外墻保溫瓷磚粘合劑的制備方法與施工工藝

單連杰

摘 要： 外墻保溫瓷磚的應(yīng)用條件不同于堅(jiān)固的混凝土底層，在施工過程中經(jīng)常需要使用一定的瓷磚粘合劑。相應(yīng)的粘合劑應(yīng)當(dāng)具備良好的性能，以提高與基層的相容性，且具有粘接強(qiáng)度高、耐水、耐凍融、耐老化性能好及施工方便等性能。研究嘗試制備一種低成本、 施工簡單、環(huán)保節(jié)能的建筑外墻保溫瓷磚粘合劑。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，所制備的粘合劑耐水、耐凍融、耐老化性能好，具有優(yōu)良的柔韌性能，粘接強(qiáng)度高，硬化時(shí)間快，并可有效避免飾面磚泛堿的情況發(fā)生，可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，具備良好的性能。

關(guān)鍵詞： 外墻保溫瓷磚；粘合劑制備；施工工藝

中圖分類號： TQ437+.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號： 1001-5922（2023）08-0031-04

Preparation and construction technology of adhesive for building exterior wall thermal insulation tiles

?SHAN Lianjie

（Nanchangyi Real Estate Industry Development Service Center，Changyi 261300，Shandong China）

Abstract： The application conditions of exterior wall thermal insulation tiles are different from the solid concrete bottom，and they often need to be treated as a certain ceramic tile adhesive in the construction process.The corresponding adhesive shall have good performance to improve the compatibility with the base course，and have high bonding strength，water resistance，freeze-thaw resistance，good aging resistance and easy construction.In this paper，we try to prepare a low-cost，simple construction，environmental protection and energy saving adhesive for building exterior wall thermal insulation tiles.The test shows that the prepared adhesive has good water resistance，freeze-thaw resistance，aging resistance，excellent flexibility，high bonding strength，fast hardening time，and can effectively avoid the occurrence of alkali efflorescence of facing bricks.It can meet the requirements of the standard and has good performance.

Key words： exterior wall thermal insulation tiles; preparation of adhesives;construction technology

墻體是建筑保溫的第一道防線，畢竟在建筑外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)中，墻體所占比重較大[1]。對建筑物外墻進(jìn)行保溫處理，能夠達(dá)到降低建筑能耗、改善居住環(huán)境等目的[2]。

1 外墻保溫瓷磚粘合劑

在使用瓷磚覆蓋建筑物表面時(shí)，需要要將瓷磚粘接在墻面上。瓷磚粘合劑是粘貼瓷磚的水泥基粘接材料，亦成為瓷磚膠，是建筑及裝飾工程中最普遍使用的粘接材料，可用于粘貼陶瓷磚、拋光磚以及花崗巖之類的天然石材[3]。瓷磚粘合劑是由優(yōu)質(zhì)高分子聚合物乳液材料與無機(jī)硅酸鹽復(fù)合的產(chǎn)品，即由水泥、石英砂、聚合物膠結(jié)料配以多種添加劑經(jīng)機(jī)械混合均勻而成[4]。瓷磚粘合劑可與多種粘接材料復(fù)合使用，形成瓷磚粘貼體系，大幅度提高瓷磚與基層的粘貼力，安全性能也可以得到大幅的提高[5]。隨著技術(shù)的發(fā)展，瓷磚的材質(zhì)開始多種多樣，陶土，全瓷、玻化等等，瓷磚的吸水率也大不相同，傳統(tǒng)的水泥砂漿鋪貼法，已經(jīng)無法滿足低吸水率瓷磚的鋪貼要求，這樣瓷磚粘合劑就出現(xiàn)了[6]。通常情況下，常見的粘合劑主要特點(diǎn)：干粉狀瓷磚粘合劑為單組分，在現(xiàn)場加水?dāng)嚢杓纯墒褂?，施工方便??為固體廢棄物的綜合利用開辟了一條新的途徑。

2 外墻保溫瓷磚粘合劑的制備方法

2.1 粘合劑制備原料

建筑外墻保溫瓷磚粘合劑由一定的無機(jī)摻合料與外加劑組成，其中無機(jī)摻合料包含水泥、重鈣、石英砂、羥丙基甲基纖維素、膠粉、膠粉優(yōu)化素和砂漿優(yōu)化劑等多種類型的原料。

可供選擇的水泥的種類繁多，如硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥等[7]。在選擇石英砂或者其他一些原料的時(shí)候，也可以結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的材料類型。在制備粘合劑的時(shí)候，無機(jī)摻合料可以設(shè)置為包含不同質(zhì)量份數(shù)的原料，不同質(zhì)量份數(shù)無機(jī)摻合料配方如表1所示。

在選擇水泥原料的時(shí)候，可以選用硅鹽酸水泥。水泥的性能可以直接影響到整個(gè)粘合劑的流動性、強(qiáng)度等性能。425硅鹽酸水泥色彩深灰、美觀；早期強(qiáng)度高；耐磨性、耐久性、和易性、外加劑適應(yīng)性、 抗凍性、抗?jié)B性等性能好，適用范圍主要用于路橋、高層建筑、 商品混凝土以及項(xiàng)目工程[8]。石英砂是瓷磚粘合劑的重要組成部分，作為細(xì)骨料在砂漿中占到很大的比例，砂的質(zhì)量、含水量、顆粒級配等特性也能夠影響砂漿的工作性能[9]。羥丙基甲基纖維素的黏度單位為40 000～100 000 MPa·s， 羥丙基甲基纖維素溶于水及大多數(shù)極性有機(jī)溶劑和適當(dāng)比例的乙醇/水、丙醇/水、二氯乙烷等，在乙醚、丙酮、 無水乙醇不溶，在冷水中溶脹成澄清或微濁的膠體溶液。建筑領(lǐng)域中，羥丙基甲基纖維素可以在抹灰漿、石膏料、膩?zhàn)臃刍蚱渌慕ú淖鳛檎澈蟿?，提高涂抹性和延長可操作時(shí)間[10]。重鈣指的是重質(zhì)碳酸鈣，是由方解石、大理石等礦物通過機(jī)械粉碎制成的碳酸鈣粉狀材料[11]。膠粉大多使用可再分散乳膠粉，主要是由聚合物樹脂、添加劑、保護(hù)膠體和抗結(jié)塊劑組成[12]。

2.2 粘合劑制備方法

在對粘合劑進(jìn)行制備的過程中，參考上述配方，結(jié)合建筑外墻保溫瓷磚粘合施工的現(xiàn)實(shí)情況與需求，設(shè)定相應(yīng)的原料配方，如表2所示。

另外，稱取高效減水劑38份。按照表2中的配方，準(zhǔn)確稱取組成無機(jī)摻合料的相關(guān)原料。將所稱取的水泥、重鈣、石英砂、羥丙基甲基纖維素、砂漿優(yōu)化劑等原料分別使用烘干機(jī)進(jìn)行預(yù)先烘干處理，烘干時(shí)間要達(dá)到24 h以上。烘干完畢對原料進(jìn)行自然冷卻，至室溫水平。按照所稱取的無機(jī)摻合料的重量，稱取0.35%～0.45%的外加劑將已經(jīng)冷卻至室溫狀態(tài)的水泥、重鈣、羥丙基甲基纖維素、膠粉優(yōu)化素等原料添加到攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌。攪拌過程中首先將轉(zhuǎn)速設(shè)定為10～30 r/min，進(jìn)行120 s的攪拌。之后，將轉(zhuǎn)速調(diào)整為60～80 r/min，攪拌60 s；停頓60 s后，轉(zhuǎn)速依然按60～80 r/min，繼續(xù)攪拌60 s。然后調(diào)整轉(zhuǎn)速為10～30 r/min，繼續(xù)攪拌120 s后停頓。將攪拌混合完畢的無機(jī)摻合料取出，進(jìn)行加熱處理，將溫度加熱至40～50 ℃后，再次進(jìn)行攪拌。將無機(jī)摻合料加入攪拌機(jī)中，轉(zhuǎn)速設(shè)定為10～30 r/min，攪拌時(shí)間設(shè)定為120 s。在攪拌過程中，將外加劑緩慢添加到無機(jī)摻合料中，并于120 s內(nèi)添加完畢。之后，將攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為60～80 r/min，攪拌60 s；停頓60 s后繼續(xù)攪拌60 s停頓，之后將轉(zhuǎn)速設(shè)定為10～30 r/min，繼續(xù)攪拌120 s。攪拌完畢后，將粘合劑取出，置于干燥密封的容器中，妥善保存?zhèn)溆谩?/p>

2.3 粘合劑性能測試

2.3.1 測試用瓷磚的制備

選取一塊市面上常見的規(guī)格為（600×600）mm瓷磚，制作粘合劑性能測試用瓷磚。對所選擇的瓷磚進(jìn)行切割，將其切割為大小為（10×10）mm的試樣。最終制備試樣的吸水率在0.10%以內(nèi)，滿足測試的需求。瓷磚切割完畢后，對試樣進(jìn)行擦拭，徹底清理試樣表面的水分或者灰塵，妥善放置備用。

2.3.2 粘合劑應(yīng)用

按照上一步驟中的方式，將所制備好的粘合劑均勻的涂覆在已經(jīng)切割好的瓷磚試樣上，適量進(jìn)行涂抹，粘合劑涂抹的厚度控制為4 mm左右。粘合劑涂抹完畢后，將試樣置于室內(nèi)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28 d。

2.3.3 浸水、熱循環(huán)、凍融循環(huán)處理

經(jīng)過28 d的養(yǎng)護(hù)之后，對試樣進(jìn)行不同的處理，包括浸水、熱循環(huán)、凍融循環(huán)處理。

（1）浸水處理。在浸水處理測試中，將樣品全部淹沒在水中，保持7 d時(shí)間。之后將試樣取出，將試樣表面的水分擦拭干凈之后，將其置于烘箱中進(jìn)行干燥處理。干燥過程中烘箱的溫度設(shè)定為50 ℃，干燥時(shí)間設(shè)定為28 h；

（2）熱循環(huán)處理。熱循環(huán)處理過程中，首先將完成28 d養(yǎng)護(hù)的試樣置于烘箱中進(jìn)行干燥處理，干燥過程中烘箱的溫度設(shè)定為80 ℃，干燥時(shí)間設(shè)定為4 h。之后將試樣取出，置于室溫環(huán)境下進(jìn)行自然冷卻。待試樣的溫度下降到室溫水平之后，繼續(xù)將其放置于烘箱中進(jìn)行干燥處理。干燥過程中烘箱的溫度設(shè)定為80 ℃，干燥時(shí)間設(shè)定為4 h。干燥完畢后取出，繼續(xù)按照上述方式進(jìn)行處理，連續(xù)進(jìn)行5次循環(huán)處理；

（3）凍融循環(huán)處理。凍融循環(huán)處理過程中，將養(yǎng)護(hù)后的試樣置于冰箱中進(jìn)行處理，溫度設(shè)置為-18 ℃，處理時(shí)間設(shè)定為4 h。之后自然升溫，待溫度達(dá)到室溫水平之后，繼續(xù)置于-18 ℃條件下進(jìn)行處理，處理時(shí)間設(shè)定為4 h。按照上述方式，進(jìn)行5次循環(huán)處理[13]。

2.3.4 樣品測試采用拉拔儀對試樣進(jìn)行測試，測試所制備粘合劑的各項(xiàng)性能。具體測試過程：在粘合劑表面切出一個(gè)圓圈，需要徹底切開，切割深度應(yīng)當(dāng)深入到瓷磚的表面。將拉拔儀的拉拔圓盤用固定在切開的圓圈粘合劑表面，用云石膠進(jìn)行固定，保持良好的固定狀態(tài)。之后，將樣品置于烘箱中進(jìn)行固化處理，處理過程中烘箱的溫度設(shè)定為50 ℃，固化的時(shí)間設(shè)定為10 min。這一過程中，記錄相關(guān)的測試指標(biāo)檢測結(jié)果，包括耐水性與耐溫性以及剪切強(qiáng)度等，記錄具體測試數(shù)據(jù)結(jié)果。另外，測試樣品的線收縮率。測試過程中對室內(nèi)環(huán)境條件進(jìn)行一定的設(shè)置，室內(nèi)相對濕度設(shè)置為（50±5）%，室內(nèi)溫度設(shè)置為20 ℃。在上述室內(nèi)環(huán)境條件下，制備瓷磚試樣后，涂抹適量的粘合劑，并對瓷磚試樣進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。分別對養(yǎng)護(hù)1、7、14、21 d ?的試樣長度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。將測量所得結(jié)果與養(yǎng)護(hù)前的試樣長度測量結(jié)果進(jìn)行對比，計(jì)算出差值，并計(jì)算不同時(shí)間的收縮值，得出具體的線收縮率。

2.3.5 測試結(jié)果

完成上述步驟之后，獲得最終的測試結(jié)果，結(jié)果包括粘合劑的耐水性、耐溫性、剪切強(qiáng)度、耐凍融性以及線收縮率，具體的測試結(jié)果如表3所示。

將上表中不同指標(biāo)的測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)要求性能指標(biāo)進(jìn)行比較，對比測試結(jié)果與相關(guān)性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求可以發(fā)現(xiàn)，此次所制備的粘合劑在耐水性、耐溫性、剪切強(qiáng)度、耐凍融性以及線收縮率方面的測試結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，具備良好的性能，可以應(yīng)用于實(shí)際施工之中。

3 外墻保溫瓷磚粘合劑的施工工藝

3.1 墻面處理

在實(shí)際施工之前，需要進(jìn)行保溫瓷磚粘貼施工的基層墻體應(yīng)當(dāng)干凈、堅(jiān)實(shí)、干燥，找平層與墻體之間應(yīng)當(dāng)保持牢固的粘合狀態(tài)。在瓷磚粘貼施工之前，對于存在脫層、空鼓、裂縫等情況的墻面，及時(shí)進(jìn)行必要的處理。同時(shí)，相應(yīng)的墻面平整度也應(yīng)達(dá)到普通的抹灰標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，墻面的平整度需要達(dá)到3 mm以上。 在具體的粘合施工過程中，瓷磚粘合劑的厚度適宜控制在3～8 mm的內(nèi)，粘貼的厚度應(yīng)當(dāng)不超過8 mm。

3.2 粘合劑混合

完成外墻面的處理之后，需要對施工中所使用的粘合劑進(jìn)行混合處理。通常情況下，可以按照1 L水兌4 kg粘合劑的比例實(shí)施混合。使用電動攪排器對混合物進(jìn)行攪拌。完成粘合劑與水的攪拌后，可以獲得一定的漿狀粘合劑。為了確保所制備粘合劑的應(yīng)用效果，還需要嚴(yán)格按照配方說明中各項(xiàng)原料的比例進(jìn)行攪拌，避免出現(xiàn)粘合劑太稠或太稀的情況，以達(dá)到良好的施工與粘貼效果[14]。這一過程中，還需要施工人員嚴(yán)格按照配方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)原材料的添加，不可隨意調(diào)整水泥、沙、膠粉等原料的配比，以免破壞原配方的配比，造成粘合劑失效或達(dá)不到原始粘貼效果。在使用所混合粘合劑進(jìn)行瓷磚粘貼施工的時(shí)候，需要使用專用的刮板將攪拌所得漿狀粘合劑均勻的滿鋪整個(gè)基面墻體，涂抹的厚度適宜控制在3～5 mm的范圍之內(nèi)[15]。

3.3 瓷磚粘合施工

具體的施工過程中，還需針對不同建筑外墻保溫施工設(shè)計(jì)方案，結(jié)合所使用保溫瓷磚的大小，選用適宜齒深的板子?？梢允褂美逵旋X形的一邊，通過直線或者S形方式，在基面上拉出條紋狀態(tài)。這一過程中，需要注意提高施工操作水平，刮板的平面與基層的平面之間應(yīng)當(dāng)保持適宜的角度，一般需要控制在45°～60°。對于需要進(jìn)行粘合的保溫瓷磚，可以在適當(dāng)清潔之后直接進(jìn)行施工，不需要事先進(jìn)行浸水處理。施工過程中，按照設(shè)計(jì)方案，使用粘合劑對相應(yīng)的瓷磚按照順序排列粘貼在墻面，保持牢固、平實(shí)的狀態(tài)即可[16]。在施工過程中還應(yīng)當(dāng)注意保持科學(xué)的施工效率和進(jìn)度，對于前一步驟中所攪拌好粘合劑，為保持良好的粘貼性能，保障粘合效果，通常應(yīng)當(dāng)在混合后的4 h內(nèi)使用完畢。還應(yīng)當(dāng)注意每30 min對粘合劑進(jìn)行1次攪拌。如果混合好的粘合劑防治時(shí)間過長，或者已經(jīng)發(fā)生的固化現(xiàn)象，則不可再應(yīng)用于實(shí)際施工之中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)丟棄，并重新按照規(guī)定進(jìn)行混合和使用。在使用粘合劑完成保溫瓷磚的粘貼之后，15 min之后不可再對瓷磚進(jìn)行挪動。

4 結(jié)語

本次研究所制備的粘合劑具有粘接強(qiáng)度高，不返堿，耐老化以及耐水等特點(diǎn)。施工工藝十分簡單，快捷，有利于提高施工效率。具備很高的工程施工應(yīng)用可行性。使用之后，瓷磚的整體粘貼效果理想，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，未出現(xiàn)瓷磚脫落的情況。另外，該粘合劑的制作成本較低，粘合質(zhì)量高，施工應(yīng)用效果理想。

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