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陶瓷磚用膏狀背膠標準初探

 二維碼 15

湖北堿克新材料有限公司   陳樂舟

武漢科技大學   廖國勝龔瑾付毅群余璇

摘要:簡要介紹國內陶瓷磚用背膠的生產、應用與市場情況,同時參照JC/T 547-2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》的依據、實驗條件與試驗方法,分析、探討于陶瓷磚用背膠標準,借此展望新標準修訂實施后對我國陶瓷磚用背膠生產、應用與市場的影響。

關鍵詞:陶瓷磚用背膠; 行業標準

1 我國陶瓷磚用膠粘劑的生產與使用方式

目前, 我國陶瓷墻地磚膠粘劑產品有3種生產與使用方式 : ( l )工廠生產干混砂漿,工地加水拌和使用;( 2 )雙組分,膠粘材料與粉料分別包裝,工地加水拌和使用;( 3 )工廠供應液料,工地加人水泥、砂子及水拌和使用。市場上銷售的陶瓷墻地磚膠粘劑一部分是由國外企業引進設備、 配方在國內生產,或直接從國外進口產品; 另一部分是由國內企業自制設備 ,研究開發生產;第3部分是由一些小型企業、手工作坊生產的產品。第3部分生產的產品由于工廠規模小、生產設備及工藝落后,使用原材料質量差,產品質量低,但由于其價格便宜,在市場上仍具有相當份額,對性能良好的品牌產品構成一定“競爭”。因此,在我國陶瓷墻地磚膠粘劑市場上,提高產品標準與產品質量水平,扶植名牌產品,打擊假冒偽劣產品,凈化與規范市場仍然是一項艱巨和長期的任務 。
    20世紀80年代至90年代初,我國建筑施工中普遍使用的是聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑(俗稱107膠) , 在施工現場與水泥、砂子加水拌和使用。由于其粘結強度低、 收縮大、耐久性差等缺點逐步被淘汰。取而代之的是以聚醋酸乙烯一乙烯共聚 (VAE)乳液與丙烯酸乳液為主要原料的聚合物改性膠粘劑。目前,我國陶瓷墻地磚膠粘劑市場上,主要產品是水泥基陶瓷墻地磚膠粘劑,小部分企業生產膏狀乳液陶瓷墻地磚膠粘劑。

2 陶瓷磚用膠粘劑標準

1)標準內容

JC/T 547—2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》行業標準, 將產品分為3類:

(1)水泥基陶瓷墻地磚膠粘劑(C)

由水硬性膠凝材料、礦物集料、有機外加劑組成的粉狀混合物,使用前需與水或其它液體拌合。

(2)膏狀乳液陶瓷墻地磚膠粘劑(D)

由水性聚合物分散液、有機外加劑和礦物填料等組成的膏糊狀混合物,可直接使用。

(3)反應性樹脂陶瓷墻地磚膠粘劑(R)

由合成樹脂、礦物填料和有機外加劑組成的單組分或多組分混合物,通過化學反應使其硬化。

上述每一種類型的陶瓷墻地磚膠粘劑依據不同的可選性能都可能有不同的類別,這些類別可以用以下簡稱標識 :

普通型膠粘劑—(1);

增強型膠粘劑—(2);

快速硬化膠粘劑—(F);

快速干燥膠粘劑—(A);

抗滑移型膠粘劑—(T);

加長晾置時間膠粘劑—(E)。

特殊變形性能的水泥基膠粘劑(S,其實S1:柔性;S2:高柔性)

外墻基材為膠合板時的膠粘劑(P)。

標識示例: 代號C1FT為,抗滑移—快速硬化—普通型—水泥基膠粘劑。

2) 技術要求

技術要求見表1、表2、表3、表4、表5、表6。

1 水泥基膠粘劑(C)的技術要求—特殊性能

分類

性能

指標

C1-普通型水泥基膠粘劑

拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

浸水后拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

熱老化后拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

凍融循環后拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

晾制時間≥20min,拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

C2-增強型水泥基膠粘劑

拉伸粘結強度/Mpa

≥1.0

浸水后拉伸粘結強度/Mpa

≥1.0

熱老化后拉伸粘結強度/Mpa

≥1.0

凍融循環后拉伸粘結強度/Mpa

≥1.0

晾制時間≥20min,拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

2 水泥基膠粘劑(C)的技術要求—特殊性能

分類

特殊性能

指標

T

滑移/mm

≤0.5

F

6h拉伸粘結強度/MPa

≤0.5

晾置時間≥10min,拉伸粘結強度/MPa

≥0.5

所有其他的要求應不低于表1中列出的
C1型膠粘劑的粘結強度要求

C1的技術要求

S

柔性膠粘劑(S1)/mm

≥2.5,<5

柔性膠粘劑(S2)/mm

≥5

E

加長晾置時間≥30min,拉伸粘結強度/MPa

≥0.5

P

普通型粘接劑(P1)/MPa

≥0.5

普通型粘接劑(P2)/MPa

≥1.0

3 膏狀乳液膠粘劑(D)的技術要求

分類

性能

指標

D1-普通膠凝材料

剪切粘結強度

≥1.0

熱老化粘結強度

≥1.0

晾置時間20min,拉伸粘結強度

≥0.5

D2-增強型膠凝材料

21d空氣中,7d浸水后的剪切粘結強度

≥0.5

高溫下的剪切粘結強度

≥1.0

4 膏狀乳液膠粘劑(D)的技術要求—特殊性能

分類

特殊性能

指標

T

滑移/mm

≤0.5

A

7d空氣中,七天浸水后剪切粘結強度

≥0.5

高溫下的剪切粘結強度

≥0.5

E

加長晾置時間≥30min,拉伸粘結強度

≥0.5

5 反應性樹脂膠粘劑(R)的技術要求

分類

性能

指標

R1-普通型膠粘劑

剪切粘結強度/Mpa

≥2.0

浸水剪切粘結強度/Mpa

≥2.0

晾置時間≥20min,拉伸粘結強度/Mpa

≥0.5

R2-增強型膠粘劑

熱沖擊后剪切粘結強度/Mpa

≥2.0

6 反應性樹脂膠粘劑(R)的技術要求—特殊性能

分類

特殊性能

指標

T

滑移/mm

≤0.5

3) 標準說明

JC/T 547—2017的試驗方法追溯至前是采用了下列歐洲標準:

1)試驗條件等效采用EN 12004,環境溫度(23士2)℃,相對濕度(50士5)%,試驗區的循環風速小于0.2 m/s。

    2)水泥基膠粘劑:等效采用EN 1348:1997《瓷磚膠粘劑—水泥基膠粘劑的拉伸粘結強度的測定方法》。

    3)膏狀乳液膠粘劑:等效采用EN 1324:1996《瓷磚膠粘劑—乳液基膠粘劑剪切粘結強度的測定方法》。

    4)反應型樹脂膠粘劑:等效采用EN 12003:1997《反應型樹脂膠粘劑剪切粘結強度的測定方法》。

    5)晾置時間:等效采用EN 1346:1999((瓷磚膠粘劑—晾置時間的測定方法》:

6)滑移:等效采用EN 1308:1996《瓷磚膠粘劑—滑移性的測定方法》

7)潤濕能力:等效采用EN 1347:1998((瓷磚膠粘劑—潤濕性的測定方法》。

    8)橫向變形:等效采用EN 12002:1997《瓷磚膠粘劑—水泥基膠粘劑和勾縫劑的變形的測定方法》。

3 陶瓷磚用膏狀背膠標準探討

1) 制定陶瓷磚用背膠的意義

    隨著建筑內外墻飾面的快速發展,出現了大量的低吸水率甚至零吸水率、大尺寸的飾面材料,如陶瓷薄板、玻化磚、拋棄光磚、微晶磚、仿古磚、人造大理石等,鋪貼材料也從水泥砂漿,發展至瓷磚粘結劑、瓷磚背膠。隨著瓷磚吸水率越來越低,粘貼面也越來越光滑致密,采用傳統鋪貼更加無法滿足粘結要求。尤其是玻化磚、拋光磚材質強度較高,對溫度變化敏感,溫差不同步,與水泥的的熱膨脹系數不同,大規格瓷磚鋪貼后存在溫差應力,季節性的溫差振蕩會造成粘結強度降低,破壞磚體和基體的粘結強度,導致了瓷磚與結構層之間就會因粘貼、結合不牢而出現強度降低,破壞磚體和基體的粘結強度,導致了瓷磚與結構層之間就會因粘貼、結合不牢出現空鼓。水泥砂漿屬于剛性材料,其耐久性好但粘結強度不高,也無法抵御因熱脹冷縮或濕脹干縮帶來的脫落。這類飾面材料的鋪貼要求瓷磚粘結劑具有很強的粘結力以及足夠的柔韌性,足以抵御因氣候變化帶來的破壞,以及高層樓宇的輕微震動,針對吸水率較低的拋光磚、玻化磚、建筑薄板要求推薦C2級別的瓷磚粘結劑,但整體鋪貼成本較高。加之國內大多數瓷磚粘結劑廠家一直按照C1的標準生產產品,因此導致很多低吸水率的瓷磚出現空鼓、脫落的現象。

瓷磚背膠作為一種應用于瓷磚背面的新型粘接材料不僅能有效降低瓷磚的表面張力,而且能提升瓷磚與水泥砂漿的粘結力,有效解決了空鼓、瓷磚脫落等現象,同時和瓷磚粘結劑相比,能大幅度提升與水泥砂漿層的粘結力,能大幅度降低鋪貼材料的成本。

膏狀型瓷磚背用膠是近兩年出現的一種新型單組分綠色環保柔韌型瓷磚膠粘劑,是由丙烯酸乳液為主要基料,添加無機礦物粉料、多種助劑組成,具有強烈粘接其最大的優勢是粘結強度明顯優于砂漿及瓷磚膠等傳統陶瓷墻地磚膠粘劑。其激發劑可以促使背膠分子與水泥中的硅、鋁酸鹽等成分聚合生成新的凝膠體,包裹分子鏈狀結構,封閉活性離子之間的間隙,達到最大粘結力,而且良好的耐心水性、耐凍融和耐高溫性能。產品與JC/T 547--2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》標準產品質量相比,作用雖相同,但又有區別。

2)本標準與JC/T 547--2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》標準主要區別有:

①、在JC/T 547--2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》標準中針對于水泥基膠粘劑和反應型樹脂膠粘劑的膠粘強度測定采用吸水率≤0.2%的瓷質磚,膏狀乳液膠粘劑的膠粘強度測定采用吸水率為(15±3)%的陶瓷磚,而對膏狀瓷磚背膠未涉及。

②、隨著低吸水率(≤0.2%)瓷磚如玻化磚等在裝飾裝修工程廣泛,實際工程中掉磚現象越來越嚴重,究其根源是水泥砂漿、水泥基瓷磚膠和膏狀乳液膠粘劑等陶瓷墻地膠粘劑與低吸水率陶瓷飾面材料膠結強度不夠所導致的。由此可見,JC/T 547--2017中對陶瓷墻地磚膠粘劑的膠粘強度值≥0.5MPa明顯偏低,而作為水泥基瓷磚膠、反應型樹脂膠粘劑和膏狀乳液膠粘劑等陶瓷墻地膠粘劑又滿足JC/T 547--2017標準要求,這樣出現了JC/T 547--2017標準與工程質量脫節,也就是產品本身質量符合標準要求于工程質量事故頻發的矛盾。

③、對于膏狀瓷磚背膠產品本身性能遠高于傳統的瓷磚膠粘劑,如膠粘強度在1.0MPa以上,若檢驗參照JC/T 547--2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》標準執行顯然不科學,在與JC/T 547--2017行業標準不沖突和當前制定標準的大環境前提下,單獨制定《膏狀瓷磚背膠陶瓷墻地磚膠粘劑》標準勢在必行。

④、在JC/T547-2017的標準中規定,所有的技術指標按照C1的標準,均不大于0.5MPA,按照C2的標準,均不大于1.0MPA,隨著瓷磚生產水平的提高,不管是C1還是C2的標準,均滿足不了瓷磚鋪貼的要求,瓷磚脫落的事件時有發生。因此制定新的符合現在瓷磚鋪貼材料的標準已經迫在眉睫。在當前的情況下,特別是一些大規格的瓷磚,例如600mm×900mm,900mm×1200mm, 900mm×1800mm等規格的瓷磚,如果繼續用JC/T547-2017的標準來檢測,加大了瓷磚脫落的風險。我們需要制定更高的標準來適應當前的這些瓷磚鋪貼。

⑤、在JC/T547-2017的標準中,一般水泥基膠粘劑的拉伸強度不超過1.0MPA,在新的瓷磚背膠的具體使用過程中,我們是將瓷磚背膠均勻的刮抹在瓷磚背面,其厚度為2mm左右,然后將水泥砂漿刮抹在瓷磚背膠上面,其厚度根據施工現場的要求,一般在10-20mm之間。如果按照JC/T547-2017的標準來進行檢測,其測試結果根本測試不出來瓷磚背膠的強度,因為水泥砂漿的強度比瓷磚背膠的強度要低很多,很明顯,在JC/T547-2017的標準之下,我們測試的結果不是瓷磚背膠的強度,是水泥砂漿的強度,也就是說,測試得到的數據是一個的數據,這個數據代表不了瓷磚背膠的真實水平。

⑥、在JC/T547-2017的標準中,對水泥基膠粘劑的低溫測試要求的溫定是(-15±3)℃,很明顯這個溫度要求很難滿足我國北方地區的要求,因此,在新的瓷磚背膠的標準中,我們需要設置更低的溫度標準來滿足瓷磚鋪貼的要求。如果按照JC/T547-2017的標準,將無法測試瓷磚背膠的低溫性能,因此需要制定新的標準來滿足瓷磚背膠的性能,同時來適應北方地區瓷磚鋪貼的要求。

⑦、使用構造上有所不同

JC/T547-2017規定的產品使用構造:基層+瓷磚膠+瓷磚

本標準規定的產品使用構造:基層+水泥砂漿+瓷磚背膠+瓷磚

⑧、本標準制訂與JC/T 547--2017行業標準區別在于:膏狀瓷磚背膠所采用的標準磚和測試混凝土板及其測試前處理方法進行限定、拉拔試驗中砂漿粘結強度的限定,應高于膏狀瓷磚背膠的膠粘強度;增加膏狀瓷磚背膠的產品狀態檢測指標,如瓷磚背膠粘度和流動度等瓷磚粘結劑主要用于粘結瓷磚和面磚的粘合劑,亦被稱為聚合物瓷磚粘結砂漿。該瓷磚粘結劑它徹底解決了瓷磚、地磚等材料在粘貼施工中沒有高品質專用粘接材料可以選擇的困擾。膏狀乳液膠粘劑(D類)是以水性聚合物分散液、有機外加劑和無機礦物材料組成的膏狀混合物,可直接使用,R類合成樹脂、礦物填料和有機外加劑組成的單組分或多組分混合物,通過化學反應使其硬件化,產品價格高,使用成本大,用量較之前2種要少得多。

膏狀瓷磚背膠是針對吸水率極低的玻化磚、拋光磚等低吸水率瓷磚開發出來的新型鋪貼材料,其粘結強度遠高于目前市場上水泥砂漿和水泥基瓷磚粘結劑、反應型樹脂膠粘劑等,解決了這類瓷磚鋪貼材料的空鼓和脫落難題。市場膏狀瓷磚背膠魚龍混雜,品質也良莠不齊,給膏狀瓷磚背膠的健康發展帶來極大阻力,同時國內外都沒有膏狀瓷磚背膠的相關檢查標準,目前暫以JC/T 547--2017標準作為參考;現場施工驗收檢測方法、檢測設備;驗收批和驗收周期的劃定等還需大量的工作。

針對我國瓷磚鋪貼標準太低的現狀,此次根據以上幾方面來修改制定具有權威性的膏狀瓷磚背膠瓷磚鋪貼新工產品標準,規范產品市場,為未來瓷磚粘結劑行業競爭成為新藍海提供支持

4、陶瓷磚用膏狀背膠的基本物理力學性能要求

陶瓷磚用膏狀背膠的基本物理力學性能符合表1規定要求。

1 陶瓷磚用膏狀背膠的基本物理力學性能要求

序號

項 目

指   標

1

不揮發物含量/%                                           ≥

80

2

施工性

施工無阻礙

3

砂漿晾置時間≥5min,拉伸粘結強度/MPa                      ≥

0.5

4

滑移/mm                                                  ≤

0.5mm

5

剪切粘結強度/MPa   ≥

無處理   28天                  ≥

1.0

養護14d,7d水養                ≥

1.0

熱老化(80±2 )度              ≥

1.0

高溫(同上)                    ≥

1.0

抗沖擊后                        ≥

1.0

6

拉伸粘結強度/MPa   ≥

無處理                          ≥

1.0

21d空氣中,7d浸水              ≥

1.0

熱老化后                        ≥

1.0

凍融循環后( -20±3)度         ≥

1.0

5、標準主要章節內容、重點與難點

1)標準主要章節內容

本標準規定了陶瓷墻地磚背膠粘劑(以下簡稱背膠粘劑)的術語和定義、分類、代號與標記、一般要求、技術要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸和貯存。

本標準適用于陶瓷墻地磚膏狀背膠。本標準中的強制性內容為瓷磚背膠的抗拉拔強度,拉伸膠粘原強度,浸水后的拉伸膠粘強度,熱老化后的拉伸膠粘強度,凍融循環后的拉伸膠粘強度,粘稠度,剪切力,砂漿配比,養護時間環境要求等。

2)重點與難點

①產品標準覆蓋的范圍

②產品標準的技術要求(項目)設置;

③產品標準的技術要求(項目)試驗方法及驗證;

④產品檢驗規則要求。

6、 結語

通過擬制定的《陶瓷墻磚用膏狀背膠》標準,根據上述背膠的特征來完善具有權威性的瓷磚背膠瓷磚鋪貼標準、規范產品市場,為未來瓷磚粘結劑行業競爭成為新藍海提供支持。

陶瓷墻磚用背膠是針對吸水率極低的玻化磚、拋光磚等低吸水率瓷磚開發出來的新型鋪貼材料,自身性能遠高于JC/T 547—2017標準中的陶瓷墻地磚膠粘劑。

   《陶瓷墻磚用膏狀背膠》標準的制定對我國陶瓷磚膠粘劑市場必將產生深遠的影響:(1)產品標準是衡量產品質量的技術依據,不符合標準的產品不能出廠,這樣我國陶瓷磚膠粘劑市場將面臨一次“大洗牌”的嚴峻形勢通過貫徹新標準,將淘汰一批落后企業、落后產品。

2)產品標準水平的提高,必將有利于保證工程質量的提高,從而推動陶瓷磚膠粘劑在建筑業中更大范圍的推廣使用,尤其是在中國農村城市化、鄉村城鎮化建設中的普遍使用。(3)

由于我國陶瓷磚膠粘劑標準等效采用了歐洲標準,有利于消除“貿易壁壘”,促進國際技術交流與商品貿易。


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