組分對含鋁酸鹽水泥填縫劑性能影響初探

潘曉明

（安徽皖維花山新材料有限責任公司，安徽 238002）

0 引言

瓷磚，由于其特殊的裝飾效果及耐久性在國內(nèi)的應用已有半個世紀的時間，早期的瓷磚粘貼工程中對于磚縫并不作特別處理，傳統(tǒng)的瓷磚填縫方法，就是用水泥砂漿或白水泥來嵌，有時候為了配合瓷磚的顏色，瓦工自己會調一些顏料在里面。其實這是有很多弊端的，比如遇到潮濕的季節(jié)會發(fā)霉，如果去擦，肯定不能徹底清潔，時間長了顏色容易變黑，而且沒過多久，水泥就容易開裂、脫落、滲水。這也是上世 紀 80 年代的外墻粘貼瓷磚的建筑出現(xiàn)墻體滲漏的問題特別多的原因之一。填縫劑的出現(xiàn)在一定程度上緩解了上述問題，但普通水泥基填縫劑又給使用帶來了新的問題：泛白發(fā)花，使得原來設計的顏色偏離；不耐酸：無法在一些需要經(jīng)常接觸弱酸的環(huán)境使用；無抗菌作用：在廚房間衛(wèi)生間等場所使用非常容易出現(xiàn)發(fā)霉發(fā)黑的問題；收縮：易于出現(xiàn)微裂紋從而引起滲水問題。鋁酸鹽水泥正是為了解決這些問題而引入到填縫劑中，鋁酸鹽水泥的特定礦物成分以及水化生成的水化物組合（CAH10、C2AH8、C3AH6、AH3） 使它具有一些獨特的性能，諸如：

（1）速硬；

（2）耐高溫和熱沖擊；

（3）耐化學侵蝕，尤其是酸類；

（4）耐微生物侵蝕；

（5）耐沖擊和耐磨損。

含有鋁酸鹽水泥的填縫劑是通過與其它無機膠凝材料（硅酸鹽水泥、硫酸鈣等）以及各種添加劑相結合而達到最佳的性能。對此應用來說，良好的初始工作性和隨后快速固化，以及高強度、高耐久性、高穩(wěn)定性、美觀性等都至關重要。其中的基本技術原理就是在膠凝材料整個水化過程中嚴格控制鈣礬石形成的數(shù)量和形態(tài)，以保證獲得所期望的短期至長期的宏觀性能。鋁酸鹽水泥的使用是唯一一種經(jīng)得起考驗的、足夠靈活的在許多應用中都能夠達到所有性能要求的配方技術。

本文是筆者對鋁酸鹽水泥在干混砂漿中應用介紹的一部分，主要講述鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥復合后的配方調整及配方組份對于填縫劑性能的影響，通過數(shù)據(jù)說明鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥復合的使用比例及配方調整方向。

1 原材料與試驗結果

1.1 原材料

鋁酸鹽水泥：凱諾斯公司的Ternal White?。

水泥：42.5 級白色普通硅酸鹽水泥。

重鈣粉：細度為 200 目。

砂：兩種河砂，含硅量 8 6%，N E 1 4（最大粒徑400μm，平均粒徑 200μm）BR36（最大粒徑 400μm，平均粒徑 125μm）。

纖維素醚：Walocell 6000 MKX。乳膠粉：采用一種有防水功能的乳膠粉。緩凝劑與促凝劑均為工業(yè)級材料，市售。

1.2 測試配方

測試配方見表1。

表1 測試配方

測試配方見表1。

配方中變化鋁酸鹽水泥與普硅水泥的配方比，分別采用

——0% 鋁酸鹽水泥 + 35% 普硅水泥

——3%鋁酸鹽水泥 + 32% 普硅水泥

——8%鋁酸鹽水泥 + 27% 普硅水泥

——20%鋁酸鹽水泥 + 15% 普硅水泥

探討填料細度變化對于產(chǎn)品性能影響；緩凝劑、早強劑變化對產(chǎn)品性能影響等。

1.3 試驗結果

測試按 JC/T1004—2006《陶瓷墻地磚填縫劑》中相應的要求進行拌合并成型測試試件，測試其可操作時間（初凝、終凝）、抗壓、抗折強度及吸水率。

1.3.1 緩凝劑變化對性能影響

在這個測試中，我們固定鋁酸鹽水泥與普硅水泥的比例，復合兩種緩凝劑，測試緩凝劑變化對于材料性能的影響。因瓷磚填縫劑對可操作時間沒有特別的要求， 我們選取了可操作時間為 1h 左右時的緩凝劑的添加量，測試時我們采用酒石酸（簡稱 TA）與檸檬酸（簡稱 AC）兩種材料， 并以不同的比例復合，具體見表2。

表2 緩凝劑比例變化情況 %

緩凝劑的種類與比例變化對于凝結時間的影響，如圖1所示。

圖1 緩凝劑的種類變化對于凝結時間影響

圖1 分析可得，酒石酸對于材料有更強的緩凝作用，過長的凝結時間對于現(xiàn)實中的操作并不理想，而且還容易引起泛白的問題，因而在后面的試驗中我們選取酒石酸與檸檬酸1:1 的比例。

1.3.2 促凝劑對于材料性能影響

在這個測試中，我們固定鋁酸鹽水泥與普硅水泥的比例，復合兩種促凝劑，測試促凝劑變化對于材料性能的影響及綜合成本等因素， 我們選取了促凝劑的添加量為 1.5%，測試時我們采用碳酸鈉（簡稱 SC）與碳酸鋰（簡稱 SL）兩種材料， 并以不同的比例變化復合，具體見表3。

表3 促凝劑比例變化情況 %

促凝劑的種類與比例變化對于凝結時間的影響，如圖2所示。

測試結果顯示，促凝劑對于材料的凝結時間影響不大，對于早期強度有一定影響，因而在后面的試驗中我們選取碳酸鈉 0.05% 與碳酸鋰 0.1% 的比例。

1.3.3 填料細度變化對產(chǎn)品性能影響

固定膠凝材料的比例及其它填加劑的比例，變化砂子與重鈣粉的比例，如表4。

圖2 促凝劑變化對材料性能影響

表4 填料變化對材料性能影響

當采用比較細的石英砂時（NE14），材料的可操作性能（跳桌流動度）和凝結時間基本沒變化，但力學性能方面有所不同， 采用 NE14 時，材料的抗壓抗折強度和吸水率明顯好于采用 BR36 的配方。同時，我們可以發(fā)現(xiàn)，砂子相同時變化重鈣粉的量對于材料性能影響不大。

1.3.4 膠凝材料的比例變化對材料性能的影響

膠凝材料的比例變化對材料性能的影響，如表5。

表5 膠凝材料的比例變化對材料性能的影響

材料在室溫標養(yǎng) 3d，后在 70℃ 熱養(yǎng) 25d，之后測試材料性能。測試數(shù)據(jù)顯示，在鋁酸鹽水泥（Ternal White）與白色普硅水泥的添加量為 8% 和 27% 材料的綜合性能最好，強度值比較高，吸水量最低。

3 結論

（1）鋁酸鹽水泥的特殊水化過程，形成的水化產(chǎn)物具有更高的致密度和更好的均勻性，故而高鋁水泥砂漿具有更好的強度、更低的吸水率和更好的耐磨性能。鋁酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥以合 適的比例復合使用，不但提高了材料的固化速度，還降低了吸水率，從而更有利于避免填縫劑的泛白現(xiàn)象。

（2）由于鋁酸鹽水泥與普硅水泥復合后凝時間變會變短，合適種類及用量的緩凝劑、促凝劑在保證操作時間的同時，使材料盡快達到較好的初期性能，根據(jù)本測試的強論，我們推薦酒石酸與檸檬酸 1:1 的比例，碳酸鈉與碳酸鋰 1:2 的比例在配方體系中應用

（3）填料方面，石英砂的細度對于材料一定的影響，而重鈣粉則影響不大。

（4）鋁酸鹽水泥與普硅水泥復合的比例影響材料的綜合性能，如吸水率，泛白與否，本試驗推薦鋁酸鹽水泥與普硅水泥以 1:3 復合使用。