防水型瓷磚膠粘劑性能測試方法探究

華麗 賀海量 周常林 解修強

（1 廣州協堡建材有限公司；2 湖南大學材料科學與工程學院）

0 引言

隨著民用建材市場的不斷發展和變化，墻體結構做防水層處理，能夠提高建筑結構的耐久性和安全性，進而出現了在防水層上進行粘貼瓷磚的施工工藝，這就對陶瓷磚的粘接劑的性能要求也越來越高[1]。防水層與瓷磚粘結劑在性能上差異，大大增加了瓷磚脫落空鼓的風險，而且瓷磚粘結劑經常使用在廚衛、外墻等很容易接觸到水的環境下，所以市場上出現了一種既能替代防水層又能粘貼瓷磚的防水型粘結劑，可以實現防水、粘磚一次性施工完成，在節約人工和縮短施工時間的同時又能避免防水層與瓷磚粘結劑之間的空鼓[2]。在現行JC/T547-2017《陶瓷膠粘劑》的標準中，對粘結劑的防水性能未做要求。在長期潮濕帶水的環境下，水通過瓷磚之間的縫隙滲入粘結劑內部，會破壞粘結劑的內部結構，降低膠黏劑的物理力學性能并引起瓷磚表面產生花白泛霜現象，造成填縫材料發霉發臭，嚴重影響瓷磚的使用壽命和裝飾效果，還有可能破壞房屋的主體結果，引起墻體滲水，帶來很大的危害。

在潮濕帶水的環境下，采用防水型瓷磚粘結劑進行瓷磚粘結，能有效抵抗水的浸入，避免水對粘結劑的粘結強度破壞，保證裝飾和粘貼的長久性，而且還能有效解決或彌補建筑工程中滲水問題，具有較大的實際意義、應用價值以及市場前景。目前建材行業有少量防水型瓷磚粘結劑在售，由于沒有統一的國家和行業性能檢驗標準，防水效果參差不齊，探索一種適用于防水瓷磚膠粘劑性能的測試方法是非常必要的。防水型瓷磚膠粘劑，粘結瓷磚的同時又能替代防水層，減少了一道防水施工工序，這樣不僅節約了材料和施工周期，這對于防水瓷磚膠粘劑市場推廣具有重要現實意義。

1 試驗

1.1 材料來源

試驗材料采用來自廣州協堡建材有限公司，單組分CF-709 和雙組分CF-712 防水型瓷磚膠粘劑；以及CF-211普通瓷磚粘結劑進行性能測試方法的探究。

1.2 試驗方法

廠家提供的拌合比例為：防水型瓷磚膠單組分SJ-709 粉料與水的質量比是1∶0.24；防水型瓷磚膠雙組分SJ-712 粉料組分：液料組分是1∶0.3；CF-211 普通瓷磚粘結劑與水的質量比是1∶0.21，以下試驗用產品代號表示。

按照GB/T17671-2021《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO 法）》制備砂漿拌和物。瓷磚膠粘劑的拉伸粘結強度、浸水后拉伸粘結強度、熱老化后拉伸粘結強度、凍融循環后拉伸粘結強度、晾置20min 拉伸粘結強度依據JC/T547-2017《陶瓷磚粘結劑》要求進行測試；抗折強度、抗壓強度、吸水率、試件抗滲壓力、涂層抗滲壓力、28d 收縮率、柔韌性能依據JC/T 984-2011《聚合物水泥防水砂漿》要求的方法進行測試。

2 試驗結果與分析

2.1 不同養護條件處理后的瓷磚膠拉伸粘結強度測試及結果分析

依據標準JC/T547-2017 7.4.1 的要求進行試驗試塊成型，并置于對應的養護及處理條件下，測試拉伸粘結強度結果見表1。

表1 經不同處理后的瓷磚膠拉伸粘結強度

從表1 可以看出CF709 和CF712 防水型瓷磚膠粘結劑，無論是浸水處理、熱老化處理、凍融循環處理還是晾置20min 的拉伸粘結強度均符合標準≥0.5MPa 的要求。浸水處理后的防水型瓷磚粘結劑拉伸粘結強度下降均不超過30%，CF709 浸水處理后甚至略有上升。其中凍融循環處理對其拉伸粘結強度影響最大。而普通瓷磚粘結劑浸水處理和晾置20min 后拉伸粘結強度下降了50%左右，熱老化處理和動融循環處理后下降比例超過了70%，拉伸粘結強度下降明顯，且檢測結果已不符合≥0.5MPa標準要求。

2.2 防水砂漿標準條件下的瓷磚粘結劑性能測試試驗及結果分析

防水型瓷磚粘結劑既然要替代防水砂漿層，那么其性能除了滿足瓷磚粘結劑的要求外也要同時滿足聚合物水泥防水砂漿的要求。依據標準JC/T 984-2011 要求對3 種產品的抗折、抗壓強度、吸水率、試件抗滲壓力、涂層抗滲壓力、28d 收縮率、柔韌性能進行試塊成型及測試。

從表2 可以看出三種瓷磚粘結劑均能滿足抗壓強度標準要求≥18MPa，普通瓷磚粘結劑的抗壓強度最高，抗折強度卻比標準要求≥6MPa低了12%左右。通過壓折比也可以看出，普通瓷磚粘結劑其壓折比為4.45，比標準壓折比3 高出48%，說明其較防水型瓷磚粘結劑偏剛性。產生這種結果的原因是相對于可再分散乳膠粉或者其他提高粘結強度的聚合物來說水泥的價格更為低廉，市場競爭惡略，普通瓷磚粘結劑為了降低材料成本，多數通過提高水泥摻量來提高原始拉伸粘結強度，而JC/T547-2017《陶瓷膠粘劑》的標準中也未對抗壓抗折有明確要求，所以普通瓷磚粘結劑的抗壓強度普遍較高，而抗折強度較低，也側面反應了其硬化后的抗裂性能較差，這也是瓷磚鋪貼工程出現空鼓開裂的原因之一。

從表3 可以看出普通型瓷磚粘結劑其吸水率超出標準要求值95%，防水型瓷磚粘結劑的吸水率均滿足標準要求的≤6%。低吸水率的瓷磚粘結劑能夠有效的降低水滲入粘結劑內部，有效降低在長時間的泡水情況下水對膠粘劑內部結構的破壞，避免因膠粘劑物理力學性能降低引起瓷磚表面產生花白泛霜現象。這也從圖1中浸水處理后和凍融循環處理后的拉伸粘結強度的變化體現出來，吸水率低的膠粘劑其處理后的拉伸粘結強度損失相對較小。

表3 不同類型瓷磚膠的吸水率測試結果

從表4 可以看出CF-211 普通型瓷磚粘結劑無論是試件抗滲還是涂層抗滲測試結果都不能滿足標準要求，而CF-709和CF-712防水型瓷磚粘結劑的試件抗滲壓力均能滿足標準要求。但只有CF-712 的涂層抗滲壓力能達標標準要求。另外，《聚合物水泥防水砂漿》JC/T 984-2011.2表1.b有明確說明：當產品使用的厚度不大于5mm 時測定涂層試件抗滲壓力；當產品使用的厚度大于5mm 時測定砂漿試件抗滲壓力。亦可根據產品用途，選擇測定涂層或砂漿試件的抗滲壓力。

表4 不同類型瓷磚膠試件抗滲壓力、涂層抗滲壓力測試結果

從表5 中可以看出，三種產品的收縮率均能滿足標準≤0.3%的要求，其中CF-211普通型瓷磚粘結劑的收縮率高出其他兩個單組分瓷磚粘結劑。

表5 不同類型瓷磚膠28d收縮率測試結果

通過表6 中柔韌性能的測試結果可以得出，CF-712和CF-709 兩種防水型瓷磚粘結劑均能滿足防水砂漿≥1mm 的要求，CF-712 雙組份防水型瓷磚粘結劑表面的柔韌性更大一些。而CF-211 普通型瓷磚粘結劑的柔韌性遠低于標準要求，說明其偏剛性，這也印證了表2 中壓折比的數據。

表6 不同瓷磚膠28d柔韌性能測試結果

3 實驗結果分析

CF-211 普通瓷磚粘結劑與CF-709 和CF-712 防水型瓷磚粘結劑產生上述結果的主要原因分析：CF-709和CF-712 是通過摻入大量的防水型丙烯酸類可再分散乳膠粉、乳液以及憎水成分使瓷磚粘結劑達到防水效果，可再分散乳膠粉在新拌砂漿里復原形成的聚合物乳液均勻分散，而本身雙組份防水型瓷磚膠的液料組份主要原材料就是聚合物乳液，在砂漿硬化后聚合物乳液失水形成了聚合物膜填充了砂漿內部的空隙，砂漿內部缺陷減少，再加上憎水劑的輔助作用，使水很難進入到硬化后的防水型瓷磚粘結劑中，所以降低了浸水處理和凍融循環處理對砂漿拉伸粘結強度的影響。同時，也降低了粘結劑的吸水率，并且大大提高了粘結劑的抗滲壓力和柔韌性。普通型瓷磚粘結劑用的可再分散乳膠粉大部分主要成分為EVA 即乙烯與醋酸乙烯共聚物，雖然在砂漿中也能形成聚合物膜填充砂漿的空隙，但其聚合物膜耐水性能相對較差，所以對砂漿的防水性能的提高作用不明顯[4,5]。而且為了降低材料成本，多數普通瓷磚粘結劑是通過提高水泥摻量來提高原始拉伸粘結強度，單純增加水泥用量也不能有效改善瓷磚粘結劑的吸水率和抗滲性能，反而還會導致其硬化后的收縮率增加，柔韌性較差，這是瓷磚鋪貼工程出現空鼓、開裂、脫落的重要原因[6]。

4 結論

無論是單組分還是雙組份防水型瓷磚粘結劑，既然是將瓷磚粘結劑層與防水層合二為一，那么其性能必須既滿足瓷磚粘結劑的要求又滿足防水砂漿的要求[7]。其檢查測試性能至少應包括：原始拉伸粘結強度、浸水處理后的拉伸粘結強度、抗折抗壓強度，28d 試塊抗滲壓力、吸水率、收縮率、柔韌性，如有特殊需要可增加涂層抗滲壓力要求、熱老化處理后的拉伸粘結強度、凍融循環處理后的拉伸粘結強度要求。