本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種瓷磚粘接劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，瓷磚專用粘接劑一般由水泥、石英砂、聚合物膠料配以多種添加劑經(jīng)機(jī)械混合而成，亦稱為瓷磚膠或益膠泥。該瓷磚膠的粘接力主要由砂漿嵌入瓷磚孔隙形成的機(jī)械咬合力和聚合物膠料在粘結(jié)界面處形成的化學(xué)和物理粘結(jié)力組成。相比普通水泥砂漿粘接劑，瓷磚膠具有粘接強(qiáng)度高、硬化速度快、施工性好的特性。
然而，聚合物膠料成本高，容易老化，耐久性差，并釋放甲醛等有害物質(zhì)，不符合綠色環(huán)保的發(fā)展要求。同時，聚合物膠料的高成本，極大地影響了瓷磚膠的大面積推廣。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是提出一種瓷磚粘接劑，旨在采用無機(jī)材料，避免聚合物膠料的使用，符合綠色環(huán)保的發(fā)展要求。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的瓷磚粘接劑，按重量份比，包括：石英砂55～70份；硅酸鹽水泥18～23份；超細(xì)水泥7～9份；粉煤灰4～6份；微硅粉1.0～2.0份；膨脹劑1.0～2.0份；引氣劑0.045～0.055份；減水劑0.2～0.3份；聚丙烯纖維0.08～1.0份；硅酸鋁鎂觸變劑0.09～0.11份；所述微硅粉的粒徑為0.1～0.3um；所述超細(xì)水泥的粒徑為為600～800目。
優(yōu)選的，所述硅酸鹽水泥為32.5～62.5級硅酸鹽水泥。
優(yōu)選的，所述超細(xì)水泥為32.5～62.5級超細(xì)水泥。
優(yōu)選的，所述石英砂的粒度為40～150目。
優(yōu)選的，所述膨脹劑為uea膨脹劑或者h(yuǎn)ea膨脹劑中的任一種或其組合。
優(yōu)選的，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑、三帖皂苷類引氣劑或者松香熱聚物引氣劑中的任一種或其組合。
優(yōu)選的，所述減水劑為萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑、聚羧酸高效減水劑或者脂肪族高效減水劑中的任一種或其組合。
優(yōu)選的，所述粉煤灰為ⅱ級粉煤灰，所述粉煤灰的細(xì)度為14～25目。
本發(fā)明還提供一種制備上述瓷磚粘接劑方法，將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌8～10min。
本發(fā)明技術(shù)方案提供的瓷磚粘接劑采用無機(jī)材料，減少了聚合物膠料的使用，不僅能滿足瓷磚粘接劑的粘結(jié)強(qiáng)度要求，還符合綠色環(huán)保的發(fā)展要求。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明提出一種瓷磚粘接劑。瓷磚尤其是玻化磚非常致密，粘結(jié)面較光滑，表面積小，吸水率極低。傳統(tǒng)的水泥基瓷磚粘接劑材料很難滲入磚體孔隙進(jìn)行水化作用而產(chǎn)生機(jī)械咬合力。
在本發(fā)明實施例中，該瓷磚粘接劑，按重量份比，包括：石英砂55～70份；普通硅酸鹽水泥18～23份；超細(xì)水泥7～9份；粉煤灰4～6份；微硅粉1.0～2.0份；膨脹劑1.0～2.0份；引氣劑0.045～0.055份；減水劑0.2～0.3份；聚丙烯纖維0.08～1.0份；硅酸鋁鎂觸變劑0.09～0.11份；所述微硅粉的粒徑為0.1～0.3um；所述超細(xì)水泥的粒徑為600～800目。
硅酸鹽水泥有六種，分別是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。在此，硅酸鹽水泥是指普通硅酸鹽水泥，其粒徑通常為300目。具體的，普通硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料、5％-20％的混合材料及適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。
超細(xì)水泥是以普通水泥或水泥熟料為原料，采用一定的粉磨設(shè)備制得的高性能超微粒水泥基灌漿材料。所述超細(xì)水泥由于粒徑極小，活性很大，可以滲入所述普通硅酸鹽水泥顆粒無法滲透的?；u的微小孔隙中，形成機(jī)械咬合力。同時，所述超細(xì)水泥發(fā)生水化作用，有助于所述瓷磚粘接劑與磚體形成一個致密體。
所述粉煤灰不僅能夠節(jié)約大量的水泥，減少用水量，還具有改善砂漿的和易性，減少砂漿的收縮開裂，提高砂漿的抗?jié)B能力。
所述微硅粉為圓球狀，由于其顆粒度非常小，所以其顆?？梢蕴畛涞剿囝w粒之間的空隙，從而大大降低了水泥的孔隙尺寸，增加了水泥的密實度。同時，所述微硅粉可以作為微骨料，與超細(xì)水泥結(jié)合，形成微砂漿，可以滲入?；u的微孔里，有助于所述瓷磚粘接劑與磚體形成一個致密體。
所述膨脹劑是一種砂漿外加劑，它與水泥進(jìn)行水化反應(yīng)生成大量的膨脹性結(jié)晶水化物，從而引起砂漿體積膨脹，產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力。該預(yù)應(yīng)力大致可以抵消砂漿干燥收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而能夠防止砂漿的收縮開裂。
所述引氣劑摻入到水泥基粘接劑，中能形成大量微小的封閉球狀氣泡，切斷粘接劑中毛細(xì)管的通路，降低毛細(xì)管的作用，從而提高粘接劑的抗?jié)B性。更重要的是，這些微氣泡在冰凍過程中能釋放毛細(xì)管內(nèi)的冰晶膨脹壓力，避免生成破壞壓力，減少和防止凍融的破壞作用，從而提高粘接劑的抗凍性。
所述高效減水劑的加入，對水泥顆粒有分散作用。具體的，所述減水劑的憎水基團(tuán)定向吸附于水泥質(zhì)點(diǎn)表面，所述減水劑的親水基團(tuán)朝向水溶液形成單分子或多分子吸附膜，阻止水泥顆粒間的直接接觸，改善了水泥漿體的流動性，從而極大地減少了用水量，增加了粘接劑的密實度，并節(jié)約了水泥。
所述聚丙烯纖維具有耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿、弱導(dǎo)熱性、抗凍性，具有極其穩(wěn)定的化學(xué)性能。將所述聚丙烯纖維加入砂漿，可有效地控制砂漿在初期塑性收縮階段由溫度變化等因素引起的微裂縫，并進(jìn)一步抑止裂縫的形成及發(fā)展，大大改善了混凝土的阻裂抗?jié)B能力、抗沖擊能力及抗震能力，同時還能改善混泥土的抗凍性能，聚丙烯纖維混凝土中的均勻性及較小的間距，能增加混凝土在凍融損傷過程中的能量損耗，有效地抑制了混凝土的凍脹開裂。
所述硅酸鋁鎂觸變劑的加入，使該瓷磚粘接劑具有顯著的抗滑移和抗流掛作用。并且，所述硅酸鋁鎂觸變劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可保持長時間使用的高穩(wěn)定性。
本發(fā)明技術(shù)方案提供的瓷磚粘接劑采用無機(jī)材料，避免了聚合物膠料的使用，不僅能滿足瓷磚粘接劑的粘結(jié)強(qiáng)度要求，還符合綠色環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)。在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑或者h(yuǎn)ea膨脹劑中的任一種或其組合。
其中，所述uea膨脹劑是以硫酸鋁、氧化鋁、硫酸鋁鉀等多種作為膨脹源。所述uea膨脹劑加入水泥中，發(fā)生水化反應(yīng)，形成大量鈣礬石結(jié)晶物產(chǎn)生的壓應(yīng)力大致可以抵消砂漿干燥收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而能夠防止砂漿的收縮開裂。所述hea膨脹劑與所述uea膨脹劑一樣，都屬于硫酸鋁鈣類膨脹劑。
在本實施例中，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑、三帖皂苷類引氣劑或者松香熱聚物引氣劑中的任一種或其組合。
需要說明的是，所述十二烷基苯磺酸類引氣劑和所述松香熱聚物引氣劑都屬于陰離子型引氣劑，易溶于水，具有較好的起泡能力。所述三帖皂苷類引氣劑屬于非離子型引氣劑，泡沫較小，穩(wěn)定性較好。
在本實施例中，所述減水劑為萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑、聚羧酸高效減水劑或者脂肪族高效減水劑中的任一種或其組合。
具體而言，所述萘系高效減水劑屬于陰離子表面活性劑，具有良好的分散作用，減水率達(dá)25％。所述氨基磺酸鹽高效減水劑是一類單環(huán)芳烴型高效減水劑，減水率可達(dá)30％。所述聚羧酸高效減水劑是羧酸類接枝多元共聚物與其它有效助劑的復(fù)配產(chǎn)品，減水率可達(dá)45％。所述脂肪族高效減水劑是一類脂肪族羥基磺酸鹽聚合物，減水率可達(dá)20％。
對于上述各組分而言，硅酸鹽水泥優(yōu)選為32.5～62.5級硅酸鹽水泥；所述超細(xì)水泥優(yōu)選為32.5～62.5級超細(xì)水泥；所述石英砂的粒度優(yōu)選為40～150目；所述粉煤灰的細(xì)度優(yōu)選為ⅱ級粉煤灰，所述粉煤灰的細(xì)度優(yōu)選為14～25目。
本發(fā)明還提供了制備上述瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑的各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌8～10min，確保混度和達(dá)到95％以上。
下面將結(jié)合具體實施例，詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式：
實施例1：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂55份；硅酸鹽水泥23份；超細(xì)水泥7份；粉煤灰5份；微硅粉1.5份；膨脹劑1.5份；引氣劑0.05份；減水劑0.25份；聚丙烯纖維0.09份；硅酸鋁鎂觸變劑0.1份。
在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌8min。
實施例2：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂60份；硅酸鹽水泥20份；超細(xì)水泥8份；粉煤灰4.5份；微硅粉1.5份；膨脹劑1.5份；引氣劑0.045份；減水劑0.2份；聚丙烯纖維0.08份；硅酸鋁鎂觸變劑0.09份。
在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為氨基磺酸鹽高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌9min。
實施例3：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂65份；硅酸鹽水泥19份；超細(xì)水泥7份；粉煤灰4份；微硅粉1份；膨脹劑2份；引氣劑0.055份；減水劑0.25份；聚丙烯纖維1.0份；硅酸鋁鎂觸變劑0.11份。
在本實施例中，所述膨脹劑為hea膨脹劑，所述引氣劑為松香熱聚物引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌10min。
實施例4：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂75份；硅酸鹽水泥18份；超細(xì)水泥9份；粉煤灰6份；微硅粉2份；膨脹劑1份；引氣劑0.045份；減水劑0.3份；聚丙烯纖維0.09份；硅酸鋁鎂觸變劑0.1份。
在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為脂肪族高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌9min。
實施例5：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂55份；硅酸鹽水泥20份；超細(xì)水泥8份；粉煤灰5份；微硅粉2份；膨脹劑1份；引氣劑0.045份；減水劑0.25份；聚丙烯纖維0.09份；硅酸鋁鎂觸變劑0.1份。
在本實施例中，所述膨脹劑為hea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌10min。
實施例6：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂65份；硅酸鹽水泥18份；超細(xì)水泥9份；粉煤灰5份；微硅粉1.5份；膨脹劑1份；引氣劑0.045份；減水劑0.3份；聚丙烯纖維0.1份；硅酸鋁鎂觸變劑0.11份。
在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌8min。
對比例1：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂50份；硅酸鹽水泥15份；超細(xì)水泥6份；粉煤灰3份；微硅粉0.5份；膨脹劑0.5份；引氣劑0.03份；減水劑0.1份；聚丙烯纖維0.07份；硅酸鋁鎂觸變劑0.08份。
在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌8min。
對比例2：
一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂80份；硅酸鹽水泥25份；超細(xì)水泥10份；粉煤灰7份；微硅粉2.5份；膨脹劑2.5份；引氣劑0.06份；減水劑0.4份；聚丙烯纖維1.1份；硅酸鋁鎂觸變劑0.12份。
在本實施例中，所述膨脹劑為hea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。
制備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置于干粉砂漿攪拌機(jī)中，攪拌10min。
為了驗證本發(fā)明瓷磚粘接劑的各種性能，對上述六個實施例，以及兩個對比例中的瓷磚粘接劑的粘接強(qiáng)度進(jìn)行測試。需要指出的是，下列粘結(jié)強(qiáng)度的單位為mpa。
測試結(jié)果如表1所示：
表1
(1)拉伸粘結(jié)原強(qiáng)度測試
試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)27d后，用適宜的高強(qiáng)度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上，繼續(xù)放置24h后，測試?yán)煺辰Y(jié)強(qiáng)度。實施例1至實施例6的拉伸粘結(jié)原強(qiáng)度均大于0.5mpa，對比例1及對比例2的拉伸粘結(jié)原強(qiáng)度均小于0.5mpa。
(2)浸水后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試
試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)7d后，然后在20℃的水中養(yǎng)護(hù)20d。從水中取出試樣，用布擦干，用適宜的高強(qiáng)度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上，7h后把試樣放入水中，17h后從水中取出試樣測試?yán)煺辰Y(jié)強(qiáng)度。
實施例1至實施例6，浸水后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均大于0.5mpa。對比例1及對比例2，浸水后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均小于0.5mpa。
(3)熱老化后的拉伸粘接強(qiáng)度測試
試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)14d后，然后將試樣放入70℃鼓風(fēng)烘箱中14d。從烘箱中取出，用適宜的高強(qiáng)度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上。繼續(xù)將試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)24h后，測定拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。
實施例1至實施例6，熱老化后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均大于0.5mpa。對比例1及對比例2，熱老化后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均小于0.5mpa。
(4)凍融循環(huán)后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試
試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)7d，然后在20℃的水中養(yǎng)護(hù)21d。從水中取出試樣，進(jìn)行凍融試驗。
每次凍融循環(huán)為：
a、將試樣從水中取出，在2h內(nèi)降至-15℃；
b、保持試樣在-15℃下2h；
c、將試樣浸入20℃水中，升溫至15℃，保持該溫度2h。
重復(fù)25次循環(huán)。在最后一次循環(huán)后取出試樣，在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)，用適宜的高強(qiáng)度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上。繼續(xù)將試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)24h后，測定拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。
發(fā)現(xiàn)，實施例1至實施例6，凍融循環(huán)后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均大于0.5mpa。對比例1及對比例2，凍融循環(huán)后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均小于0.5mpa。
(5)晾置時間，20min后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試
用帶有6mm×6mm凹口、中心間距為12mm的齒形抹刀對粘膠劑進(jìn)行梳理。握住齒形抹刀與混凝土板約成60°的角度，與混凝土板一邊呈直角，平行地抹至混凝土板另一邊。晾置時間20min后，分別放置至少10塊試驗磚于粘膠劑上，彼此間隔40mm，并在每塊陶瓷磚上加載2.0kg的壓塊并保持30s。
將上述方法制備的試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)24h后，用適宜的高強(qiáng)度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上。繼續(xù)將試樣在環(huán)境溫度為23℃、相對濕度為50％的試驗條件下養(yǎng)護(hù)24h后，測定拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。
發(fā)現(xiàn)，實施例1至實施例6，晾置時間20min后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均大于0.5mpa。對比例1及對比例2，晾置時間20min后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均小于0.5mpa。
(6)滑移測試
用帶有6mm×6mm凹口、中心間距為12mm的齒形抹刀對粘膠劑進(jìn)行梳理。握住齒形抹刀與混凝土板約成60°的角度，與混凝土板一邊呈直角，平行地抹至混凝土板另一邊。2min后立即將瓷磚緊鄰隔片放置在膠粘劑上，并在瓷磚上施加5kg的壓塊并保持30s。
取走隔片后用游標(biāo)卡尺測量直尺邊緣與瓷磚之間的距離。測量后立即將混凝土板垂直豎立。在20min后重新測量直尺邊緣與瓷磚之間的距離。記錄前后兩次測量讀數(shù)的差值。
發(fā)現(xiàn)，實施例1至實施例6的滑移值均小于0.5mm，對比例1及對比例2的滑移值均大于0.5mm。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
