组分对含铝酸盐水泥填缝剂性能影响初探

潘晓明

（安徽皖维花山新材料有限责任公司，安徽 238002）

0 引言

瓷砖，由于其特殊的装饰效果及耐久性在国内的应用已有半个世纪的时间，早期的瓷砖粘贴工程中对于砖缝并不作特别处理，传统的瓷砖填缝方法，就是用水泥砂浆或白水泥来嵌，有时候为了配合瓷砖的颜色，瓦工自己会调一些颜料在里面。其实这是有很多弊端的，比如遇到潮湿的季节会发霉，如果去擦，肯定不能彻底清洁，时间长了颜色容易变黑，而且没过多久，水泥就容易开裂、脱落、渗水。这也是上世 纪 80 年代的外墙粘贴瓷砖的建筑出现墙体渗漏的问题特别多的原因之一。填缝剂的出现在一定程度上缓解了上述问题，但普通水泥基填缝剂又给使用带来了新的问题：泛白发花，使得原来设计的颜色偏离；不耐酸：无法在一些需要经常接触弱酸的环境使用；无抗菌作用：在厨房间卫生间等场所使用非常容易出现发霉发黑的问题；收缩：易于出现微裂纹从而引起渗水问题。铝酸盐水泥正是为了解决这些问题而引入到填缝剂中，铝酸盐水泥的特定矿物成分以及水化生成的水化物组合（CAH10、C2AH8、C3AH6、AH3） 使它具有一些独特的性能，诸如：

（1）速硬；

（2）耐高温和热冲击；

（3）耐化学侵蚀，尤其是酸类；

（4）耐微生物侵蚀；

（5）耐冲击和耐磨损。

含有铝酸盐水泥的填缝剂是通过与其它无机胶凝材料（硅酸盐水泥、硫酸钙等）以及各种添加剂相结合而达到最佳的性能。对此应用来说，良好的初始工作性和随后快速固化，以及高强度、高耐久性、高稳定性、美观性等都至关重要。其中的基本技术原理就是在胶凝材料整个水化过程中严格控制钙矾石形成的数量和形态，以保证获得所期望的短期至长期的宏观性能。铝酸盐水泥的使用是唯一一种经得起考验的、足够灵活的在许多应用中都能够达到所有性能要求的配方技术。

本文是笔者对铝酸盐水泥在干混砂浆中应用介绍的一部分，主要讲述铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合后的配方调整及配方组份对于填缝剂性能的影响，通过数据说明铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合的使用比例及配方调整方向。

1 原材料与试验结果

1.1 原材料

铝酸盐水泥：凯诺斯公司的Ternal White®。

水泥：42.5 级白色普通硅酸盐水泥。

重钙粉：细度为 200 目。

砂：两种河砂，含硅量 8 6%，N E 1 4（最大粒径400μm，平均粒径 200μm）BR36（最大粒径 400μm，平均粒径 125μm）。

纤维素醚：Walocell 6000 MKX。乳胶粉：采用一种有防水功能的乳胶粉。缓凝剂与促凝剂均为工业级材料，市售。

1.2 测试配方

测试配方见表1。

表1 测试配方

测试配方见表1。

配方中变化铝酸盐水泥与普硅水泥的配方比，分别采用

——0% 铝酸盐水泥 + 35% 普硅水泥

——3%铝酸盐水泥 + 32% 普硅水泥

——8%铝酸盐水泥 + 27% 普硅水泥

——20%铝酸盐水泥 + 15% 普硅水泥

探讨填料细度变化对于产品性能影响；缓凝剂、早强剂变化对产品性能影响等。

1.3 试验结果

测试按 JC/T1004—2006《陶瓷墙地砖填缝剂》中相应的要求进行拌合并成型测试试件，测试其可操作时间（初凝、终凝）、抗压、抗折强度及吸水率。

1.3.1 缓凝剂变化对性能影响

在这个测试中，我们固定铝酸盐水泥与普硅水泥的比例，复合两种缓凝剂，测试缓凝剂变化对于材料性能的影响。因瓷砖填缝剂对可操作时间没有特别的要求， 我们选取了可操作时间为 1h 左右时的缓凝剂的添加量，测试时我们采用酒石酸（简称 TA）与柠檬酸（简称 AC）两种材料， 并以不同的比例复合，具体见表2。

表2 缓凝剂比例变化情况 %

缓凝剂的种类与比例变化对于凝结时间的影响，如图1所示。

图1 缓凝剂的种类变化对于凝结时间影响

图1 分析可得，酒石酸对于材料有更强的缓凝作用，过长的凝结时间对于现实中的操作并不理想，而且还容易引起泛白的问题，因而在后面的试验中我们选取酒石酸与柠檬酸1:1 的比例。

1.3.2 促凝剂对于材料性能影响

在这个测试中，我们固定铝酸盐水泥与普硅水泥的比例，复合两种促凝剂，测试促凝剂变化对于材料性能的影响及综合成本等因素， 我们选取了促凝剂的添加量为 1.5%，测试时我们采用碳酸钠（简称 SC）与碳酸锂（简称 SL）两种材料， 并以不同的比例变化复合，具体见表3。

表3 促凝剂比例变化情况 %

促凝剂的种类与比例变化对于凝结时间的影响，如图2所示。

测试结果显示，促凝剂对于材料的凝结时间影响不大，对于早期强度有一定影响，因而在后面的试验中我们选取碳酸钠 0.05% 与碳酸锂 0.1% 的比例。

1.3.3 填料细度变化对产品性能影响

固定胶凝材料的比例及其它填加剂的比例，变化砂子与重钙粉的比例，如表4。

图2 促凝剂变化对材料性能影响

表4 填料变化对材料性能影响

当采用比较细的石英砂时（NE14），材料的可操作性能（跳桌流动度）和凝结时间基本没变化，但力学性能方面有所不同， 采用 NE14 时，材料的抗压抗折强度和吸水率明显好于采用 BR36 的配方。同时，我们可以发现，砂子相同时变化重钙粉的量对于材料性能影响不大。

1.3.4 胶凝材料的比例变化对材料性能的影响

胶凝材料的比例变化对材料性能的影响，如表5。

表5 胶凝材料的比例变化对材料性能的影响

材料在室温标养 3d，后在 70℃ 热养 25d，之后测试材料性能。测试数据显示，在铝酸盐水泥（Ternal White）与白色普硅水泥的添加量为 8% 和 27% 材料的综合性能最好，强度值比较高，吸水量最低。

3 结论

（1）铝酸盐水泥的特殊水化过程，形成的水化产物具有更高的致密度和更好的均匀性，故而高铝水泥砂浆具有更好的强度、更低的吸水率和更好的耐磨性能。铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥以合 适的比例复合使用，不但提高了材料的固化速度，还降低了吸水率，从而更有利于避免填缝剂的泛白现象。

（2）由于铝酸盐水泥与普硅水泥复合后凝时间变会变短，合适种类及用量的缓凝剂、促凝剂在保证操作时间的同时，使材料尽快达到较好的初期性能，根据本测试的强论，我们推荐酒石酸与柠檬酸 1:1 的比例，碳酸钠与碳酸锂 1:2 的比例在配方体系中应用

（3）填料方面，石英砂的细度对于材料一定的影响，而重钙粉则影响不大。

（4）铝酸盐水泥与普硅水泥复合的比例影响材料的综合性能，如吸水率，泛白与否，本试验推荐铝酸盐水泥与普硅水泥以 1:3 复合使用。