高性能瓷砖粘结砂浆的制备和应用研究

发布时间：2020-05-27 21:57

【摘要】：我国是瓷砖的生产和应用大国,需要消耗大量的瓷砖粘结材料来粘贴这些瓷砖,市场容量巨大。目前瓷砖种类多样、尺寸不一,需要有针对性的瓷砖粘结砂浆来保证粘贴安全性,避免瓷砖空鼓脱落。我国的瓷砖粘结砂浆应用还在发展的初期阶段,甚至很多工程仍使用现场搅拌水泥砂浆来铺贴瓷砖。国内已有众多生产瓷砖粘结砂浆的企业,但大多数产品为低等级产品,缺乏与瓷砖性能和应用环境相匹配的高性能瓷砖粘结砂浆。本论文针对瓷砖的应用发展需要,以研发适用于铺贴吸水率低、中等尺寸的玻化砖及大尺寸陶瓷薄板的高性能瓷砖粘结砂浆为目标,从配合比优化和掺入功能性添加剂出发,系统研究了它们对砂浆粘结强度等基本性能,抗滑移、晾置时间、柔韧等专项性能的影响规律,开发出两款高性能瓷砖粘结砂浆,并对产品进行试生产和应用。论文首先研究了灰砂比、粗细砂比、矿物掺合料比例和水料比对瓷砖粘结砂浆粘结强度、收缩、抗压抗折强度等性能的影响。结果表明,为提高瓷砖粘结砂浆的粘结强度,同时考虑砂浆的综合性能,从配合比优化设计来看,灰砂比为1:2,粗细砂比为1:2,水料比为0.26,偏高岭土掺量为4%时,效果最佳。砂浆的粘结强度与收缩有密切关系,收缩越大,粘结强度越低;早期和后期收缩率差值越大,后期粘结强度降低幅度越大。采用薄层砂浆铺贴瓷砖有利于减少砂浆的收缩率,且早、后期收缩率差值小,可保证长期粘结强度。接着,论文研究了纤维素醚掺量、可再分散性乳胶粉种类和掺量对瓷砖粘结砂浆的晾置时间、抗滑移性能和柔韧性三个特殊性能的影响。结果表明,选用具有优异保水性和增稠性、能使砂浆有更高屈服值的高改性甲基羟乙基纤维素醚B,适宜掺量为0.3%-0.4%时,可使砂浆的晾置时间明显延长,抗滑移性能显著提高。可再分散性乳胶粉的成膜速度是影响砂浆粘度和晾置时间的关键因素,成膜速度慢砂浆粘度下降,晾置时间加长,有利于施工,因此实际应用中需选择合适的可再分散性乳胶粉的种类和掺量。为延长砂浆的晾置时间,宜选用乳胶粉A,掺入量宜为4%。可再分散性乳胶粉形成的聚合物膜具有韧性,是使砂浆柔韧性提高的主要原因,随着掺量增加,成膜面积越大,砂浆柔韧性提高越多;玻璃化转变温度不同(膜硬度不同)、成膜速度不同的乳胶粉A和乳胶粉B对砂浆柔韧性的改善作用无明显差异。然后,论文结合研究成果成功开发并试生产了两种高性能瓷砖粘结砂浆,C2TE型高性能瓷砖粘结砂浆A的滑移为0.33mm,28d粘结强度1.44MPa,浸水后粘结强度1.38MPa,热老化后粘结强度1.24,冻融循环后粘结强度1.45MPa,30min晾置时间为0.78MPa,超过《陶瓷砖胶粘剂》JC/T 547-2017标准中对C2TE型高性能瓷砖粘结砂浆的技术要求,合适铺贴中等尺寸玻化砖。C2TES1型柔性高性能瓷砖粘结砂浆B的滑移为0.12mm,28d粘结强度1.62MPa,浸水后粘结强度1.45MPa,热老化后粘结强度1.60,冻融循环后粘结强度1.51MPa,30min晾置时间为0.88MPa,横向变形3.55mm,超过《陶瓷砖胶粘剂》JC/T 547-2017标准中对C2TES1型瓷砖粘结砂浆的技术要求,合适铺贴大尺寸陶瓷薄板。工程试应用效果良好。最后,论文对瓷砖粘结砂浆进行了全生命周期成本分析。结果表明,虽然瓷砖粘结砂浆的原材料成本高于传统水泥砂浆,但由于实现了薄层施工,节约了材料用量,提高了施工效率,施工总成本反而低于传统水泥砂浆铺贴方法,而且其高性能保证了瓷砖不空鼓不脱落,节省了维修费用,长期使用成本更低。
【图文】：

第三章 高性能瓷砖粘结砂浆配合比优化及性能研究表 3-2 基础配方配制的 C2 增强型瓷砖粘结砂浆的 28d 粘结强度试验编号粘结强度/MPa浸水后粘结强度/MPa热老化后粘结强度/MPa冻融循环后粘结强度/MPa1-1 1.28 1.05 1.54 1.201-2 0.95 0.87 1.62 0.991-3 1.02 0.91 1.37 0.89

图 3-2 灰砂比对砂浆粘度的影响 图 3-3 灰砂比对砂浆粘结强度的影响由表 3-3 和图 3-2 分析可知：（1）在水料比固定为 0.24 的情况下，降低砂浆的灰砂比之后，砂浆的粘度明显下降，灰砂比从 2：1 降低至 1：3 后，粘度降低了 62.9%，施工手感差异很大。随着水泥掺量的降低，砂浆体系比表面积下降、需水量降低，在水料比不变的情况下游离水增多、表现出砂浆粘度持续降低。（2）试验发现砂浆粘度在 500000-650000cP 时有较好的施工手感，浆料爽滑、好涂抹、施工不费力。粘度太高时砂浆手感很粘稠，，施工费劲，粘度太低时虽然施工爽滑，但砂浆太稀容易掉料，抗滑移性能也不好。为了保持好的施工性，需根据砂浆粘度调节水料比大小，使最终产品粘度在适合施工的范围。由表 3-3 和图 3-3 可知随着灰砂比的不断增大，砂浆粘结强度先上升后下降：（1）灰砂比从 1：3 增大到 1：2 时，水泥掺量提高，砂浆的 3d 和 28d 粘结强度分别提高了 31.1%和 37.7%，因为水泥量提高后砂浆内用于粘结的胶凝材料的数量增多、
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU578.1

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本文编号：2684197