CN117447169B - 一种陶瓷大板粘结砂浆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，提出了一种陶瓷大板粘结砂浆及制备方法，原料包括以下重量份的组分：普通硅酸盐水泥28‑60份、快硬硫铝酸盐水泥4‑8份、砂50‑70份、粉煤灰4‑6份、可再分散乳胶粉6‑10份、Si3N4/AlN粉6‑8份、膨胀剂1‑5份、早强剂0.3‑0.7份、减水剂0.2‑0.6份、触变剂0.03‑0.08份，所述Si3N4/AlN粉由Si3N4粉和AlN粉混合得到。通过上述技术方案，解决了现有技术中陶瓷大板粘结砂浆的拉伸粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度较低、收缩率较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体的，涉及一种陶瓷大板粘结砂浆及制备方法。
背景技术
陶瓷因具有光泽度高、颜色丰富、纹理多样、易擦洗、耐玷污以及不易变色变形等优势，被广泛应用于室内外墙面的装饰。陶瓷主要使用粘结砂浆进行粘贴。随着瓷砖行业的发展，瓷砖制造技术的进步，陶瓷大板将成为未来饰面砖的主流。陶瓷砖尺寸的增大，势必会增加单块瓷砖粘贴的施工时间，增大粘结面积，增加整体重量，这对粘结砂浆的粘结强度提出了更高的要求。
尽管现有的粘结砂浆已具有良好的粘结性能，但仍不能满足陶瓷大板的粘贴需求。目前，亟需研究一种具有更高力学性能的粘结砂浆，以满足陶瓷大板的粘贴。
发明内容
本发明提出一种陶瓷大板粘结砂浆及制备方法，解决了相关技术中陶瓷大板粘结砂浆的拉伸粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度较低、收缩率较高的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提出一种陶瓷大板粘结砂浆，原料包括以下重量份的组分：普通硅酸盐水泥28-60份、快硬硫铝酸盐水泥4-8份、砂50-70份、粉煤灰4-6份、可再分散乳胶粉6-10份、Si3N4/AlN粉6-8份、膨胀剂1-5份、早强剂0.3-0.7份、减水剂0.2-0.6份、触变剂0.03-0.08份，所述Si3N4/AlN粉由Si3N4粉和AlN粉混合得到。
作为进一步的技术方案，所述Si3N4粉为纳米粉，所述AlN粉为微米粉。
作为进一步的技术方案，所述Si3N4粉的平均粒径为20nm，所述AlN粉的平均粒径为40μm。
作为进一步的技术方案，所述Si3N4粉与所述AlN粉的质量比为1:32-38。
作为进一步的技术方案，所述普通硅酸盐水泥和所述快硬硫铝酸盐水泥的质量比为5-7:1。
作为进一步的技术方案，所述砂为级配砂，所述级配砂包括粒径为70目-140目的砂和粒径为40目-50目的砂，所述粒径为70目-140目的砂的质量分数为30%-50%。
作为进一步的技术方案，所述粉煤灰为二级粉煤灰。
作为进一步的技术方案，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的质量分数为15%-20%。
作为进一步的技术方案，所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。
作为进一步的技术方案，所述早强剂为甲酸钙。
作为进一步的技术方案，所述减水剂为萘系减水剂，所述萘系减水剂的减水率为≥14%。
作为进一步的技术方案，所述触变剂为淀粉醚。
本发明还提出所述陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：将普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和其它剩余组分混合均匀，得到陶瓷大板粘结砂浆。
本发明还提出所述陶瓷大板粘结砂浆在陶瓷大板粘贴中的应用。
作为进一步的技术方案，所述应用时，将所述陶瓷大板粘结砂浆和水混合即可。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，通过普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥复配使用，使粘结砂浆具有良好的粘结强度和收缩率。此外，粘结砂浆中引入了Si3N4/AlN粉，Si3N4/AlN粉可以有效地填充于浆体的孔隙中，改善粘结砂浆的粘结强度和收缩率。
2、本发明中，当普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的质量比为5-7:1时，粘结砂浆表现出更高的粘结强度，更低的收缩率。
3、本发明中，通过纳米Si3N4粉和微米AlN粉制备得到的Si3N4/AlN粉，具有良好的流动性，能均匀分散在粘结砂浆中，从而进一步改善了粘结砂浆的粘结强度和收缩率。
4、本发明中，通过引入Si3N4/AlN粉，降低了粘结砂浆因温度变化导致的收缩，增强了粘结砂浆的冻融循环后拉伸粘结强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
下述实施例和对比例中，普通硅酸盐水泥的品名为P·O 42.5R，快硬硫铝酸盐水泥的品名为R·SAC 42.5R，可再分散乳胶粉的型号为UL7520（醋酸乙烯酯的质量分数为18.5%），膨胀剂的型号为MZY-A7，早强剂的型号为QSC-B，减水剂的型号为FDN-C（减水率为16%-22%），触变剂的型号为AMITROLIT-8850。
实施例1
一种陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按重量计，将普通硅酸盐水泥30份、快硬硫铝酸盐水泥6份、粒径为70目的砂15份、粒径为40目的砂35份、粉煤灰4份、可再分散乳胶粉6份、Si3N4/AlN粉6份、膨胀剂1份、早强剂0.3份、减水剂0.2份、触变剂0.03份投入搅拌器中，搅拌1min，得到陶瓷大板粘结砂浆；
其中，Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉32份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例2
一种陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按重量计，将普通硅酸盐水泥38.5份、快硬硫铝酸盐水泥7份、粒径为100目的砂24份、粒径为45目的砂36份、粉煤灰5份、可再分散乳胶粉8份、Si3N4/AlN粉7份、膨胀剂3份、早强剂0.5份、减水剂0.4份、触变剂0.06份投入搅拌器中，搅拌1.5min，得到陶瓷大板粘结砂浆；
其中，Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉35份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例3
一种陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按重量计，将普通硅酸盐水泥60份、快硬硫铝酸盐水泥8份、粒径为140目的砂35份、粒径为50目的砂35份、粉煤灰6份、可再分散乳胶粉10份、Si3N4/AlN粉8份、膨胀剂5份、早强剂0.7份、减水剂0.6份、触变剂0.08份投入搅拌器中，搅拌2min，得到陶瓷大板粘结砂浆；
其中，Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉38份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例4
一种陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按重量计，将普通硅酸盐水泥31.5份、快硬硫铝酸盐水泥4.5份、粒径为70目的砂15份、粒径为40目的砂35份、粉煤灰4份、可再分散乳胶粉6份、Si3N4/AlN粉6份、膨胀剂1份、早强剂0.3份、减水剂0.2份、触变剂0.03份投入搅拌器中，搅拌1min，得到陶瓷大板粘结砂浆；
其中，Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉32份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例5
一种陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按重量计，将普通硅酸盐水泥28份、快硬硫铝酸盐水泥8份、粒径为70目的砂15份、粒径为40目的砂35份、粉煤灰4份、可再分散乳胶粉6份、Si3N4/AlN粉6份、膨胀剂1份、早强剂0.3份、减水剂0.2份、触变剂0.03份投入搅拌器中，搅拌1min，得到陶瓷大板粘结砂浆；
其中，Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉32份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例6
一种陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按重量计，将普通硅酸盐水泥32份、快硬硫铝酸盐水泥4份、粒径为70目的砂15份、粒径为40目的砂35份、粉煤灰4份、可再分散乳胶粉6份、Si3N4/AlN粉6份、膨胀剂1份、早强剂0.3份、减水剂0.2份、触变剂0.03份投入搅拌器中，搅拌1min，得到陶瓷大板粘结砂浆；
其中，Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉32份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例7
本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例中Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉32份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为40μm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例8
本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例中Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉38份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例9
本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例中Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉25份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
实施例10
本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例中Si3N4/AlN粉的制备方法为：将Si3N4粉1份和AlN粉50份干混球磨，得到Si3N4/AlN粉，Si3N4粉的平均粒径为20nm，AlN粉的平均粒径为40μm。
对比例1
本对比例与实施例7的区别仅在于，本对比例中，未加入快硬硫铝酸盐水泥，普通硅酸盐水泥的重量份为36份。
对比例2
本对比例与实施例7的区别仅在于，本对比例中，未加入普通硅酸盐水泥，快硬硫铝酸盐水泥的重量份为36份。
对比例3
本对比例与实施例7的区别仅在于，本对比例中，将Si3N4/AlN粉替换为等量的Si3N4粉，Si3N4粉的平均粒径为40μm。
对比例4
本对比例与实施例7的区别仅在于，本对比例中，将Si3N4/AlN粉替换为等量的AlN粉，AlN粉的平均粒径为40μm。
对实施例1-10和对比例1-4制备得到的陶瓷大板粘结砂浆进行如下性能测试：
①拉伸粘结强度：参照JC/ T547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中的规定进行拉伸粘结强度测试；
②冻融循环后拉伸粘结强度：参照JC/ T547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中的规定进行冻融循环后拉伸粘结强度测试；
③收缩率：参照JC/ T603-2004《水泥胶砂干燥收缩检验方法》中的规定进行收缩率测试。
测试结果如下表1所示。
表1陶瓷大板粘结砂浆性能测试结果
由表1可知，本发明制备得到的陶瓷大板粘结砂浆具有优异的拉伸粘结强度、冻融循环后拉伸粘结强度和收缩率。实施例1、实施例4和实施例5-6对比表明，当普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的质量比为5-7:1时，粘结砂浆表现出更高的拉伸粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度，更低的收缩率。实施例4与实施例7对比表明，通过纳米Si3N4粉和微米AlN粉制备得到的Si3N4/AlN粉，有助于改善粘结砂浆的收缩率。实施例4、实施例8和实施例9-10对比表明，当Si3N4粉与AlN粉的质量比为1:32-38时，能进一步改善粘结砂浆的拉伸粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度。
通过实施例7和对比例1-2对比可知，相较加入单一水泥，普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的复配使用，可大大提高粘结砂浆的拉伸粘结强度、冻融循环后拉伸粘结强度和收缩率。实施例7和对比例3-4对比表明，相较引入润滑性好的Si3N4粉或者导热性好的AlN粉，本发明中通过引入Si3N4/AlN粉，明显提高了拉伸粘结强度、冻融循环后拉伸粘结强度和收缩率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种陶瓷大板粘结砂浆，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：普通硅酸盐水泥28-60份、快硬硫铝酸盐水泥4-8份、砂50-70份、粉煤灰4-6份、可再分散乳胶粉6-10份、Si3N4/AlN粉6-8份、膨胀剂1-5份、早强剂0.3-0.7份、减水剂0.2-0.6份、触变剂0.03-0.08份，所述Si3N4/AlN粉由Si3N4粉和AlN粉混合得到；
所述Si3N4粉为纳米粉，所述AlN粉为微米粉；
所述Si3N4粉的平均粒径为20nm，所述AlN粉的平均粒径为40μm；
所述Si3N4粉与所述AlN粉的质量比为1:32-38；
所述普通硅酸盐水泥和所述快硬硫铝酸盐水泥的质量比为5-7:1。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷大板粘结砂浆，其特征在于，所述砂为级配砂，所述级配砂包括粒径为70目-140目的砂和粒径为40目-50目的砂，所述粒径为70目-140目的砂的质量分数为30%-50%。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷大板粘结砂浆，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的质量分数为15%-20%。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷大板粘结砂浆，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂，所述萘系减水剂的减水率为≥14%。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的陶瓷大板粘结砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和其它剩余组分混合均匀，得到陶瓷大板粘结砂浆。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的陶瓷大板粘结砂浆或权利要求5所述制备方法得到的陶瓷大板粘结砂浆在陶瓷大板粘贴中的应用。
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