单组分瓷砖背胶及粘结剂体系与玻化砖粘结强度试验研究.pdf
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1、晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂0引言瓷砖背胶是一种新型粘结材料,涂覆于瓷砖背面,待其成膜干燥后可搭配水泥砂浆或胶粘剂使用,使空鼓、掉砖情况得到很大改善。目前单组分瓷砖背胶应用更为普遍,主要由高分子聚合物乳液,辅以消泡剂、润湿分散剂、防霉剂等高性能助剂制备而成,在作用机理上分为成膜型和渗透型1。李光球等2研究瓷砖背胶与多种粘结材料的复合使用,形成多种瓷砖铺贴系统,大幅提高瓷砖与基层的粘结力和耐久性。杨洪涛等3研究表明,随着单组分瓷砖背胶中乳液用量的增加,粘结系统的粘结强度也随之提高。何俊鹏等4研究表明,单组分背胶的引入可以降低空鼓率,提高
2、瓷砖铺贴系统的安全性。付毅群等5通过粒化高炉矿渣粉改性瓷砖背胶,提高浸水、冻融循环和热老化条件下的拉伸粘结强度。然而瓷砖背胶单组分瓷砖背胶及粘结剂体系与玻化砖粘结强度试验研究徐振东1,陈兵1,苏思维2(1.上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200240;2.广东巴德富新材料有限公司,广东 佛山528322)摘要:试验通过设计不同初粘性背胶、瓷砖胶粘剂厚度以及浸水时间,研究了瓷砖背胶与瓷砖胶粘剂的匹配机制和破坏机理。结果表明,使用初粘性较低或玻璃化温度较高的背胶,可有效提高胶粘剂与瓷砖的粘结强度;瓷砖胶粘剂厚度过大会导致内聚粘结强度降低,影响背胶对瓷砖胶粘结体系的增益效果,最佳施工厚度应
3、该控制在 8 mm 左右;背胶膜吸水后内聚力降低,会导致粘结失效,玻璃化温度较高的背胶具有较好的耐水性,但浸水时间达到 21 d 时相差不大。理想施工环境下应尽量追求更高的界面破坏占比,减小瓷砖胶粘剂内聚破坏占比。关键词:瓷砖背胶;粘结强度;玻化砖;瓷砖胶粘剂;界面破坏;内聚破坏中图分类号:TU58+1文献标识码:A文章编号:1001-702X(2023)10-0057-05Experimental study on bond strength between single component ceramic tile back glue and adhesive systemand vitr
4、ified bricksXU Zhendong1,CHEN Bing1,SU Siwei2(1.School of Naval Architecture,Ocean and Civil Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2.Guangdong BATF New Material Co.Ltd.,Foshan 528322,China)Abstract:In this paper,thickness and immersion time of back glue and ceramic tile adh
5、esives with different initial adhesivewere designed to experimentally study the matching mechanism and failure mechanism between ceramic tile back glue and ceramictile adhesives.The results show that using ceramic tile backing adhesive with lower initial viscosity or higher glass transition tem原pera
6、ture can effectively improve the bonding strength between the adhesive and ceramic tiles;Excessive thickness of ceramic tileadhesive can lead to a decrease in cohesive bonding strength,affecting the gain of the backing adhesives on the ceramic tile bond原ing system.The optimal construction thickness
7、should be controlled at around 8 mm;After absorbing water,the cohesive force of thebacking adhesive film decreases,which can lead to bonding failure.The adhesive with a higher glass transition temperature hasgood water resistance,but the difference is not significant when the immersion time reaches
8、21 days.In the ideal construction en原vironment,efforts should be made to pursue a higher proportion of interface failure and reduce the proportion of cohesion failure inceramic tile adhesives.Key words:ceramic tile back glue,bond strength,vitrified brick,ceramic tile adhesive,interface failure,cohes
9、ion failure收稿日期:2023-07-24;修订日期:2023-08-24作者简介:徐振东,男,1996 年生,硕士研究生,E-mail:xuzhendongsj原。通讯作者:苏思维,高级工程师,E-mail:。中国科技核心期刊57新型建筑材料圆园23援10缺乏统一标准,成分复杂、性能各异,仍会出现空鼓掉砖现象。目前关于瓷砖背胶与瓷砖胶粘剂的匹配性问题以及破坏机理的研究较少。本文通过设计不同初粘性背胶、瓷砖胶粘剂厚度以及浸水时间,研究瓷砖背胶与瓷砖胶粘剂的匹配机制和破坏机理,从而探寻解决瓷砖空鼓脱落问题的措施。1试验1.1试验材料瓷砖背胶:单组分试剂,主要由柔性乳液和水组成。乳液的主
10、要成分是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(SAE)胶乳,其中包含苯乙烯(ST)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(EHA)等单体结构,均为广东巴德富新材料有限公司生产。瓷砖背胶的主要技术性能见表 1,其中初粘性的测试方法参考 GBT 48522002 压敏胶粘带初粘性试验方法(滚球法)。瓷砖胶粘剂:C0 型和 C1 型,其配方见表 2,德高(广州)建材有限公司生产。玻化砖:吸水率为 0.1%0.5%(煮沸法),符合 GB/T 41002015 陶瓷砖 附录 A 要求的 A玉a 类挤压陶瓷砖,广东东鹏陶瓷股份有限公司生产。混凝土基材:符合 JC/T 5472017陶瓷砖胶粘剂 规定要求,上海增司工贸有限公
11、司生产。表 1瓷砖背胶的主要技术性能表 2瓷砖胶粘剂的配方1.2试样制备瓷砖粘结体系如图 1 所示,分别为 C30 混凝土基材、瓷砖胶粘剂、瓷砖背胶和玻化砖。其制备参照 JC/T 5472017,主要分为 3 步:(1)将 60 mm伊60 mm C30 混凝土基材均匀润湿后在 105 益下放置 5 h,然后在标准试验条件下放置 24 h;(2)玻化砖经清洁干燥后涂刷瓷砖背胶,将试样置于(23依2)益、相对湿度(50依5)%下养护至规定时间;(3)将玻化砖切割成 50mm伊50 mm 的小块,用瓷砖胶粘剂按照单面薄贴法将其粘贴在混凝土基材上,在标准试验条件下养护至规定龄期。设计以下 3 组试验
12、:(1)研究不同初粘性背胶的影响,分别设定为 R0(空白样)、R1、R2、R3。(2)研究瓷砖胶粘剂厚度的影响,分别设定为 5、8、12、图 1瓷砖粘结体系15 mm。(3)研究浸水时间的影响,分别设定为 0、7、14、21 d。第 1、2 组试样养护龄期为 28 d。第 3 组试样浸水前养护21 d。第 1 组试样胶粘剂为 C0 和 C1,第 2、3 组试样胶粘剂均为 C1。1.3性能测试方法瓷砖粘结体系拉伸粘结强度测试:参照 JC/T 5472017进行。瓷砖粘结体系养护 27 d 后,在玻化砖表面涂上高强度粘合剂(例如环氧粘合剂),将拉拔头粘在瓷砖上,在标准养护条件下继续养护 24 h。
13、待其粘结牢固后,用粘结强度测定仪,以(250依50)N/s 的加荷速率测试体系的粘结强度。2结果与讨论2.1不同初粘性背胶对体系粘结强度的影响瓷砖背胶玻璃化温度的高低直接影响其初粘性,而初粘性是否影响背胶层与瓷砖、瓷砖胶粘剂的粘结强度尚无定论。因此设置不同初粘性背胶与瓷砖胶粘剂匹配后进行测试,结果如表 3 所示。表 3不同初粘性背胶与瓷砖胶粘剂匹配后的粘结强度由表 3 可见,瓷砖背胶的应用使瓷砖粘结体系的粘结强度得到提高。当采用 R1 搭配 C0 或 C1 胶粘剂时,粘结强度相比 R0 分别提高了 26.53%和 20.00%。这是由于瓷砖面和胶粘剂、水泥砂浆等粘接材料都属于刚性材料,受外部环
14、境影响发生结构振动或变形收缩后,容易整体脱落6,单组分背胶能在刚性的胶粘剂和瓷砖之间形成了一层柔性过渡层,可以起到吸收温度形变应力的作用,进而减少空鼓4。编号初粘性/mm黏度/(Pa s)固含量/%Tg/益R1121017.0050.67-41R2231272.0050.50-43R3291240.0050.30-45型号水灰比胶粉/g水泥/g石英砂/g甲酸钙/g纤维素醚/gC01颐40360632.252.8C11颐425360632.252.8背胶编号0.490.600.620.720.590.690.550.58粘结强度/MPaC0 型胶粘剂C1 型胶粘剂R0R1R2R3徐振东,等:单组
15、分瓷砖背胶及粘结剂体系与玻化砖粘结强度试验研究58晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂随着初粘性的提高和玻璃化温度 Tg降低,粘结强度的提高幅度也随之降低。以 R3 为例,搭配 C0 胶粘剂的粘结强度比 R0 仅提高 12.24%,搭配 C1 胶粘剂的粘结强度比R0 降低3.33%。这说明,选择初粘性较低或玻璃化温度较高的背胶,可以更有效提高粘结强度。对比 3 种背胶与 C0 和 C1 匹配后的粘结强度,R1 与 C1匹配后的粘结强度最高。C1 的甲酸钙含量高于 C0,Chen 等7研究发现,添加甲酸钙会加速水泥体系的水化凝结作用,导致其本身
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