1可以看出，單純的水泥砂漿對(duì)低吸水率玻化磚的粘接強(qiáng)度不佳，僅為0.28mpa，但當(dāng)與乳液型背膠搭配使用后其原粘接強(qiáng)度可達(dá)到0.84Mpa，與干粉型背膠搭配也可達(dá)到0.75Mpa，均達(dá)到了 JC/T547-2017中C1 級(jí)的要求。與雙組分背膠搭配后其粘接強(qiáng)度達(dá)到了1.21MPa，達(dá)到C2 級(jí)的要求?？梢?jiàn)，不同種類(lèi)的背膠對(duì)水泥砂漿的粘接強(qiáng)度均有明顯的增效，其中雙組分背膠的增效.為顯著。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的水泥砂漿主要是通過(guò)滲入瓷磚的空隙中而起到的嵌固作用（圖2），隨著瓷磚的吸水率降低，密度變大，致密性更高，瓷磚上的孔隙率降低，水泥砂漿的嵌固效果不佳，導(dǎo)致粘接強(qiáng)度下降。而瓷磚背膠可以在瓷磚背面形成一層具有粘接強(qiáng)度的聚合物薄膜，在瓷磚與水泥砂漿中起到良好的橋接作用，形成牢固的化學(xué)和物理粘接力，顯著了提高水泥砂漿對(duì)瓷磚的粘接強(qiáng)度。雙組分背膠則除了上述的聚合物薄膜所起到的增效之外，其還增加了的無(wú)機(jī)組分以及通過(guò)造毛增加表面孔隙率可以為水泥砂漿提供更多的結(jié)合點(diǎn)，因此效果更加顯著［6-7］。

    另外，相比于水泥砂漿，使用瓷磚膠作為粘接材料對(duì)低吸水率瓷磚具有更高的粘接強(qiáng)度，與背膠搭配使用，粘接強(qiáng)度更強(qiáng)。因?yàn)榇纱u膠的組分中包含了水泥、細(xì)砂、膠粉和一些功能助劑，其中膠粉可以降低水泥用量、增加柔韌性，降低收縮、增加內(nèi)聚性，提高粘接強(qiáng)度的作用，而功能助劑起到提供良好的和易性和施工性、保水性，保證水泥充分水化。

2.2 浸水養(yǎng)護(hù)條件下的粘接強(qiáng)度

    圖3是不同粘接材料經(jīng)過(guò)浸水養(yǎng)護(hù)后的粘接強(qiáng)度。其對(duì)比圖1可以發(fā)現(xiàn)，浸水之后，除了水泥砂漿之外，其他各試樣的粘接強(qiáng)度較標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣的粘接強(qiáng)度都有一定程度的下降。這是因?yàn)樵诮h(huán)境條件下，水泥的水化更加充分，強(qiáng)度增強(qiáng)，提高了機(jī)械嵌固力。而含有聚合物乳液或膠粉的其他試樣，由于受到水的入侵，提供粘接作用的聚合物膜的形態(tài)發(fā)生了溶脹，聚合物強(qiáng)度下降，化學(xué)與物理粘接力下降［8-11］，雖其中的水泥基強(qiáng)度有一定程度增強(qiáng)，但整體粘接強(qiáng)度仍呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)。

2.3 熱老化養(yǎng)護(hù)條件下的粘接強(qiáng)度

    熱老化狀態(tài)下不同粘接材料的粘接強(qiáng)度如圖4所示。

    從圖4可以看出，在高溫養(yǎng)護(hù)下，水泥砂漿的粘接強(qiáng)度有一定程度下降，這是由于水泥干燥過(guò)快，水化不充分因其的強(qiáng)度減弱。而瓷磚膠和使用瓷磚背膠的試樣的粘接強(qiáng)度則有不同程度的提高，因?yàn)殡S著溫度的升高，使得聚合物鏈段充分的舒展和交聯(lián)，提高了對(duì)水泥砂漿層的滲透，降低孔隙率，從而使粘接力大幅度上升［7-13］。

2.4 凍融養(yǎng)護(hù)條件下的粘接強(qiáng)度

    在經(jīng)過(guò)浸水、凍結(jié)和解凍的多次循環(huán)之后，各試樣的粘接強(qiáng)度都有明顯的下降（見(jiàn)圖5）。這是由于凍融環(huán)境下晶體膨脹和收縮的反復(fù)作用，降低了聚合物膜的柔韌性，因此此時(shí)粘接強(qiáng)度比浸水時(shí)粘接強(qiáng)度略低［6］。以及在降溫過(guò)程中，加劇瓷磚與砂漿的相對(duì)變形、加速界面損傷的萌生和擴(kuò)展，使得損傷面積和脫粘面積分別增加［12］。

2.5不同吸水率瓷磚的粘接強(qiáng)度

    不同吸水率瓷磚對(duì)不同瓷磚粘接材料的粘接強(qiáng)度，結(jié)果如圖6所示。

    由圖 6可知，水泥砂漿對(duì)低吸水率瓷磚的粘接強(qiáng)度極低，而對(duì) 10% 吸水率瓷磚的粘接強(qiáng)度則能達(dá)到JC/T547-2017中C1級(jí)的要求。而瓷磚膠和各瓷磚背膠對(duì)瓷磚的粘接強(qiáng)度也隨著吸水率的增大而增大。這說(shuō)明隨著瓷磚吸水率的增大，不同的瓷磚粘接材料對(duì)瓷磚的粘接強(qiáng)度均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說(shuō)明瓷磚的吸水率對(duì)瓷磚粘接強(qiáng)度有很大影響。這是因?yàn)楸趁娴目紫堵试礁?，比表面積越大，使得水泥砂漿可以更好的滲透進(jìn)孔隙中，達(dá)到更好的嵌固效果。瓷磚背膠也同樣與瓷磚有了更大的粘接面，粘接強(qiáng)度更強(qiáng)。由此也可知，吸水率越低的瓷磚對(duì)瓷磚粘接材料的要求就越高［6］。

2.6 不同瓷磚背膠粘接強(qiáng)度的斷裂面

    在瓷磚背膠的粘接強(qiáng)度試驗(yàn)中，不同的瓷磚背膠的斷裂面情況都有不同，具體如圖7所示。

    從圖7可以看出，乳液型背膠的斷裂面為水泥砂漿與水泥砂漿塊的粘接面，說(shuō)明乳液型背膠與瓷磚及水泥砂漿三者之間的粘接強(qiáng)度大于水泥砂漿與水泥砂漿塊的粘接強(qiáng)度。干粉型背膠的斷裂面為干粉背膠層與瓷磚的粘接面，說(shuō)明所試驗(yàn)值等于粘接強(qiáng)度。而雙組分背膠的破壞形式為水泥砂漿層的內(nèi)聚破壞［14］，也說(shuō)明其與瓷磚及水泥砂漿三者之間的粘接力大于水泥砂漿自身的內(nèi)聚力。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可得試樣的粘接強(qiáng)度大小依次為：雙組分背膠、乳液型背膠、干粉型背膠。

３ 結(jié)語(yǔ)

    （1）通過(guò)測(cè)試市售的3類(lèi)背膠產(chǎn)品，表明瓷磚背膠對(duì)水泥砂漿、瓷磚膠都有一定的增強(qiáng)效果，其增強(qiáng)程度大小依次分別為雙組分背膠、乳液型背膠、干粉型背膠；

    （2）雙組分瓷磚背膠在浸水、凍融和熱老化都能比其他兩類(lèi)背膠產(chǎn)品保持更好的粘接強(qiáng)度，與瓷磚膠搭配使用時(shí)整體粘接強(qiáng)度更強(qiáng)；

    （3）隨著瓷磚吸水率的增大，不同的瓷磚粘接材料對(duì)瓷磚的粘接強(qiáng)度均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，吸水率越低的瓷磚對(duì)瓷磚粘接材料的要求就越高。