聚合物外对石材粘结剂使用性能的影响毕业论文
2021-11-20 22:34:56
论文总字数：23155字
摘 要
目前常用的石材粘结剂主要是环氧树脂等有机粘结剂，存在施工复杂、成本高、安全性差等问题，因此，研发一种有机无机复合的新型粘结剂具有很好的应用价值。
论文从石材粘结过程中的界面出发，分析其界面产生、演化过程；提出了采用水泥-超细矿粉-纤维素醚-可再分散胶粉四种主要组分制备新型石材粘结剂的技术思路，即采用水泥基材料的水化产物保证粘结界面的长期性能、利用超细矿粉形成界面互锁结构、利用纤维素醚保障粘结剂的初始粘结性能和施工性、利用可再分散胶粉调整界面处水化产物的微观结构。通过大量的文献分析表明，本论文所提出的总体思路具有可行性，对提高石材粘结剂的施工性能、改善孔隙结构、增强粘结剂的物理性能均具有明显的作用。
关键词：石材；粘结剂；界面水泥；苯丙乳液；纤维素醚；超细矿粉
Abstract
At present, the commonly used binders for stone materials are mainly organic binders such as epoxy resin, which have the problems of complex construction, high cost and poor safety. Therefore, it is of great application value to develop a new type of organic-inorganic composite binder.
Starting from the interface in the process of stone bonding, the paper analyzes the generation and evolution of the interface, and puts forward the technical idea of preparing a new type of stone binder by using four main components of cement ultrafine mineral powder cellulose ether redispersible rubber powder, that is, using the hydration products of cement-based materials to ensure the long-term performance of the bonding interface, using ultrafine mineral powder to form the interface interlock structure, and using fiber Pure ether can guarantee the initial bond performance and workability of binder, and redispersible rubber powder can be used to adjust the microstructure of hydration products at the interface. Through a large number of literature analysis, it shows that the overall idea proposed in this paper is feasible, which has obvious effect on improving the construction performance, pore structure and physical properties of stone binder.
Keywords: Stone; binder; interface cement; styrene acrylic emulsion; cellulose ether; ultrafine mineral powder.
目录
第1章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2研究方案 3
1.3研究目标 4
第2章 纤维素醚改性水泥基石材粘结剂研究 1
2.1纤维素醚改性水泥基粘结剂性能研究进展 1
2.2纤维素醚在水泥基粘结材料中的应用情况 3
2.3纤维素醚改性水泥基材料改性机理研究进展 4
2.3.1纤维素醚对水泥基材料微观结构的影响 4
2.3.2纤维素醚在水泥砂浆中的水化动力学机理 5
2.4本章小结 6
第3章 苯丙乳液改性水泥基石材粘结剂研究 8
3.1苯丙乳液改性水泥基粘结剂性能研究进展 8
3.2苯丙乳液在水泥基粘结材料中的应用 10
3.3苯丙乳液改性粘结剂机理研究进展 11
3.3.1苯丙溶液对水泥水化的影响 11
3.3.2苯丙乳液改性水泥基粘结材料的微观结构 12
3.3.3苯丙乳液改性水泥基粘结材料的孔结构变化 13
3.4本章小结 14
第4章 超细矿粉改性水泥石材粘结剂研究 15
4.1超细粉料改性水泥基材料性能研究进展 15
4.2超细粉料水泥基材料应用 16
4.3超细粉料改性水泥基材料改性机理研究进展 17
4.4本章小结 18
第5章 总 结 19
参考文献 20
致谢 24
附录一 25
第1章 绪论
1.1研究背景及意义
天然石材是一类重要的建筑材料，广泛应用于外墙、内墙，起着建筑装饰、防护作用， 2018年，我国天然石材产量接近十亿平方米。国内石材产业较为完善，以广东省云浮市为例，截至2016年，已有6000多个石材企业在云浮市注册，生产销售样式齐全的石材产品。我国已经成为世界第一大石材生产、出口、消费大国[1]。
随着石材的广泛使用，石材粘结剂也逐渐成为研究热点。石材粘合剂在石材中的使用主要是分为两种情况。一是使用石材粘结剂修复石材缺陷，石材有很多天然缺陷，不同的石材表现出的缺陷也有所不同，常见的缺陷有龟裂、砂眼、破碎、褪色等。由于石材粘结剂具有良好的流动性、渗透性和活性以及固化强度，在石材修复中具有广泛的应用的前景。比如德国DNS-DENZEL公司生产的石材粘合剂以树脂为原料，适合于各色石材的修补处理[2]。二是使用石材粘结剂将石材与其他材料进行拼接。石材粘结剂抗流挂性能优异、粘结能力强、施工快捷，广泛应用于建筑装饰装修领域，例如装修时使用的水泥基大理石粘结剂。目前主要的石材粘结剂的特点以及应用情况如表1所示。
图1 石材表面鳞状翘起与剥落[3]
表1 三种常见的石材粘结剂的特点[4]
不饱和聚酯树脂 | 环氧树脂 | 聚合物改性无机防水背胶 | |
适用于 | 大理石 | 大理石，花岗石 | 大理石，花岗石 |
树脂特点 | 中等强度，快速硬化，部分渗透 | 高强度，固化慢，全渗透 | 中-高强度，表干速度视产品情况而定 |
操作性 | 方便快捷，易于批刮或涂刷施工 | 双组份配比严格，易于批刮 | 双组份配比严格，易于批刮 |
固化时间 | 非常快，室温10min，40℃烘干炉内3min | 室温25h，40℃烘干炉内1h | 室温表干30min以上，完全干透24h，40度烘干炉内一般20min-1h |
固化后背网的加强作用 | 中等强度 | 非常高的强度 | 中-高强度 |
胶粘剂硬化后的特点 | 耐湿热性能差，脆性大，裂缝受力时易开胶断裂，打磨后会出现收缩凹陷，玻纤背网易脱落开裂 | 超强渗透力，优异的粘结性能，固化时收缩率低，背网不易开裂，但耐候性较差 | 粘结力强，背网不易开裂，耐候性好 |
水泥基材料的匹配性 | 不相容，直接粘贴石材易脱落 | 不相容，直接粘贴石材易脱落 | 相容性好，粘结牢固 |
环保型 | VOC高 | VOC高 | 零VOC，绿色环保 |
使用温度 | 0~100℃间保持强度 | -25~ 65℃间保持强度 | -25~ 70℃间保持强度 |
水泥基石材粘结剂是石材粘结剂中的重要组成部分，相较于环氧树脂等有机石材粘结剂易挥发且对人体有毒害性，水泥基石材粘结剂绿色环保且能与建筑中的水泥材料较好的相容。但是当前装饰装修中常用的水泥基石材粘结剂仍存在泛碱、空鼓、析盐等缺点，为了改善水泥基石材粘结剂存在的问题，有研究人员提出掺杂改性水泥基石材粘结剂的概念。目前的研究证明纤维素醚、苯丙乳液、超细粉料等外加剂能够有效改善水泥基石材粘结剂，本论文提出在水泥基石材粘结剂中复掺纤维素醚、苯丙乳液以及超细粉料，以此达到提高水泥基石材粘结剂性能的目的。
1.2研究方案
本文从有机掺杂改性与无机掺杂改性两方面出发，技术路线如图2所示。
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