防水型瓷砖胶粘剂性能测试方法探究

华丽 贺海量 周常林 解修强

（1 广州协堡建材有限公司；2 湖南大学材料科学与工程学院）

0 引言

随着民用建材市场的不断发展和变化，墙体结构做防水层处理，能够提高建筑结构的耐久性和安全性，进而出现了在防水层上进行粘贴瓷砖的施工工艺，这就对陶瓷砖的粘接剂的性能要求也越来越高[1]。防水层与瓷砖粘结剂在性能上差异，大大增加了瓷砖脱落空鼓的风险，而且瓷砖粘结剂经常使用在厨卫、外墙等很容易接触到水的环境下，所以市场上出现了一种既能替代防水层又能粘贴瓷砖的防水型粘结剂，可以实现防水、粘砖一次性施工完成，在节约人工和缩短施工时间的同时又能避免防水层与瓷砖粘结剂之间的空鼓[2]。在现行JC/T547-2017《陶瓷胶粘剂》的标准中，对粘结剂的防水性能未做要求。在长期潮湿带水的环境下，水通过瓷砖之间的缝隙渗入粘结剂内部，会破坏粘结剂的内部结构，降低胶黏剂的物理力学性能并引起瓷砖表面产生花白泛霜现象，造成填缝材料发霉发臭，严重影响瓷砖的使用寿命和装饰效果，还有可能破坏房屋的主体结果，引起墙体渗水，带来很大的危害。

在潮湿带水的环境下，采用防水型瓷砖粘结剂进行瓷砖粘结，能有效抵抗水的浸入，避免水对粘结剂的粘结强度破坏，保证装饰和粘贴的长久性，而且还能有效解决或弥补建筑工程中渗水问题，具有较大的实际意义、应用价值以及市场前景。目前建材行业有少量防水型瓷砖粘结剂在售，由于没有统一的国家和行业性能检验标准，防水效果参差不齐，探索一种适用于防水瓷砖胶粘剂性能的测试方法是非常必要的。防水型瓷砖胶粘剂，粘结瓷砖的同时又能替代防水层，减少了一道防水施工工序，这样不仅节约了材料和施工周期，这对于防水瓷砖胶粘剂市场推广具有重要现实意义。

1 试验

1.1 材料来源

试验材料采用来自广州协堡建材有限公司，单组分CF-709 和双组分CF-712 防水型瓷砖胶粘剂；以及CF-211普通瓷砖粘结剂进行性能测试方法的探究。

1.2 试验方法

厂家提供的拌合比例为：防水型瓷砖胶单组分SJ-709 粉料与水的质量比是1∶0.24；防水型瓷砖胶双组分SJ-712 粉料组分：液料组分是1∶0.3；CF-211 普通瓷砖粘结剂与水的质量比是1∶0.21，以下试验用产品代号表示。

按照GB/T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》制备砂浆拌和物。瓷砖胶粘剂的拉伸粘结强度、浸水后拉伸粘结强度、热老化后拉伸粘结强度、冻融循环后拉伸粘结强度、晾置20min 拉伸粘结强度依据JC/T547-2017《陶瓷砖粘结剂》要求进行测试；抗折强度、抗压强度、吸水率、试件抗渗压力、涂层抗渗压力、28d 收缩率、柔韧性能依据JC/T 984-2011《聚合物水泥防水砂浆》要求的方法进行测试。

2 试验结果与分析

2.1 不同养护条件处理后的瓷砖胶拉伸粘结强度测试及结果分析

依据标准JC/T547-2017 7.4.1 的要求进行试验试块成型，并置于对应的养护及处理条件下，测试拉伸粘结强度结果见表1。

表1 经不同处理后的瓷砖胶拉伸粘结强度

从表1 可以看出CF709 和CF712 防水型瓷砖胶粘结剂，无论是浸水处理、热老化处理、冻融循环处理还是晾置20min 的拉伸粘结强度均符合标准≥0.5MPa 的要求。浸水处理后的防水型瓷砖粘结剂拉伸粘结强度下降均不超过30%，CF709 浸水处理后甚至略有上升。其中冻融循环处理对其拉伸粘结强度影响最大。而普通瓷砖粘结剂浸水处理和晾置20min 后拉伸粘结强度下降了50%左右，热老化处理和动融循环处理后下降比例超过了70%，拉伸粘结强度下降明显，且检测结果已不符合≥0.5MPa标准要求。

2.2 防水砂浆标准条件下的瓷砖粘结剂性能测试试验及结果分析

防水型瓷砖粘结剂既然要替代防水砂浆层，那么其性能除了满足瓷砖粘结剂的要求外也要同时满足聚合物水泥防水砂浆的要求。依据标准JC/T 984-2011 要求对3 种产品的抗折、抗压强度、吸水率、试件抗渗压力、涂层抗渗压力、28d 收缩率、柔韧性能进行试块成型及测试。

从表2 可以看出三种瓷砖粘结剂均能满足抗压强度标准要求≥18MPa，普通瓷砖粘结剂的抗压强度最高，抗折强度却比标准要求≥6MPa低了12%左右。通过压折比也可以看出，普通瓷砖粘结剂其压折比为4.45，比标准压折比3 高出48%，说明其较防水型瓷砖粘结剂偏刚性。产生这种结果的原因是相对于可再分散乳胶粉或者其他提高粘结强度的聚合物来说水泥的价格更为低廉，市场竞争恶略，普通瓷砖粘结剂为了降低材料成本，多数通过提高水泥掺量来提高原始拉伸粘结强度，而JC/T547-2017《陶瓷胶粘剂》的标准中也未对抗压抗折有明确要求，所以普通瓷砖粘结剂的抗压强度普遍较高，而抗折强度较低，也侧面反应了其硬化后的抗裂性能较差，这也是瓷砖铺贴工程出现空鼓开裂的原因之一。

从表3 可以看出普通型瓷砖粘结剂其吸水率超出标准要求值95%，防水型瓷砖粘结剂的吸水率均满足标准要求的≤6%。低吸水率的瓷砖粘结剂能够有效的降低水渗入粘结剂内部，有效降低在长时间的泡水情况下水对胶粘剂内部结构的破坏，避免因胶粘剂物理力学性能降低引起瓷砖表面产生花白泛霜现象。这也从图1中浸水处理后和冻融循环处理后的拉伸粘结强度的变化体现出来，吸水率低的胶粘剂其处理后的拉伸粘结强度损失相对较小。

表3 不同类型瓷砖胶的吸水率测试结果

从表4 可以看出CF-211 普通型瓷砖粘结剂无论是试件抗渗还是涂层抗渗测试结果都不能满足标准要求，而CF-709和CF-712防水型瓷砖粘结剂的试件抗渗压力均能满足标准要求。但只有CF-712 的涂层抗渗压力能达标标准要求。另外，《聚合物水泥防水砂浆》JC/T 984-2011.2表1.b有明确说明：当产品使用的厚度不大于5mm 时测定涂层试件抗渗压力；当产品使用的厚度大于5mm 时测定砂浆试件抗渗压力。亦可根据产品用途，选择测定涂层或砂浆试件的抗渗压力。

表4 不同类型瓷砖胶试件抗渗压力、涂层抗渗压力测试结果

从表5 中可以看出，三种产品的收缩率均能满足标准≤0.3%的要求，其中CF-211普通型瓷砖粘结剂的收缩率高出其他两个单组分瓷砖粘结剂。

表5 不同类型瓷砖胶28d收缩率测试结果

通过表6 中柔韧性能的测试结果可以得出，CF-712和CF-709 两种防水型瓷砖粘结剂均能满足防水砂浆≥1mm 的要求，CF-712 双组份防水型瓷砖粘结剂表面的柔韧性更大一些。而CF-211 普通型瓷砖粘结剂的柔韧性远低于标准要求，说明其偏刚性，这也印证了表2 中压折比的数据。

表6 不同瓷砖胶28d柔韧性能测试结果

3 实验结果分析

CF-211 普通瓷砖粘结剂与CF-709 和CF-712 防水型瓷砖粘结剂产生上述结果的主要原因分析：CF-709和CF-712 是通过掺入大量的防水型丙烯酸类可再分散乳胶粉、乳液以及憎水成分使瓷砖粘结剂达到防水效果，可再分散乳胶粉在新拌砂浆里复原形成的聚合物乳液均匀分散，而本身双组份防水型瓷砖胶的液料组份主要原材料就是聚合物乳液，在砂浆硬化后聚合物乳液失水形成了聚合物膜填充了砂浆内部的空隙，砂浆内部缺陷减少，再加上憎水剂的辅助作用，使水很难进入到硬化后的防水型瓷砖粘结剂中，所以降低了浸水处理和冻融循环处理对砂浆拉伸粘结强度的影响。同时，也降低了粘结剂的吸水率，并且大大提高了粘结剂的抗渗压力和柔韧性。普通型瓷砖粘结剂用的可再分散乳胶粉大部分主要成分为EVA 即乙烯与醋酸乙烯共聚物，虽然在砂浆中也能形成聚合物膜填充砂浆的空隙，但其聚合物膜耐水性能相对较差，所以对砂浆的防水性能的提高作用不明显[4,5]。而且为了降低材料成本，多数普通瓷砖粘结剂是通过提高水泥掺量来提高原始拉伸粘结强度，单纯增加水泥用量也不能有效改善瓷砖粘结剂的吸水率和抗渗性能，反而还会导致其硬化后的收缩率增加，柔韧性较差，这是瓷砖铺贴工程出现空鼓、开裂、脱落的重要原因[6]。

4 结论

无论是单组分还是双组份防水型瓷砖粘结剂，既然是将瓷砖粘结剂层与防水层合二为一，那么其性能必须既满足瓷砖粘结剂的要求又满足防水砂浆的要求[7]。其检查测试性能至少应包括：原始拉伸粘结强度、浸水处理后的拉伸粘结强度、抗折抗压强度，28d 试块抗渗压力、吸水率、收缩率、柔韧性，如有特殊需要可增加涂层抗渗压力要求、热老化处理后的拉伸粘结强度、冻融循环处理后的拉伸粘结强度要求。