一种低碳瓷砖胶

技术领域

本发明涉及建筑粘合材料的技术领域，更具体地，涉及一种低碳瓷砖胶。

背景技术

瓷砖是重要的装饰建筑材料之一。现在粘贴瓷砖则广泛采用了瓷砖胶。瓷砖胶是以灰水泥、砂、细粉料为主要成分，加入了保水剂和可再分散性胶粉等其它添加剂的一种混合物。目前瓷砖胶技术以可再分散乳胶粉提高瓷砖胶的粘结强度为主要技术方案。其技术特点为可再分散乳胶粉通过遇水再乳化成膜过程，增加瓷砖界面的粘结力，并且可以降低水泥的内聚强度，降低胶浆的收缩率。但是可再分散乳胶粉成本比较高，并且达到理想的添量比例成本过高。降低用量效果明显下降。所以只是通过可再分散乳胶粉作为技术方案的成本过高。

瓷砖胶作为一种特种水泥砂浆在建材中应用。目前瓷砖胶水用量都要在25％-45％之间的应用。中国是全球最大的水泥生产国和消费国，从2010年开始中国水泥产量超过全球水泥总产量一半占工业部门最终能源消耗的10.1％，CO2占全国碳排放总量的13％。而使用矿物掺合料在制备高性能胶粘剂同时可以降低水泥熟料使用量，为了改善材料性能。同时掺入的天然或工业副产品的粉状矿物质，如具有胶凝性(或称潜在水硬性)的矿物掺合料，例如高炉矿渣。这类掺合料中不仅含有大量的氧化钙，还含有活性二氧化硅和氧化铝等物质。具有火山灰活性的矿物掺合料，如粉煤灰，他们的活性主要表现在可以与水泥水化产物发生二次水化反应，从而生成具有胶凝性能的水化产物。

目前现有技术活性矿物只做单一的硅灰、矿粉、粉煤灰、火山灰或钢渣粉的少量部分掺入无法做到高取代量。对比文件CN106277981A一种快速凝固的瓷砖胶黏剂的技术方案，在快硬水泥中加入粉煤灰为单一的活性胶凝材料，并且水泥用量相对比较高用量。对比文件CN106746989A一种含纤维素醚的瓷砖胶及其生产工艺的技术方案，也有用硅微粉，石膏与水泥胶凝材料，但技术方案用到高温高压进三次合成再混合，并且硅微粉的用量38％以上。对比文件CN202010498552一种低碳环保柔性大板瓷砖胶的技术方案也只用矿粉加激发剂这一个单一的矿粉为活性胶凝材料，并且相对于硅灰和粉煤灰，矿粉生产过程中需要粉磨，增加碳排放消耗值。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种低碳瓷砖胶，用于解决瓷砖胶成本高、水泥使用量高的问题，具有低碳、环保的效果。

发明实验测试数据基于行业标准JC/T547-2019陶瓷砖胶粘剂标准要求与方法。

本发明采取的技术方案是，一种低碳瓷砖胶，包括以下重量份的组分：水泥：10％-25％；高活性矿物：1％-5％；中活性矿物：6％-25％；低活性矿物：3％-10％；细骨料：45％-65％；保水剂：0.2％-0.5％；可再分散乳胶粉：0.2％-3％；活性助剂：0.5％-5％。

本技术方案的瓷砖胶中，同时加入了高、中、低三种不同活性的矿物材料，将三种矿物材料按上述比例复合，可以实现水泥与活性矿物的配比从5：2到1：4的高配比值，大大降低水泥的使用量，从而降低瓷砖胶生产的碳排放量，符合国家节能减排和能源优化的要求。

另一方面，同时加入高、中、低三种不同活性的矿物材料后，矿物材料与水泥水化产物发生二次水化反应，从而生成具有胶凝性能的水化产物，进而提高胶粘剂的胶凝性能。若只加入单一的一种活性矿物材料，则无法做到高取代量，需要的水泥用量比较高。而只加入中低活性矿物材料时，矿物材料的活性低，并需要提高碱性才能激出水化反应，因此容易造成瓷砖胶早期凝结时间长、强度过低等问题。

其中，加入高、中、低三种不同活性的矿物材料，还可降低水泥干燥收缩率，提高瓷砖胶的粘结力，从而减少了因水泥在凝结过程干缩引起的空鼓发生率。

具体地，不同活性的矿物材料的标准强度不同。高活性性矿物能提供瓷砖胶高早期强度，中活性矿物能提供中长期的强度。按标准胶砂强度测试法，本技术方案中，测得的高活性矿物能提高标准强度120％以上，而中活性矿物能到标准强度的95％，而低活性矿物能到标准强度的75％。但由于活性矿物的活性越高，成本就越高，若只加入高活性性矿物，成本将会明显提高，无实际经济效益。因此，本技术方案中，通过将高、中、低三种不同活性的矿物材料进行复配，三种不同活性的矿物材料产生协同作用，不仅可以保持瓷砖胶的95％-100％的标准强度，还可以大大减少成本。

进一步地，所加入的高、中、低三种不同活性的矿物材料的比值为1：5：2到1：6：3。

进一步地，本技术方案获得的低碳瓷砖胶横向变形≥2.5mm，加长晾置时间≥30min，拉伸粘结强度≥0.6MPa。

其中，横向变形是指承受三点载荷的条状硬化胶粘剂出现破损时对中心的最大位移。晾置时间是指在基面涂胶后至粘贴的陶瓷砖可达到规定的拉伸粘结强度的最大时间间隔。粘结强度是指有剪切或拉伸试验测定的单位面积上的最大作用力。

本技术方案的瓷砖胶涂于基面后至粘贴陶瓷砖，可达到规定拉伸粘结强度的时间间隔≥30min，且拉伸粘结强度≥0.6MPa，承受三点载荷的条状硬化胶粘剂出现破损时对中心的位移≥2.5mm，说明其性能优异。

作为上述技术方案的改进，所述水泥为硅酸盐水泥，其强度等级大于或等于42.5MPa。

本技术方案中，水泥主要用于为活性矿物提供活性激发的条件与基础，并与活性矿物共同作用，提升瓷砖胶的耐水粘结强度和冻融后的粘结强度。

作为上述技术方案的改进，所述高活性矿物为微硅粉或气相二氧化硅的一种或多种，其含硅量大于95％、比表面积大于10㎡/g，颗径小于500nm。

作为上述技术方案的改进，所述中活性矿物为矿粉、钢渣粉或偏高岭土的一种或多种，其活性指数大于或等于95％。

其中，矿粉、钢渣粉或偏高岭土作为活性矿物掺合料，含有大量的氧化钙，还含有活性二氧化硅和氧化铝等物质，能提高瓷砖胶的胶凝性，即潜在水硬性。

作为上述技术方案的改进，所述低活性矿物为粉煤灰、火山灰的一种或多种，其细度为80-800目，活性指数大于或等于75％。

其中，粉煤灰、火山灰作为活性矿物掺合料，可以与水泥水化产物发生二次水化反应，从而生成具有胶凝性能的水化产物。

作为上述技术方案的改进，所述细骨料为河砂、石英砂、尾矿砂或制砂的一种或多种，其级配在40-140目之间，含泥量少于3％。

作为上述技术方案的改进，所述保水剂为改性纤维素醚,其粘度为10000-200000mPa.s。

作为上述技术方案的改进，所述可再分散乳胶粉为改性纤维素醚，其成膜温度为0-16℃。

具体地，改型纤维素醚通过遇水再乳化成膜过程，增加了瓷砖界面的粘结力，并且可以降低水泥的内聚强度，降低胶浆的收缩率。

作为上述技术方案的改进，所述活性助剂为NaOH、Ca(OH)

作为上述技术方案的改进，所述低碳瓷砖胶还包括甲酸钙、淀粉醚、木质纤维或6mm纤维的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本技术方案通过加入高、中、低三种不同活性的矿物材料，降低了水泥的用量，也减少了瓷砖胶的水化收缩率，降低了瓷砖胶铺贴空鼓、易掉的问题，同时也节省了成本。

本技术方案通过高、中、低三种不同活性矿物材料之间的协同作用，保证了瓷砖胶的强度和耐水粘结度，保证瓷砖胶在不同环境施工的适应性问题。

附图说明

图1为实施例1的浸水强度测试的破坏效果图。

图2为对比例的浸水强度测试的破坏效果图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例来具体说明。本发明的一种低碳瓷砖胶，以重量百分比包括以下组分，给出了各种产品成分的来源，仅用于清楚表述的需要，并非仅限于采用下述规格的各成分，不采用下述成分，而采用涵盖于本发明权利要求范围内的通用成分，依旧可以实现本发明的发明目的。对于各成分型号、类型、用量等的变化依旧属于本发明的保护范围。

在本发明提供的实施例中用到水泥有P.II 42.5R、P.O 42.5R、P.O 42.5、P.O52.5R、P.O 52.5、P.W 52.5。

在本发明提供的实施例中，细骨料细度级配有40-120目、50-100目、40-70目、40-140目；细骨料在低碳瓷砖胶中含量为：604，630，599，523，565，578重量份。

其中，普通型水泥基胶粘剂的性能指标是：粘结强度≥0.5Mpa，浸水后的粘结强度≥0.5Mpa，热老化后的粘结强度≥0.5Mpa，晾置时间≥20min，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例1

一种低碳瓷砖胶，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥0.7Mpa，浸水后的粘结强度≥1.2Mpa，热老化后的粘结强度≥0.6Mpa，横向变形≥2.6mm，加长晾置时间≥30min，拉伸粘结强度≥0.6MPa，符合水泥基胶粘剂的性能要求，且在加长晾置时间≥30min时，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例2

一种低碳瓷砖胶，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥0.6Mpa，浸水后的粘结强度≥1.0Mpa，热老化后的粘结强度≥0.7Mpa，横向变形≥2.5mm，加长晾置时间≥30min拉伸粘结强度≥0.54MPa，符合水泥基胶粘剂的性能要求，且在加长晾置时间≥30min时，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例3

一种低碳瓷砖胶，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥1.1Mpa，浸水后的粘结强度≥1.1Mpa，热老化后的粘结强度≥0.8Mpa，横向变形≥2.8mm，加长晾置时间≥30min拉伸粘结强度≥0.58MPa，符合水泥基胶粘剂的性能要求，且在加长晾置时间≥30min时，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例4

一种低碳瓷砖胶，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥0.6Mpa，浸水后的粘结强度≥1.4Mpa，热老化后的粘结强度≥0.9Mpa，横向变形≥3.0mm，加长晾置时间≥30min拉伸粘结强度≥0.61MPa，符合水泥基胶粘剂的性能要求，且在加长晾置时间≥30min时，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例5

一种低碳瓷砖胶，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥1.7Mpa，浸水后的粘结强度≥1.0Mpa，热老化后的粘结强度≥0.8Mpa。横向变形≥2.9mm，加长晾置时间≥30min拉伸粘结强度≥0.67MPa，符合水泥基胶粘剂的性能要求，且在加长晾置时间≥30min时，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例6

一种低碳瓷砖胶，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥0.8Mpa，浸水后的粘结强度≥1.1Mpa，热老化后的粘结强度≥0.9Mpa。横向变形≥2.8mm，加长晾置时间≥30min；拉伸粘结强度≥0.78MPa，符合水泥基胶粘剂的性能要求，且在加长晾置时间≥30min时，拉伸粘结强度≥0.5MPa。

实施例7

以下为对比例的配方，包括以下重量的组分：

将上述瓷砖胶按标准JC/T 547-2017方法测试，测得瓷砖胶的粘结强度≥1.3Mpa，浸水后的粘结强度≥0.5Mpa，热老化后的粘结强度≥0.9Mpa,晾置时间≥20min拉伸粘结强度≥0.6MPa。横向变形≥0.7mm，加长晾置时间≥30min；拉伸粘结强度≥0.4MPa。

从以上可知，对比例的瓷砖胶基本符合普通型水泥基胶粘剂的要求。但在加长晾置时间≥30min时；其拉伸粘结强度并不能完全符合普通型水泥基胶粘剂的要求，说明本实施例的瓷砖胶性能优于对比例的瓷砖胶。

实施例8

对实施例1和对比例制得的瓷砖胶按JC/T547-2017标准进行破坏测试。

其中，图1为瓷砖粘结实施例1的瓷砖胶后，浸水强度测试的破坏效果；图2为瓷砖粘结对比例的瓷砖胶后，浸水强度测试的破坏效果。

通过图1和图2的比较可以看出，图1中的瓷砖背面粘结面主要以瓷砖胶本体破坏为主。而图2中的瓷砖背粘结面的破坏为界面破坏。从图1和图2的比较中，说明了实施例1制得的瓷砖胶浸水处理后的粘结效果，优于对比例制得的瓷砖胶浸水处理后的粘结效果。因此，本发明的瓷砖胶能提供良好的表面强度的同时，还能有效提高瓷砖胶的耐水强度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。