Fuller曲线在瓷砖胶中河沙级配的选择和应用

冉东升

（咸阳东方雨虹建筑有限公司，咸阳 礼泉 713200）

瓷砖胶一般由河沙、水泥、以及各种外加助剂组成，它作为一种新型的建筑粘结剂，其用途十分的广泛。尤其是外墙砖的粘结使用，能够增强瓷砖的附着力，更好的保证外墙瓷砖［1］不会脱落，造成危险。本文通过河沙级配［2］的调整来分析对瓷砖胶性能的影响。

1 试验部分

1.1 原材料

水泥：海螺42.5水泥；河沙：市售 （级配自调）；其他市售外加助剂

1.2 主要仪器

拉拔试验机，LBY-V，北京天誉科技有限公司；水泥胶砂搅拌机，无锡建仪仪器机械有限公司；标准振筛机。

1.3 基础配方

试验采用符合JC/T547-2017陶瓷墙地砖胶粘剂的C1型瓷砖胶，如表1所示

水泥 河沙 其他外加助剂30 65 5

1.4 试验方法

首先，Fuller曲线［3］是一种骨料理想级配的曲线，按确定的比例混合时原则上会达到最紧密堆积，此时该材料体系具有最小空隙率，基础公式如下：

其中：P为小于粒径 d的百分比 （%）；d为筛孔尺寸（mm）；Dmax为骨料最大粒径 （mm）；n为指数。

2 结果与讨论

2.1 Fuller曲线在瓷砖胶应用中指数

河沙Fuller曲线计算体系的理想级配如图1

Fuller曲线在瓷砖胶应用中指数n的确定，瓷砖胶行业中常将0.425目网孔最为河沙挑选的上限，则假定若最大沙颗粒的粒径为0.425mm（40目标准筛网）。若P的约束条件为：通过0.075mm（200目标准筛网）可认为石粉，占比小于5%时候，认为下限级配合适。通过0.212（70目标准筛网），占比大于65%时候，认为上限级配合适。

从图中可以看出通过0.075mm含量为5.24%，下线稍微偏细。上限通过0.212为30.66%，上限偏粗。与约束指标背离。

2）若指数为1.8

河沙Fuller曲线计算体系的理想级配如下图2

从图中可以看出通过0.075mm含量为4.41%，合适；通过0.212含量为28.6%，上限不合适。将指数调高后，上限和下限通过率均会偏低，出现背离不符合调整趋势。

结论：Dmax=0.425mm，不符合限定条件。

2.2 若最大沙颗粒的粒径

若最大沙颗粒的粒径为0.25mm（60目标准筛网）。P的约束条件为：通过0.075mm占比小于5%时候，认为下限级配合适。通过0.212mm，占比大于65%时候，认为上限级配合适。

1）若指数为2.4

河沙Fuller曲线计算体系的理想级配如下图3

从图中可以看出通过0.075mm含量为5.56%，不合适；通过0.212含量为67.32%，合适。

2）将指数调为2.5

河沙Fuller曲线计算体系的理想级配如下图4

从图中可以看出通过0.075mm含量为4.93%，合适；通过0.212含量为66.22%，合适。

3）将指数调为2.6

河沙Fuller曲线计算体系的理想级配如下图5

从图中可以看出通过0.075mm含量为4.37%，合适；通过0.212含量为65.14%，合适。

4）指数调为2.7

河沙Fuller曲线计算体系的理想级配如下图6

从图中可以看出通过0.075mm含量为3.87%，合适；通过0.212含量为64.07%，上限不合适。

结论：Dmax=0.25mm，Fuller曲线公式为P=100×为适合约束条件下P的公式。

2.3 约束条件P下，Fuller曲线公式验证

实验室配置好A、B、C、D、E，共5组样品级配河沙，配制成C1型瓷砖胶，做性能验证。

2）不同级配沙对瓷砖胶原粘结的影响

按照标准JC/T547-2017对五组样品河沙配制好的C1型瓷砖胶进行处理，测试性能如下图7所示

从图7中可以看出随着指数n的调整，原粘结强度呈先下降后上升，然后再下降的趋势，其中C、D组的原粘结强度较好。

3）不同级配沙对瓷砖胶晾置粘结的影响

按照标准JC/T547-2017对五组样品河沙配制好的C1型瓷砖胶进行处理，测试性能如下图8所示

从图8可以看出，晾置粘结的变化趋势随着指数n的调整，原粘结强度呈先下降后上升，然后再下降的趋势，其中C、D组的晾置粘结强度较好。

3 结语

1）瓷砖胶中骨料河沙级配的优化，能够提升瓷砖胶的粘结性能。2）在瓷砖胶的应用方面，Fuller曲线用于指导河沙级配的选择时候，最大粒径的选取以及指数n的确定，对河沙级配的影响以及瓷砖胶性能都有较大的影响。3）当河沙最大粒径选取0.25mm时候，Fuller曲线公式为P=100为适合约束条件下P的公式。满足瓷砖胶的河沙级配选择和性能的最佳要求。