抗泛碱瓷砖粘结剂的研制

0引言

瓷砖饰面外墙外保温工程施工一段时间后，瓷砖饰面尤其是砖缝处常常出现白色沉淀物，即泛碱现象。泛碱不仅影响建筑物外观，还不利于外墙外保温系统的长期稳定。一些处治方法往往只能暂时清除白色沉淀物，一段时间后常再次出现，因此，最好的办法是预防泛碱。

泛碱通常为硅酸盐水泥的主要成分硅酸钙水化后生成的Ca 2+和OH -在毛细孔压力下渗透到表面，并与空气中的CO 2生成不溶于水的白色碳酸钙晶体[1]。所以，不仅要选好填缝剂，配制瓷砖粘结剂时，应控制水作为碱性物质载体的引入，降低粘结剂中Ca 2+、Na +、K +等可溶性离子的含量与析出量，减少离子由内向外渗透的通道，即毛细孔和空隙，同时增强毛细孔内壁憎水能力[2]，以提高抗泛碱能力。

1试验

1.1原材料

水泥：吉林亚泰水泥有限公司生产的42.5硅酸盐水泥；石英砂：50～100目；粉煤灰：Ⅰ级；聚合物干粉：（1）羟乙基甲基纤维素醚，MKX45000PF20L （简称聚合物M ），白色粉状，易

溶于水，（2）乙烯-醋酸乙烯共聚胶粉，VINNAPAS 5044N （简称聚合物V ），白色粉状，易溶于水，成膜后有一定柔韧性；木

质纤维：有优良的柔韧性、分散性和化学惰性；减水剂：萘系高效减水剂。

1.2

试验方法

（1）砂浆14d 抗压、抗折强度按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》进行测试。依照JG 158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》进行养护：成型后用聚乙烯薄膜覆盖，在实验室标准条件下养护2d 后脱膜，继续用聚乙烯膜覆盖养护5d 后，去掉覆盖物在实验室标准条件下养护7d 。（2）14d 拉伸粘结强度试件依照JG 158—2004进行养护：成型后用聚乙烯薄膜覆盖，在试验室标准条件下养护7d 后去掉覆盖物，继续在试验室标准条件下养护7d 。至龄期后沿试件表面垂直方向以5mm/min 的拉伸速度进行测试。（3）泛碱测试：养护24h 后进行21次露天淋水→自然干燥→淋水循环处理，检查试样表面是否出现颜色不均匀变浅或显现出水迹，并与实验室标准条件下的试块对比（试验时，外界温度15～23℃，相对湿度35%～60%），放大试样照片，计算泛碱面积。

1.3正交试验设计

据有关文献及初步试验，粉煤灰掺量为20%～35%等量取

代水泥用量，聚合物M 掺量占干拌料的0～0.6%，聚合物V 掺量占干拌料的0～3%，木质纤维掺量占干拌料的0～0.6%，拌合

水用量根据新拌砂浆流动度确定。安排4水平、4因素正交试验L 16（44）（见表1），研究各因素对瓷砖粘结剂抑制泛碱及力学性能的影响。摘要：

通过分析泛碱产生的过程和原因，提出解决泛碱问题的方法，利用正交试验法确定了抗泛碱瓷砖粘结剂的最佳配合比：在普通水泥砂浆中以35%粉煤灰等量取代水泥，掺入0.4%羟乙基甲基纤维素醚、3%乙烯-醋酸乙烯共聚胶粉、0.2%木质纤维。

关键词：

瓷砖粘结剂；泛碱；聚合物；粉煤灰；木质纤维中图分类号：TU58+1.3文献标识码：A 文章编号：1001-702X （2009）02-0009-04

Preparation of ceramic tile cementing mortar for inhibition of crystalline bloom

GAI Guangqing ，ZHAN Meiqiu

（Jilin Architectural Engineering Institute ，Changchun 130021，Jilin ，China ）

抗泛碱瓷砖粘结剂的研制

盖广清，战美秋

（吉林建筑工程学院，吉林长春130021）

收稿日期：

2008-10-21作者简介：盖广清，男，1962年生，山东莱阳人，教授。

全国中文核心期刊

水平

因素

粉煤灰/g（A）聚合物M/g（B）聚合物V/g（C）木质纤维/g（D）

1 2 3 4

100

125

150

175

表1正交试验L

（44）因素-水平

2结果与讨论

正交试验具体配合比及试验结果见表2。

2.1各因素掺量对瓷砖粘结剂抑制泛碱作用分析

各因素掺量与泛碱面积的关系见图1。

由表2和图1可见：

（1）随着粉煤灰掺量的增加，泛碱面积下降，说明其抑制

泛碱作用强。这主要是由于：①粉煤灰中可溶性的SiO

、Al2O3

等活性成分在有水存在时，可与Ca（OH）

反应生成水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（C-A-H），消耗Ca2+，降低Ca2+析出表面概率。早期粉煤灰活性较低，但粉煤灰等量替代水泥使砂浆中单位质量水泥含量降低，水泥水化产生的Ca（OH）

减少，有效地减少了Ca2+析出[3]。②粉煤灰形态效应改善了砂浆的和易性、均匀性，同时增强了流动性、保水性，使拌和需水量降低，减少了水作为碱类物质载体的引入。③粉煤灰的微集料

表2不同配合比瓷砖粘结剂的泛碱面积与力学性能

项目粉煤灰/g

（A）

聚合物M/g

（B）

聚合物V/g

（C）

石英砂/g泛碱面积/%

14d拉伸粘

结强度/MPa

14d压折比

1＃2＃3＃4＃5＃6＃7＃8＃9＃10＃11＃12＃13＃14＃15＃16＃100

100

125

150

175

500

486

472

458

486

492

466

472

474

464

494

484

468

478

480

490

12.12

9.70

7.51

8.00

8.20

7.01

6.10

6.72

7.10

6.01

5.60

6.12

5.62

4.61

4.90

5.50

0.29

0.50

0.70

0.98

0.50

0.40

0.87

0.74

0.63

0.73

0.49

0.62

0.81

0.70

0.49

7.40

4.00

3.20

2.66

5.77

1.29

2.89

3.09

4.46

2.85

3.55

3.40

4.30

3.53

2.96

3.50

R泛碱面积 4.19 2.25 1.15 R14d拉伸粘结强度0.020.140.44 R14d压折比0.9 2.40.7木质纤维/g

（D）

0.51

0.04

1.3

水泥/g

400

375

350

325

注：（1）减水剂用量均占干拌料用量的0.5%；（2）干拌料总量约1000g。

图1各因素掺量与瓷砖粘结剂泛碱面积的关系盖广清，等：抗泛碱瓷砖粘结剂的研制

效应使集料的匹配更加合理、水泥的分散更均匀，水化更充分，同时粉煤灰火山灰反应活性使其形成一种粉煤灰水化凝胶，填补水泥骨架空隙，砂浆密实度提高，减少离子由内向外渗透的通道[4]，有效地抑制了泛碱。

（2）聚合物M对抑制泛碱作用影响较大，当掺量由0增加到0.4%时，泛碱面积下降较明显，说明抑制泛碱作用较强；掺量为0.4%～0.6%时，抑制泛碱作用有所下降。这是由于：①当掺量在0.4%以内时，聚合物M降低了水胶比，减少了水的用量，改善了孔结构，而且网状聚合物膜填充作用减少了界面过渡区的孔隙率，使离子由内向外渗透的通道减少；②聚合物M在拌合时引入许多微小气泡并被聚合物膜包裹，凝结硬化后起到一定阻断毛细孔的作用，同时还可能由于聚合物M在砂浆表面富集对水和碱性物质析出起到了一定封闭作用；③当聚合物M掺量超过0.4%后，强烈的保水作用影响了水泥水化，硬化水泥石中自由水和吸附水增多，并通过聚合物网状薄膜向外扩散，砂浆孔隙率增加，连通孔增多，离子由内向外渗透的通道增多，抑制泛碱能力下降。

（3）随着聚合物V掺量的增加，泛碱面积有所下降。主要由于：①除了聚合物V引气作用，其在水泥凝结硬化后形成一种凝聚结构的薄膜（乳胶膜）主要分布在水泥基体内，不仅填充一部分孔隙，使连通孔隙变少，而且乳胶膜较好的致密性对水的迁移有一定阻碍作用。②聚合物V分子结构中的—CH

2可与无机物发生化学吸附，分子链上的酯基水解后与盐类生成—COOCa2+型化合物[5]，能降低Ca2+、Na+等的析出量。

（4）木质纤维对抑制泛碱作用不明显。可能由于木质纤维的保水性使水蒸发速率变缓，泛碱面积稍有下降。

抑制泛碱效果最佳的配比为A

B3C4D4，即35%粉煤灰等量取代水泥、0.4%聚合物M、3%聚合物V和0.6%木质纤维。

2.2各因素掺量对瓷砖粘结剂力学性能的影响

（见图2、图3）

由图2、图3可见：

（1）随着粉煤灰掺量的增加，瓷砖粘结剂的拉伸粘结强度有下降趋势，但幅度很小；压折比随粉煤灰掺量增加逐渐下降。

用35%粉煤灰等量取代水泥不仅有利于抑制泛碱，同时改善了瓷砖粘结剂的柔韧性，拉伸粘结强度虽有下降，但影响很小。

（2）当聚合物M的掺量由0增加到0.6%时，瓷砖粘结剂的拉伸粘结强度逐渐增大。聚合物M的保水作用使砂浆有更长的开放时间改善粘结性能，而且成膜（网状结构）作用提高了砂浆界面过渡区的粘结力和与瓷砖接触面处的粘结强度；其成膜的柔性填充作用提高了粘结剂柔韧性，压折比随聚合物M掺量增加显著下降。

聚合物M掺量为0.4%时，不仅有良好的抑制泛碱效果，而且压折比下降42%，拉伸粘结强度上升14%（掺量0.6%时抑制泛碱作用下降，不予考虑）。

（3）随着聚合物V掺量的增加，瓷砖粘结剂的拉伸粘结强度明显提高。主要由于聚合物V在水泥基体内形成一种薄

图2各因素掺量与瓷砖粘结剂拉伸粘结强度的关系

图3各因素掺量与瓷砖粘结剂压折比的关系

盖广清，等：抗泛碱瓷砖粘结剂的研制

膜（凝聚结构），其较高的抗拉强度使砂浆内聚强度增大，而且在瓷砖接触面形成了较牢固的柔性桥联；聚合物V掺量增加，压折比呈下降趋势。

聚合物V掺量为3%时，不仅抑制泛碱作用最好，而且压折比下降了14%，拉伸粘结强度提高了1倍以上。

（4）木质纤维掺量变化对瓷砖粘结剂的粘结强度影响不大，掺量为0～0.2%时，压折比随掺量增加呈下降趋势；掺量为0.2%～0.4%时，压折比略有上升。

木质纤维掺量为0.2%时，不仅经济，提高了拉伸粘结强度，降低压折比，而且基本不影响抑制泛碱。

综上所述，抗泛碱瓷砖粘结剂的最佳配比为：A

B3C4D2，即35%粉煤灰等量取代水泥、0.4%聚合物M、3%聚合物V、0.2%木质纤维。按最佳配比配制的抗泛碱瓷砖粘结剂的综合性能见表3。

表3泛碱瓷砖粘结剂的综合性能

3结论

（1）对抑制瓷砖粘结剂泛碱作用大小的次序为：粉煤灰最大，聚合物M较大、聚合物V其次，木质纤维不明显。

（2）I级粉煤灰能有效抑制泛碱，降低水泥用量，改善砂浆柔韧性，虽降低了拉伸粘结强度，但幅度很小。

（3）聚合物M掺量超过0.4%时，抑制泛碱效果下降。

（4）综合抑制泛碱效果和力学性能的影响，抗泛碱瓷砖粘结剂的最佳配比参数为：在普通水泥砂浆中以35%粉煤灰等量取代水泥，掺0.4%聚合物M、3%聚合物V、0.2%木质纤维。按该参数配制的粘结剂抑制泛碱作用明显，同时具有良好的综合性能。

参考文献：

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项目测试结果备注

线性收缩率/%拉伸粘结强度/MPa

压折比0.016

0.87

2.8

3d标准条件养护

14d标准条件养护

泛碱面积/%砂浆试样的表面泛碱很不明显，经图片放大，泛碱面积仅为1.8%。

盖广清，等：抗泛碱瓷砖粘结剂的研制

收购式玛卡龙后PPG加强建筑涂料品牌整合

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PPG大师漆（Master's Mark）是PPG工业公司旗下知名建筑涂料品牌，也是中国市场上顶尖的建筑涂料品牌，融合了公司在汽车、航空及工业涂料等领域的先进科技和创新，其在业界一直保持技术领先的高端位置。作为家喻户晓的乳胶漆品牌，PPG大师漆不断把国际品质的新产品带到中国，并推出优质环保的木器漆产品。

2007年5月，式玛卡龙集团与上海长春藤化工有限公司将双方在中国的建筑装饰涂料业务合并，成立式玛卡龙长春藤（上海）化工有限公司。其产品结构完善，为消费者提供优质环保的油漆涂料，畅销产品木器漆系列深受欢迎。先进的设备、一流的工艺和专业的管理造就了长春藤产品优秀的品质和卓越的品牌，包括乳胶漆在内的新产品系列为消费者带来丰富的选择。

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三大品牌源自不同地区，并各自有不同的市场专长，PPG表示将从品牌形象、市场渠道、技术、后勤等多个方面对各个品牌的需求和资源进行整合，以实现更有效的规模化运营及多样化产品线。“虽然我们的3个建筑涂料品牌各有特色，但是它们都以环保为己任，这是PPG产品的最高理念，在这样的理念下，我们还希望通过资源整合，利用丰富的销售渠道，提供强大的技术支持和周到的后勤保障，使得这3个品牌仍然在它们各自所长的建筑涂料领域专业化的发展，为中国的消费者提供专业化的服务。”PPG汽车修补漆、建筑涂料和防腐涂料中国区总经理袁洁仪女士表示。（雪）