水溶性聚乙烯醇建筑胶粘剂粘结强度检测方法探讨

2019-06-17张成银杨志朱田生

安徽建筑 2019年5期

张成银，杨志，朱田生

（1.安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽蚌埠 233000 2.安徽省建筑工程质量监督监测站，安徽蚌埠 233000）

1 概述

建筑腻子又称填泥，是伴随我国近20年来房地产开发而逐步被大家认识的，是平整墙体表面的一种装饰型材料，是一种厚浆状涂料。建筑装饰工程中，刮腻子是刷涂料必不可少的一道工序。腻子的前身是大家熟知的抹在墙面上的灰浆，由石灰膏、水泥和石渣或砂组成，与水拌和成石渣浆或砂浆，然后抹到墙面上使墙体平整，但这种灰浆抹成的墙体饰面易开裂、脱落、变色和耐久性差，且不能刷涂[1][2]。随着我国建筑装饰行业的不断发展，对内外墙装饰质量要求也不断提高，不止要求能够找平，还要求具有更多功能性，故传统的灰浆已经无法满足此种要求，而建筑腻子则替代灰浆迅速发展起来。

随着建筑腻子工程量的增多，出现了一些较为普遍的工程质量问题，其中严重的是涂装完成经过一段时间后，墙体出现龟裂、起鼓、脱落等现象，这不但给建筑物带来损失，还使涂料丧失了装饰性。其实该问题的出现通常并不是由面层涂料引起的，很多情况下是由于基面处理材料——腻子的质量所致[3]，由此可见建筑腻子在涂料装饰中有着至关重要的地位，它的质量好坏直接影响涂料饰面的装饰性和耐久性[4][5]。

水溶性聚乙烯醇建筑胶粘结剂是以聚乙烯醇为主要原料，经化学改性制得的水性高分子建筑胶粘剂，主要适用于配制墙面腻子。其使用方法主要是与碳酸钙粉混合，加水拌和，制成墙面腻子进行使用，在实际工程中，其最多的是与双飞粉混合使用。而水溶性聚乙烯醇建筑胶粘结剂与碳酸钙粉混合后，制成的腻子的粘结强度大小，决定了腻子层是否会出现起鼓、脱落等现象。相关规范标准中对其粘结强度进行了规定，即其粘结强度应大于等于0.5MPa。可见粘结强度是水溶性聚乙烯醇建筑胶粘结剂的一个重要技术指标，因此，粘结强度的检测方法也是我们研究的重点内容。

2 标准中的检测方法及应注意的问题

2.1 标准中的检测方法

按照标准《水溶性聚乙烯醇建筑胶粘剂》（JC/T438-2006）[3]中的检测方法试验步骤为：

①取方解石粉120g，加入待测样品19g及水19g，充分搅拌成膏状浆料。若样品粘结强度较大难以搅拌，可适当增加水量至易于拌和。

②将内部尺寸40mm×40mm×1mm、外部尺寸70mm×70mm×1mm的硬聚乙烯或金属型框置于70mm×70mm×20mm的砂浆块上，将拌和好的浆料填满型框，用刮刀平整表面，除去型框，同时在40mm×40mm×10mm水泥砂浆块上薄刮一层约0.1～0.2mm厚的浆料，然后二者对放，轻轻按压，在试验条件下养护7d，即为试件，同时制备5个试件。

③在养护期满前24h，将试件置于水平状态，用双组分环氧树脂或类似常温固化高强度粘结剂均匀涂布于试件（40mm×40mm×10mm水泥砂浆块）表面，并在其上面轻放钢制上夹具，加约1kg砝码，除去周围溢出粘结剂，放置24h，除去砝码，在拉力试验机上安装钢制下夹具和钢制垫板，在拉力机上沿试件表面垂直方向，以5mm/min的拉伸速度，测定最大拉伸荷载。

④粘结强度计算公式为

式中，σ为粘结强度MPa；P为最大拉伸荷载，N；A为胶接面积，mm。

2.2 试验时的注意事项

试验时应注意以下几个方面的问题，以保证试验数据的准确性。

①试验时应对砂浆块的表面进行处理

砂浆块表面处理包括清除表面的灰尘、油污和疏松物，以减轻和消除表面缺陷。如未去除表面浮浆，则会形成隔离层，使得涂料与砂浆块之间粘结不良，会造成测试结果的离散性较大，进而导致测试的粘结强度偏小。

②砂浆块的配合比与成型方式应严格遵守标准中的相关规定

水泥是具有刚性、多孔性和胶结能力的建筑材料。水灰比、胶砂比不同，水泥参与水化的程度就会受到影响，导致强度也不同。如果砂浆块的强度过低，其表面粗糙程度较大，造成涂料与其接触的比表面积较小，故最终测得的粘结强度也较小。砂浆块的强度偏低还会引起表面掉粉、起砂、开裂和剥离，进而也会影响涂料的粘结强度。因此，试验时要严格遵守标准中砂浆块的制作方法和规定的配合比，以保证试验数据的真实性。

③拉伸时应严格控制受力方向与胶结面的垂直度

当拉伸应力与胶结面互相垂直，且通过胶结面中心均匀地分布在整个胶结面上，这时的应力是均匀拉伸；当拉伸应力分布在整个胶结面上，但力呈不均匀分布，这时的应力是不均匀拉伸。当粘结接头受到垂直于粘结面应力作用时，拉应力分布较均匀，此时所测得的拉伸粘结强度最大。由于受到拉力试验机的制约，试验时经常会出现拉伸应力不垂直于胶结面，此时就存在劈应力，而使边缘应力集中并急剧增加。当边界应力大到一个临界值时，胶层边缘就发生开裂，裂缝迅速地扩展到整个胶结面上，使得所测的拉伸粘结强度偏小，因此，试验时应尽量使拉伸应力与胶结面垂直，以保证所测得的粘结强度数据的真实性。

3 检测方法中存在的问题探讨

在标准JC/T438-2006中规定了“方解石粉、待测样品和水的比例为：方解石粉：胶粘剂：水 =120：19：19（质量比），若根据上述配比所制成的样品粘度过大难以拌和，可适量增加加水量至易于拌和”。本文认为上述试样拌和方法存在一定的问题，当试样按照上述规范规定的配比拌和，粘度过大时，需要增加的水量表述过于笼统。因为，不同的试验人员对“易于拌和”理解不同，故拌和时同一待测样品，不同的试验人员进行试验时所加的水量也不相同，而加水量的变化，对粘结强度有着很大的影响，故本文进行了用水量对粘结强度影响程度的试验。

采用5个配比进行试验，即方解石粉和胶粘剂用量不变，用水量进行变化，由于试验时采用水与胶粘剂的比例为1：1时，拌和出的试样粘度过大，故试验时采用易于拌和的配比进行试验，具体配比见表1。

试验配比表1

水和胶粘剂质量比与粘结强度的关系见图1，粘结强度增长速率与水和胶粘剂质量比的关系见图2。

图1 水和胶粘剂质量比与粘结强度的关系

图2 粘结强度随着水和胶粘剂质量比的增长关系

由图1和图2可以看出：虽然上述配比的样品拌和出的试样均易于拌和，且均易于施工，但其粘结强度相差较大，且水与胶粘剂质量比越小，其粘结强度越大；随着水和胶粘剂质量比的减小，粘结强度的增长速率也是逐渐增大的。因此，在试验时，如果按照规范规定的配比进行拌和，拌和出的试样过于粘稠、其粘度太大，需增加用水量时，由于规范没有明确规定用水量的增加值，只是规定增加至易于拌和，因此，不同的实验人员对易于拌和的理解不同，这就会造成试验结果的多样性。故本文认为，试验时应对加水量进行量化，使得拌和物的粘度达到某一指标（该粘度下涂料应易于施工）时，再进行粘结强度的测试。