組分對(duì)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(zé)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(guó)內(nèi)的應(yīng)用已有半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，早期的瓷磚粘貼工程中對(duì)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(lái)嵌，有時(shí)候?yàn)榱伺浜洗纱u的顏色，瓦工自己會(huì)調(diào)一些顏料在里面。其實(shí)這是有很多弊端的，比如遇到潮濕的季節(jié)會(huì)發(fā)霉，如果去擦，肯定不能徹底清潔，時(shí)間長(zhǎng)了顏色容易變黑，而且沒(méi)過(guò)多久，水泥就容易開(kāi)裂、脫落、滲水。這也是上世 紀(jì) 80 年代的外墻粘貼瓷磚的建筑出現(xiàn)墻體滲漏的問(wèn)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(wèn)題，但普通水泥基填縫劑又給使用帶來(lái)了新的問(wèn)題：泛白發(fā)花，使得原來(lái)設(shè)計(jì)的顏色偏離；不耐酸：無(wú)法在一些需要經(jīng)常接觸弱酸的環(huán)境使用；無(wú)抗菌作用：在廚房間衛(wèi)生間等場(chǎng)所使用非常容易出現(xiàn)發(fā)霉發(fā)黑的問(wèn)題；收縮：易于出現(xiàn)微裂紋從而引起滲水問(wèn)題。鋁酸鹽水泥正是為了解決這些問(wèn)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(dú)特的性能，諸如：

（1）速硬；

（2）耐高溫和熱沖擊；

（3）耐化學(xué)侵蝕，尤其是酸類(lèi)；

（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(guò)與其它無(wú)機(jī)膠凝材料（硅酸鹽水泥、硫酸鈣等）以及各種添加劑相結(jié)合而達(dá)到最佳的性能。對(duì)此應(yīng)用來(lái)說(shuō)，良好的初始工作性和隨后快速固化，以及高強(qiáng)度、高耐久性、高穩(wěn)定性、美觀性等都至關(guān)重要。其中的基本技術(shù)原理就是在膠凝材料整個(gè)水化過(guò)程中嚴(yán)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(zhǎng)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(yàn)的、足夠靈活的在許多應(yīng)用中都能夠達(dá)到所有性能要求的配方技術(shù)。

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

1 原材料與試驗(yàn)結(jié)果

1.1 原材料

鋁酸鹽水泥：凱諾斯公司的Ternal White?。

水泥：42.5 級(jí)白色普通硅酸鹽水泥。

重鈣粉：細(xì)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(jí)材料，市售。

1.2 測(cè)試配方

測(cè)試配方見(jiàn)表1。

表1 測(cè)試配方

測(cè)試配方見(jiàn)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(xì)度變化對(duì)于產(chǎn)品性能影響；緩凝劑、早強(qiáng)劑變化對(duì)產(chǎn)品性能影響等。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

測(cè)試按 JC/T1004—2006《陶瓷墻地磚填縫劑》中相應(yīng)的要求進(jìn)行拌合并成型測(cè)試試件，測(cè)試其可操作時(shí)間（初凝、終凝）、抗壓、抗折強(qiáng)度及吸水率。

1.3.1 緩凝劑變化對(duì)性能影響

在這個(gè)測(cè)試中，我們固定鋁酸鹽水泥與普硅水泥的比例，復(fù)合兩種緩凝劑，測(cè)試緩凝劑變化對(duì)于材料性能的影響。因瓷磚填縫劑對(duì)可操作時(shí)間沒(méi)有特別的要求， 我們選取了可操作時(shí)間為 1h 左右時(shí)的緩凝劑的添加量，測(cè)試時(shí)我們采用酒石酸（簡(jiǎn)稱(chēng) TA）與檸檬酸（簡(jiǎn)稱(chēng) AC）兩種材料， 并以不同的比例復(fù)合，具體見(jiàn)表2。

表2 緩凝劑比例變化情況 %

緩凝劑的種類(lèi)與比例變化對(duì)于凝結(jié)時(shí)間的影響，如圖1所示。

圖1 緩凝劑的種類(lèi)變化對(duì)于凝結(jié)時(shí)間影響

圖1 分析可得，酒石酸對(duì)于材料有更強(qiáng)的緩凝作用，過(guò)長(zhǎng)的凝結(jié)時(shí)間對(duì)于現(xiàn)實(shí)中的操作并不理想，而且還容易引起泛白的問(wèn)題，因而在后面的試驗(yàn)中我們選取酒石酸與檸檬酸1:1 的比例。

1.3.2 促凝劑對(duì)于材料性能影響

在這個(gè)測(cè)試中，我們固定鋁酸鹽水泥與普硅水泥的比例，復(fù)合兩種促凝劑，測(cè)試促凝劑變化對(duì)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(cè)試時(shí)我們采用碳酸鈉（簡(jiǎn)稱(chēng) SC）與碳酸鋰（簡(jiǎn)稱(chēng) SL）兩種材料， 并以不同的比例變化復(fù)合，具體見(jiàn)表3。

表3 促凝劑比例變化情況 %

促凝劑的種類(lèi)與比例變化對(duì)于凝結(jié)時(shí)間的影響，如圖2所示。

測(cè)試結(jié)果顯示，促凝劑對(duì)于材料的凝結(jié)時(shí)間影響不大，對(duì)于早期強(qiáng)度有一定影響，因而在后面的試驗(yàn)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(xì)度變化對(duì)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(duì)材料性能影響

表4 填料變化對(duì)材料性能影響

當(dāng)采用比較細(xì)的石英砂時(shí)（NE14），材料的可操作性能（跳桌流動(dòng)度）和凝結(jié)時(shí)間基本沒(méi)變化，但力學(xué)性能方面有所不同， 采用 NE14 時(shí)，材料的抗壓抗折強(qiáng)度和吸水率明顯好于采用 BR36 的配方。同時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)，砂子相同時(shí)變化重鈣粉的量對(duì)于材料性能影響不大。

1.3.4 膠凝材料的比例變化對(duì)材料性能的影響

膠凝材料的比例變化對(duì)材料性能的影響，如表5。

表5 膠凝材料的比例變化對(duì)材料性能的影響

材料在室溫標(biāo)養(yǎng) 3d，后在 70℃ 熱養(yǎng) 25d，之后測(cè)試材料性能。測(cè)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(qiáng)度值比較高，吸水量最低。

3 結(jié)論

（1）鋁酸鹽水泥的特殊水化過(guò)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(qiáng)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(fù)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(fù)合后凝時(shí)間變會(huì)變短，合適種類(lèi)及用量的緩凝劑、促凝劑在保證操作時(shí)間的同時(shí)，使材料盡快達(dá)到較好的初期性能，根據(jù)本測(cè)試的強(qiáng)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(yīng)用

（3）填料方面，石英砂的細(xì)度對(duì)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(fù)合的比例影響材料的綜合性能，如吸水率，泛白與否，本試驗(yàn)推薦鋁酸鹽水泥與普硅水泥以 1:3 復(fù)合使用。