引  言
与其他墙面材料、地面装饰材料相比, 瓷砖在清洗、护理及耐用性等方面具有很大的优势, 已成为现代建筑中不可缺少的建筑材料之一。随着瓷砖应用领域的不断拓宽和制造技术的快速发展, 瓷砖的品质也有了极大的改进, 传统的瓷砖粘贴工艺已不能满足其使用要求。为此, 国内外建筑材料生产企业相继推出可再分散乳胶粉改性瓷砖胶, 其目的在于改善瓷砖胶的粘接性能、简化瓷砖粘贴的施工工艺。戈麦斯化工对比实验结果表明, 并非所有的可再分散乳胶粉都能提供理想的改性效果。另外, 从实际应用方面来看, 施工现场所使用的瓷砖胶并不具备实验室规定的养护条件(尤其是在夏日)。
本研究使用不同类型的自制可再分散乳胶粉和聚乙烯醇( PVA )粉末, 按不同比例制成瓷砖胶, 在室温养护、热养护和水养护等条件下成型, 然后按照JC /T 547-2005、JG 149-2003标准对其相关性能进行测定, 并根据测试结果分析了可再分散乳胶粉对瓷砖胶性能的影响 。

1  实验部分
1. 1  实验原料
普通水泥( 42. 5) , 工业级, 太原狮头水泥厂; 石英砂( 0. 1 mm ~ 0. 5mm) , 工业级, 厦门艾思欧标准砂厂; 纤维素醚( HPMC ), 60 Pa?? s, 工业级; 重钙,300( D = 0. 05 mm ) 目, 工业级, 市售; 聚乙烯醇( PVA )粉末A, 100(D = 0. 15 mm )目, 工业级, 台湾长春化工; 可再分散乳胶粉B ( VAC /E ) , 工业级, 戈麦斯化工; 可再分散乳胶粉C( VAC /VV10 /E ), 工业级, 购买刷怪; 甲酸钙, 工业级, 市售; 木纤维, 4 mm,工业级, 市售; 淀粉醚( ST500 ), 工业级, 德国BEROLAN。
1. 2  瓷砖胶的配方
瓷砖胶的实验配方如表1所示。
表1  瓷砖胶的实验配方

本实验配制6组瓷砖胶, 分别添加2% PVA 粉末A, 1% PVA 粉末A, 2% 可再分散乳胶粉B, 1% 可再分散乳胶粉B, 2% 可再分散乳胶粉C, 1%可再分散乳胶粉C。
1. 3  性能测试
粘接强度的测定, 按照JC /T 547-2005 标准执行; 吸水率测定, 按照JG 149-2003标准执行。

2  结果与讨论
2. 1  改性瓷砖胶的粘接性能
按照JC /T 547-2005标准, 对瓷砖胶进行搅拌、成型和养护实验, 则不同的养护条件下添加剂的类型和含量对瓷砖胶粘接强度的影响如图1a) ~ c)所示。

图1  养护条件及添加剂类型对瓷砖胶粘接性能的影响
由图1a)可知, 在该养护条件下(与国内大部分地区夏季施工环境相近), 当乳胶粉种类相同时, 瓷砖胶的粘接强度随乳胶粉掺入量的增加而增大; 当乳胶粉掺入量相同时, 瓷砖胶的粘接强度随胶粉种类的不同而异。改性瓷砖胶性能的大小程度依次为C > B > A。加入PVA 粉末的瓷砖胶, 其粘接强度较低, 改性效果较差, 并且没有达到标准要求。在掺入量相同的情况下, 加入含特殊组分的可再分散乳胶粉, 所得改性瓷砖胶的粘接强度较高, 性价比较高。
由图1c)可知, 在该养护条件下, 胶粉掺入量及种类对粘接强度影响较小。因此, 在此养护条件下,对瓷砖胶粘接强度起关键作用的是水泥。乳胶粉与PVA 粉末相比, 改性效果相差悬殊。这可能是由于此条件下PVA粉末已彻底水解, 对粘接强度的贡献几乎为零。同时, PVA 粉末随初期水泥水化反应形成的胶膜, 在水养护过程中发生溶胀, 从而对水泥水化产物产生破坏应力, 致使瓷砖胶的粘接强度下降。
三种养护方式中以室温标准养护28 d最好, 其次是室温标准养护3 d后70 热养3 d, 而室温标准养护14 d后水养14 d的养护效果最差。
2. 2  改性瓷砖胶的吸水性能
干燥是瓷砖胶使用的理想条件, 但是在实际应用过程中因难以避免水的影响会导致瓷砖胶粘接牢固性下降, 从而影响其使用寿命。图2为不同添加剂对瓷砖胶吸水性能的影响。吸水量按照JG 149-2003标准测定( 要求样品浸水24 h、吸水量低于500 g /m2 )。

由图2可知, 含乳胶粉C 的瓷砖胶, 其吸水量最低。这是由于乳胶粉C 中含有憎水性组分。三种乳胶粉改性所得瓷砖胶的吸水量均较高。这是由于PVA 粉末是水解性材料, 乳胶粉B、C 在生产过程中又是以PVA 为保护胶体的, 故均表现出较高的吸水性。随着乳胶粉掺入量的提高, 样品吸水量下降。这可能是由于乳胶粉掺入量的提高有助于毛细管形成更完整的连续膜, 从而在一定程度上有利于降低瓷砖胶吸水率。

3  结论
1) 含有特殊组分的三元共聚物乳胶粉, 在各种养护条件下的粘接强度均较高, 尤其在热养护条件下的粘结强度更高。从化学结构方面分析, 由于该胶粉中所含特殊组分的相对分子质量较高, 并且其特殊的化学结构对醋酸乙烯的酯基产生空间位阻效应, 即像伞一样保护着酯基, 使其不受OH- 的攻击,故此类乳胶粉的耐水性能得到明显提高。
2) PVA 粉末在常温条件下对粘接强度有利, 但在热养护及水养护条件下则无效。其原因在于,PVA粉末溶解成膜后呈脆性和水溶性, 既无法改善水泥的柔韧性, 也不能抵抗热养过程中所产生的温度应力; PVA 在水泥中形成的胶膜, 经二次水溶后已失去了功效, 并产生了对水泥水化产物具有破坏作用的溶胀力。
3) 实验中各样品吸水量均大于JG 149-2003的标准要求。建议在使用过程中添加少量憎水剂, 以达到吸水量低于500 g /m2 的要求。