Nanothix B1490在水泥基彩色填缝剂中的应用

        陶瓷墙地砖填缝剂与瓷砖、石材等装饰材料相配合，起到饰面砖之间粘结、防渗等作用，优质的瓷砖填缝剂还能够减少整个墙壁或者地板覆盖材料的应力，保护瓷砖基层材料免受机械损坏及水的渗透所带来的负面影响。
        吸水量和强度是填缝剂的重要指标，尤其是彩色填缝剂，水泥基填缝剂吸水量过高有可能导致墙体渗漏，水通过填缝剂进入墙体。同时，水泥基填缝剂作为一种水泥砂浆，吸水量过高会使硬化的填缝剂受到水的破坏，耐久性受到影响。水可导致纯粹的物理破坏，例如霜冻及解冻产生的张力；易生霉菌产生的生物破坏；同时还可以溶出硬化后水泥砂浆中一些可溶物如氢氧化钙等，破坏砂浆的结构，并在表面形成泛碱，影响饰面的美观。
        Nanothix?B1490是经过特殊加工处理的，适合于矿物基(干粉料)系统和膏状系统的粉状流变添加剂，具有很好的憎水性能。本文探讨了Nanothix?B1490对彩色填缝剂性能的影响。

1 实验原材料及方法
1.1 实验原材料
水泥：普通硅酸盐水泥 P.O42.5R，金顶集团；
石英砂：绵阳市龙门石英砂厂；粉煤恢：Ⅱ级，江油发电厂；憎水型触变润滑剂：Nanothix?B1490，
美国洛克伍德公司；可再分散胶粉：VINNAPAS?5044N，德国瓦克化学公司；纤维素醚：WALOCEL?MKX15000pp20，陶氏化学沃尔富纤维素公司；氧化铁颜料：拜耳乐?4110，德国朗盛颜料公司。

1.2 实验内容
按照陶瓷墙地砖填缝剂标准(JC/T 1004—2006)，研究了Nanothix?B1490掺量对陶瓷墙地砖彩色填缝剂性能的影响，试样配比见表1。

1.3 实验方法
1.3.1 抗压、抗折强度
按照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》制备彩色填缝剂砂浆，成型。将保鲜膜覆盖于试模上，24 h后脱模，标准试验条件养护(23℃±2℃，RH50%±10%)28 d后测试其抗压抗折强度。

1.3.2 吸水量的测定
按照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》制备彩色填缝剂砂浆，成型时把隔板插入试膜的中间，于试模较小的面相平行，使原来的一个试件自然分割成二个试件。24 h后脱模,标准试验条件养护(23±2℃，RH50%±10%)20 d，用石蜡涂抹于试件的四个长方形面上加以密封。继续养护7 d，称取每个待测试件质量，把试件垂直放在盘子中，使未密封的中间面朝下，并使之与水完全接触。浸水深度控制在5~10 mm。分别在0.5 h、2 h、4 h、6h时取出试件，用挤干的湿毛巾迅速擦去表面的水分，称量。计算试件吸水量Wab：
Wab=Wt－W0
式中：Wt——规定时间浸水后试件的质量(g)；W0——浸水前试件的质量(g)。
采用渗透系数测量法测试抹面砂浆吸水性能。累计吸水量与时间的1/2次方关系曲线的斜率即湿迁移渗透系数。

1.3.3 XRD测试
用D/MAX–ⅢA型X射线衍射仪对触变润滑剂进行物相分析。测试条件：Cu靶Kα线，管电压40kV，管电流30 mA。
1.3.4 形貌分析
用S440扫描电子显微镜对样品进行分析
2 结果与讨论
2.1 Nanothix?B1490不同掺量对彩色填缝剂力学性能的影响
抗折、抗压结果列于图1。由图1可以看出，随着Nanothix?B1490掺量的增加，彩色填缝剂强度呈下降趋势，但其抗折抗压强度均满足标准规定的2.5MPa、15.0 MPa的要求。

图1 Nanothix?B1490掺量对抹面砂浆强度的影响
2.2 Nanothix?B1490不同掺量对彩色填缝剂吸水量的影响
Nanothix?B1490掺量对彩色填缝剂湿迁移渗透系数的影响见图2。由图2可知，随着掺量增加，湿迁移渗透系数降低，但降低幅度趋于平缓。

彩色填缝剂30 min、240 min吸水量数据列于表2，随着Nanothix? B1490掺量的增加，彩色填缝剂吸水量降低。当掺量为2‰能满足标准中30 min、240min吸水量小于5.0 g、10.0 g技术要求，当掺量为4‰能达到标准中30 min、240 min吸水量小于2.0 g、5.0g的附加技术要求。

表2 Nanothix?B1490掺量对彩色填缝剂强度的影响

2.3 Nanothix?B1490作用机理探讨

图4 Nanothix?B1490的SEM照片微观分析表明，Nanothix?B1490是蒙脱石类片层状硅酸盐矿物，具有一定的憎水功能。其微观结构是由一种厚1 nm、直径100 nm的硅酸盐小片构成的。这些小片的表面带负电荷，而边缘带正电荷，所以水能进入单位晶层间，引起晶格膨胀，其膨胀甚至可达30倍。可能是晶体中的低价阳离子置换高价阳离子而使单位晶胞呈负电性，它将吸附阳离子[4]。由于电荷作用，层片之间的阳离子将吸附水分子，并使水分子充满层和层之间，使这些层片分开，形成所谓的“膨胀”现象，填充了砂浆内部的毛细孔，减少水进入的通道，达到憎水效果。

3 结论
(1) 微观分析表明，Nanothix?B1490是蒙脱石类片层状硅酸盐矿物。
(2) 随着Nanothix? B1490掺量的增加，彩色填缝剂强度呈下降趋势，但其抗折抗压强度均达到标准规定的2.5 MPa、15.0 MPa的要求。
(3) 随着Nanothix? B1490掺量增加，湿迁移渗透系数、吸水量降低，但降低幅度趋于平缓。当掺量为2‰能满足标准中30 min、240 min吸水量小于5.0 g、10.0 g技术要求，当掺量为4‰能达到标准中30 min、240 min吸水量小于2.0 g、5.0 g的附加技术要求。
(4) 彩色填缝剂中掺入Nanothix? B1490是改善彩色填缝剂吸水量的有效途径。