改善轻质节能型仿瓷砖性能的研究*

毕春波（华北理工大学轻工学院，河北唐山）



改善轻质节能型仿瓷砖性能的研究*

毕春波
（华北理工大学轻工学院，河北唐山）

摘要：以外包覆聚合物水泥聚苯颗粒为轻质骨料、聚合物水泥为成型剂制备仿瓷砖，加入有机添加剂VAE改善其强度。通过试验，确定了仿瓷砖中助剂和成膜物质的添加比例。

关键词：仿瓷砖；改善；乳胶粉

与瓷砖饰面相比，仿瓷砖涂料饰面具有以下优点：（1）与外墙外保温系统匹配性好，具有良好的附着力和冻融性能，与基层附着效果好。（2）负荷小，不存在安全隐患。（3）可控制开裂、渗水。（4）性价比高。（5）颜色品种丰富，装饰风格多样。

研制轻质节能型仿瓷砖，既能保持传统瓷砖装饰性能好的特点又可达到在生产和使用中节能环保的要求。是一种绿色墙体材料，将具有广阔的应用前景。

根据所使用的胶料的类型，仿瓷砖可以分为有机胶料仿瓷砖和无机胶料仿瓷砖。以外包覆聚合物水泥聚苯颗粒为轻质骨料、聚合物水泥为成型剂制备仿瓷砖。制备出的仿瓷砖产品强度与传统烧结瓷砖相当。

1　试验部分

1.1原材料

发泡聚苯乙烯空心颗粒（密度12kg·m-3），水泥（42.5R），普通硅酸盐水泥，VAE乳胶粉（固含量98%），玻璃化温度（0℃），聚丙烯酸酯乳液（固含量45%），灰钙粉，重钙粉，黑石粉，红石粉。

1.2试验仪器

电子天平（感重0.001g），恒温干燥箱承压筒、冲压模和导向筒（DHG-9075A型），3挡板模具（40mm×40mm×170mm），微机控制电子万能试验机（50kW），离心搅拌机（50mL），圆盘造球机（直径200mm）。

1.3试验方法

以发泡聚苯乙烯空心颗粒为有机填料，水泥为无机填料，加入助剂VAE，研究对仿瓷砖基体的影响，并测定基体的抗压强度、抗折强度、压折比。参照GB177-85《水泥胶砂强度检验方法》进行抗压强度和抗折强度试验［1］。

2　结果与分析

2.1无添加剂时仿瓷砖性能

图1　无添加剂时的强度图Fig.1 Strength without additive

由图1可知，松芯颗粒由于水泥量的增加，包裹的体积也相应增大，所以颗粒的筒压强度变强。然而，所做水泥块的抗压强度与抗折强度在1∶0.6、1∶0.80、1∶1的时候稳步上升，到1∶1.2的时候基本没有变化，也就是虽然强度一样，但是1∶1的重量轻的特点使之与其他3组相比有很大优势，对于建筑节能有着至关重要的作用。

压折比为抗压强度与抗折强度的比，压折比结果，见图2。

图2　无添加剂时试样压折比Fig.2 Crushing ratio without additives

从图2中可以看出，压折比在1∶0.6至1∶0.80变化很大，随着水泥比例的增加，压折比一点点增大，在后3组比较平稳，所以综合考虑，1∶1还是比较突出的。

经以上实验得出结论，1∶1和1∶1.2相对于1∶0.6和1∶0.80在密度、筒压强度、抗压强度与抗折强度上表现都很突出，所以1∶1和1∶1.2为最佳聚苯颗粒与水泥体积比。

2.2乳胶粉（VAE）对仿瓷砖性能的影响分析

加入可再分散乳胶粉（VAE）对仿瓷砖的筒压强度、抗压强度、抗折强度影响结果见图3、4，压折比结果见图5。

图4　聚苯颗粒与水泥体积比为1∶1Fig.4 Polystyrene particles and cement volume ratio of 1∶1

图5　聚苯颗粒与水泥体积比为1∶1.2Fig.5 Polystyrene particles and cement volume ratio of 1∶1.2

由图4、5可以看出，很明显随着VAE添加量的增加，筒压、抗压、抗折强度均有所增加，并且在添加量为6g前增加幅度较明显，即试样随着添加剂掺量增加而逐渐增大，表明可再分散乳胶剂能是粘结度增加起到增大抗压强度和抗折强度的作用。而添加量在6～8g，基本没有变化，并且在抗折还出现略微的下，有可能是因为VAE添加量过高，所以把VAE的量控制在6g左右比较适宜。

图6　不同VAE添加量的压折比Fig.6 Different VAE add quantity of crushing ratio

由图6可以看出，1∶1组随着可再分乳胶（VAE）的增加到6g,前，压折比逐渐变小，随着添加剂继续增加时，压折比上升，性能减弱，并且大量的加入添加剂也不经济，根据使用加入适量的就可以。1∶1.2组在4g出现最低点，单说韧性肯定最好，但是综合考虑单位体积的抗压强度和抗折强度远远比不上6g和8g，也许在4～6g会出现一个点，使得做出的样品达到较大强度和较大的压折比并且较经济的一个相对完美的比例。

3　结论

随着VAE量的增加，筒压强度、抗压强度与抗折强度均有增加，通过试验结果分析，VAE的量控制在6g左右比较适宜。

参考文献

［1］GB177-85水泥胶砂强度检验方法.

Research on the strength of improvement of light energy-saving imitationceramic tile*

BI Chun-bo
（Light Irdustry College，North China University of Science and Technology, Tangshan 063000，China）

Abstract：The light weight cement based imitation ceramic tile was prepared by the coating of the polymer cement and the polymer cement as the lightweight aggregate and the polymer cement. Organic additives VAE were added to improve the strength. The appropriate compositions were made sure by experiments as follows: the phenyl acrylic acid and film forming agents in proportion were determined.

Key words：imitation ceramic；improvement；polymer powder

中图分类号：TQ630.7

文献标识码：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160459

收稿日期：2016-01-04

基金项目：唐山市科学研究与发展计划项目（13130229z）项目名称：轻质节能型仿瓷砖的制备与性能研究

作者简介：毕春波（1979-），女，河北唐山，华北理工大学轻工学院副教授，主要从事复合材料的制备及其物理化学工程研究。