Введение
На основе углерода клей для плитки — это новое направление в области высокопроизводительных клей для плитки на цементной основе. В его составе используются цемент, сортированный песок, полимерный порошок, эфир целлюлозы и специальные углеродные материалы, которые позволяют улучшить адгезию, гибкость, трещиностойкость, теплопроводность и долговечность.
Углеродными материалами могут быть модифицированные производные графена, углеродные волокна, порошок активированного угля, порошок проводящего графита, технический углерод, гидрофобные углеродные материалы или керамические микросферы с углеродным покрытием. Каждый углеродный материал выполняет свою функцию. Некоторые повышают прочность. Некоторые снижают риск растрескивания. Некоторые помогают клею лучше противостоять воздействию тепла и влаги. Некоторые повышают долговечность в условиях открытого воздуха или во влажной среде.
В этой статье описаны пять практических рецептур клея для плитки на углеродной основе. Каждая рецептура предназначена для решения своей задачи:
| Тип формулы | Основная цель |
|---|---|
| Базовый универсальный тип | Укладка плитки на стены и пол в помещениях |
| Высокопрочный быстросхватывающийся тип | Быстрое возведение и быстрая набор прочности |
| Сверхгибкий, устойчивый к растрескиванию тип | Крупноформатная плитка и деформируемые основания |
| Тип с низкой усадкой и защитой от растрескивания | Укладка плитки на больших площадях и тонкослойная укладка |
| Тип с высокой степенью водостойкости и устойчивостью к воздействию погодных условий | Ванные комнаты, бассейны, кухни, балконы и использование на открытом воздухе |
Эти рецептуры являются полезной отправной точкой для производителей сухих строительных смесей, клеев для плитки и разработчиков рецептур строительных материалов. Окончательную рецептуру все же следует протестировать с учетом местного цемента, соотношения песка и воды, типа плитки, температуры и целевой стандарт.
Что такое клей для плитки на углеродной основе?
Клеевая смесь на углеродной основе — это цементный клей для плитки, модифицированный функциональными углеродными материалами. Он по-прежнему имеет стандартный состав сухой клеевой смеси для плитки. Обычно в его состав входят цемент, песок, эфир целлюлозы, повторно диспергируемый полимерный порошок и другие добавки. Разница заключается в том, что углеродные материалы добавляются для решения конкретных проблем, связанных с эксплуатационными характеристиками.
Например, производные графена могут улучшить адгезию и вязкость. Углеродное волокно способствует распределению напряжений внутри клеевого слоя. Проводящий графитовый порошок способствует теплообмену, что полезно в системах подогрева пола. Порошок активированного угля помогает улучшить экологические показатели и регулировать внутреннюю микросреду. Гидрофобные углеродные материалы помогают снизить водопоглощение в составах, предназначенных для влажных помещений.
Хороший плиточный клей на углеродной основе должен обладать не только высокой адгезией. Он также должен иметь стабильную обрабатываемость, достаточное время открытой выдержки, хорошую водоудерживающую способность, низкую усадку и высокую стойкость к растрескиванию. Именно здесь важную роль играет эфир целлюлозы.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. материалы HPMC и HEMC товары для укладки плитки и сухой строительный раствор. В составе углеродного клея для плитки используются такие марки, как Zhiwei HPMC 40K, HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H, и HEMC 150H помогает регулировать водоудержание, сгущение, время открытой выдержки, рабочие свойства при разравнивании и сопротивление скольжению. Выбор оптимального сорта зависит от типа цемента, гранулометрического состава песка, дозировки полимера, температуры и предполагаемого применения.
«Формула 1»: универсальный клей для плитки на углеродной основе
Данный состав предназначен для укладки плитки на стены и полы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Он обеспечивает эффективный контроль затрат, более высокую прочность по сравнению с простым цементно-песчаным клеем, а также стабильные базовые адгезионные характеристики.
Формула по массе
| Сырье | Рекомендуемая дозировка |
|---|---|
| Портландский цемент марки 42,5 | 38–40 частей |
| Кварцевый песок различного размера, 40–70 меш и 70–140 меш | 45–48 частей |
| Модифицированный порошок производного графена | 0,3–0,5 частей |
| Порошок активированного угля из биомассы | 2–3 части |
| Эфир метилцеллюлозы или HPMC/HEMC | 0,2–0,3 части |
| Порошок полимера, способный к повторному диспергированию, общего назначения | 1,5–2,0 частей |
Логика формул
Цемент обеспечивает основную прочность. Классифицированный кварцевый песок определяет структуру каркаса и снижает усадку. Модифицированное производное графена выступает в качестве функционального углеродного материала. Оно улучшает сцепление, вязкость и распределение напряжений внутри клея.
Порошок активированного угля на основе биомассы способствует адсорбции определенных примесей и созданию более стабильных условий для гидратации цемента. Кроме того, он делает рецептуру более экологичной.
Эфир целлюлозы добавляется в небольших дозах, но играет решающую роль. Он удерживает воду внутри раствора, обеспечивая гидратацию цемента. Он увеличивает время открытой выдержки и облегчает нанесение клея. Для данной рецептуры можно протестировать Zhiwei HPMC 40K или HEMC 60K, если требуется гладкое нанесение шпателем и обычная укладка в помещении. Если клею требуется более сильное удержание воды или лучшая фиксация плитки на вертикальных поверхностях, можно протестировать Zhiwei HPMC 100K или HEMC 100H.
Подходящие области применения
Данная смесь подходит для укладки керамической плитки, глазурованной плитки и обычной плитки в помещениях. По сравнению с простым цементным раствором она позволяет снизить риск образования пустот и растрескивания. Это практичный выбор в тех случаях, когда для проекта требуются более высокие эксплуатационные характеристики, но не нужны такие свойства, как сверхбыстрое схватывание или исключительная гибкость.
Формула 2: Высокопрочный быстросхватывающийся клей для плитки на углеродной основе
Данная формула разработана для проектов, требующих быстрого набора прочности. Она подходит для строительства при низких температурах, коммерческих объектов, подземных переходов, несложные ремонтные работы, а также системы теплого пола.
Формула по массе
| Сырье | Рекомендуемая дозировка |
|---|---|
| Быстротвердеющий портландцемент марки 52,5 | 40–42 части |
| Классифицированный кварцевый песок, преимущественно фракции 50–100 меш | 40–43 части |
| Измельченное углеродное нановолокно | 0,8–1,2 части |
| Проводящий графитовый порошок | 1,0–1,5 частей |
| Эфир метилцеллюлозы или HPMC/HEMC | 0,25–0,35 частей |
| Порошок полимера VAE, способный к повторной дисперсии | 2,0–2,5 частей |
| Формат кальция | 0,5–1,0 частей |
Логика формул
Высококачественный быстротвердеющий цемент обеспечивает клею раннюю прочность. Формиат кальция способствует ускорению набора ранней прочности и затвердевания. Проводящий графитовый порошок способствует теплообмену внутри клеевого слоя, что является важным преимуществом при использовании данной формулы в системах подогрева пола или в условиях низких температур.
Измельченное углеродное нановолокно выполняет функцию микроармирующей структуры. Оно способствует распределению напряжений и повышает прочность на растяжение и ударопрочность. Полимерный порошок улучшает внутреннюю связность и адгезию.
В данной рецептуре необходимо тщательно подобрать эфир целлюлозы. Быстросхватывающийся плиточный клей должен удерживать достаточное количество воды для гидратации, но при этом не должен слишком сильно замедлять набор ранней прочности. Если в рецептуре требуется найти баланс между водоудерживающей способностью, ранними эксплуатационными характеристиками и технологичностью, можно попробовать использовать Zhiwei HEMC 100H. В зависимости от требуемой вязкости и времени открытой выдержки также можно протестировать Zhiwei HPMC 40K или HPMC 100K.
Подходящие области применения
Данная смесь подходит для объектов, где ведется ускоренное строительство, для зимних работ в помещениях, в торговых центрах, переходах, а также для систем теплого пола. Работнику следует замешивать небольшие партии, так как время пригодности смеси может быть ограничено. После замешивания строительная бригада должна быстро уложить и закрепить плитку.
Формула 3: Сверхгибкий антитрещиновый клей для плитки на углеродной основе
Данная формула предназначена для деформируемых оснований, широкоформатная плитка, тонкие плиты, лёгкие перегородки, а также зоны, подверженные вибрации или температурным перепадам.
Формула по массе
| Сырье | Рекомендуемая дозировка |
|---|---|
| Портландский цемент марки 42,5 | 35–38 частей |
| Кварцевый песок с высоким модулем упругости, преимущественно фракции 70–120 меш | 40–43 части |
| Нанолисты графена с высоким соотношением сторон | 0,4–0,6 частей |
| Гибкие микросферы из углерода, модифицированные смолой | 2,5–3,5 частей |
| HPMC, тип с высокой водоудерживающей способностью и высокой загущающей способностью | 0,3–0,4 части |
| Эластичный редиспергируемый полимерный порошок, например акрилового типа | 3,0–4,0 частей |
| Коротковолокнистый полипропилен | 0,05–0,1 части |
Логика формул
Эта формула разработана с акцентом на гибкость. Нанолисты графена обеспечивают листовое армирование и распределение напряжений. Гибкие углеродные микросферы, модифицированные смолой, выступают в качестве упругих амортизирующих элементов в конструкции. Они помогают поглощать энергию деформации.
Увеличение дозировки полимерного порошка повышает эластичность и адгезию. Полипропиленовые волокна помогают предотвратить образование микротрещин. Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) улучшает водоудерживающую способность, загущающие свойства, устойчивость к провисанию и время открытой выдержки.
Для клея для крупноформатной плитки в качестве испытательных образцов можно рассмотреть Zhiwei HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H или HEMC 150H. Эти марки более подходят в тех случаях, когда от клея требуется более высокая вязкость, более длительное время открытой выдержки и более стабильные гребни после нанесения шпателем.
Подходящие области применения
Данная смесь подходит для плитки размером более 600 мм, крупных плит, каменных композитных панелей, легких стен, участков с деревянным каркасом, а также оснований, на которых существует риск деформации. Перед нанесением основание следует укрепить или, при необходимости, обработать подходящей грунтовкой.
Формула 4: Углеродный клей для плитки с низкой усадкой и защитой от растрескивания
Данная формула разработана для уменьшения количества трещин, возникающих в результате усадки при укладке тонким слоем и при выполнении работ по укладке напольных покрытий на больших площадях.
Формула по массе
| Сырье | Рекомендуемая дозировка |
|---|---|
| Портландцемент марки 52,5 с низким содержанием щелочей | 38–40 частей |
| Оптимизированный гранулометрически отсортированный кварцевый песок, преимущественно фракции 40–70 меш | 46–49 частей |
| Сажа со специальной структурой | 0,8–1,2 части |
| Функциональный углеродный материал, компенсирующий расширение | 1,5–2,0 частей |
| Эфир метилцеллюлозы или HPMC/HEMC | 0,2–0,3 части |
| Порошок полимера, способный к повторному диспергированию | 1,8–2,2 частей |
| Высокоэффективный водоредуктор | 0,2–0,4 части |
Логика формул
Усадка часто вызвана высоким потреблением воды, ненадлежащим гранулометрическим составом, избыточным содержанием мелкой пудры и неравномерной потерей влаги. Данная формула позволяет уменьшить усадку по нескольким направлениям.
Цемент с низким содержанием щелочей повышает стабильность. Оптимизированный гранулометрический состав песка снижает потребность в воде. Водоредуктор снижает водоцементное отношение. Углеродный материал, компенсирующий расширение, создает умеренный компенсационный эффект при контакте с водой. Специальная сажа повышает плотность матрицы и способствует уменьшению капиллярной усадки.
Эфир целлюлозы улучшает распределение воды и обеспечивает более равномерную сушку. Для данной рецептуры можно протестировать Zhiwei HPMC 40K, HPMC 100K или HEMC 100H. Окончательный выбор следует сделать после проверки водоудерживающей способности, удобства нанесения шпателем, времени открытой выдержки и характеристик усадки.
Подходящие области применения
Эта формула подходит для просторных гостиных, коммерческих помещений, укладки тонким слоем, а также для проектов, требующих повышенной стабильности размеров. Она помогает уменьшить появление поверхностных трещинок и растрескивание, вызванные усадкой при высыхании. Важно обеспечить хорошую вентиляцию, однако условия высыхания не должны меняться слишком резко.
Формула 5: Высоководостойкий и атмосферостойкий клей для плитки на углеродной основе
Данная смесь предназначена для влажных помещений, наружных работ, зон с риском замерзания и оттаивания, ванных комнат, кухонь, бассейнов, балконов и полуоткрытых плиточных покрытий.
Формула по массе
| Сырье | Рекомендуемая дозировка |
|---|---|
| Сульфоалюминатный цемент, или цемент с высоким содержанием оксида алюминия в сочетании с портландцементом | 30–35 частей |
| Портландцемент для обеспечения прочности и стабильности в дальнейшем | 5–10 частей |
| Кварцевый песок различного размера | 40–45 частей |
| Керамические микросферы с гидрофобным графеновым покрытием | 3,0–4,0 частей |
| Химически стойкая ткань из рубленого углеродного волокна | 1,0–1,5 частей |
| Водостойкий модифицированный эфир целлюлозы | 0,25–0,35 частей |
| Гидрофобный редиспергируемый полимерный порошок, например, чистого акрилового типа | 2,5–3,5 частей |
| Высокоэффективное пеногасительное средство | 0,1–0,2 части |
Логика формул
Здесь важную роль играет цементная система. Сульфоалюминатный цемент или цемент с высоким содержанием оксида алюминия способны образовывать более плотную гидратную структуру, обеспечивающую хорошую раннюю прочность и повышенную водостойкость. Портландцемент обеспечивает прочность на более поздних этапах и стабильность состава.
Керамические микросферы с гидрофобным графеновым покрытием способствуют снижению водопоглощения. Они формируют внутри клея структуру с более выраженными водоотталкивающими свойствами. Измельченное углеродное волокно повышает прочность и долговечность материала в условиях воздействия влаги или химических веществ.
Гидрофобный полимерный порошок улучшает герметизацию границы раздела фаз. Пеногаситель уменьшает количество захваченного воздуха и способствует образованию более плотного слоя клея.
В данной рецептуре эфир целлюлозы должен обеспечивать водоудерживающую способность, не ухудшая при этом водостойкость. Zhiwei HEMC 150H, HEMC 200H, HPMC 100K или HPMC 150K можно протестировать в зависимости от требуемой вязкости, требований к устойчивости к стеканию и времени открытой выдержки. Готовый клей также следует протестировать с выбранным раствор и гидроизоляционная система поскольку водонепроницаемость зависит от всей конструкции плиточной укладки.
Подходящие области применения
Данный состав подходит для ванных комнат, стен бассейнов, кухонь, балконов, систем наружной облицовки плиткой, а также для зон, подверженных длительному воздействию воды. Клей для плитки следует использовать в сочетании с подходящими гидроизоляционными материалами, затиркой и герметиками.
Почему HPMC и HEMC играют важную роль в составе клея для плитки на углеродной основе
Углеродные материалы могут повысить прочность, вязкость, теплопроводность и долговечность. Однако они не заменяют целлюлозный эфир. Клей для плитки по-прежнему должен обладать хорошими эксплуатационными характеристиками в свежем состоянии. Монтажник должен иметь возможность нанести его, разгладить, отрегулировать положение плитки и обеспечить достаточный контакт с влажной поверхностью до начала гидратации цемента.
HPMC и HEMC помогают решать следующие практические проблемы:
| Функция | Почему это важно |
|---|---|
| Удержание воды | Удерживает воду в растворе для гидратации цемента |
| Время работы | Дает монтажнику достаточно времени для укладки и выравнивания плитки |
| Работоспособность | Улучшает распределение материала и удобство нанесения шпателем |
| Устойчивость к скольжению | Помогает плитке оставаться на месте на вертикальных поверхностях |
| Утолщение | Укрепляет корпус и повышает устойчивость гребня |
| Контроль за соблюдением единообразия | Снижает различия в обработке между партиями |
Продукты Zhiwei HEMC применяются в системах цементных клеев для плитки с целью обеспечения водоудерживающей способности, времени открытой выдержки, обрабатываемости и сопротивления скольжению. Продукты Zhiwei HPMC также используются в клеях для плитки, сухих строительных смесях, шпаклевках для стен и других строительных материалах, где важны водоудерживающая способность и удобство в работе.
В качестве базового клея для плитки разработчики рецептур могут взять за основу Zhiwei HPMC 40K или HEMC 60K. Для систем с более длительным временем открытой выдержки и крупноформатной плитки в качестве вариантов для испытаний более подходят Zhiwei HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H и HEMC 150H. Для премиальных или сложных рецептур марку следует выбирать после проведения испытаний с учетом типа цемента, гранулометрического состава песка, полимерного порошка, дозировки углеродного материала и температуры строительства.
Рекомендации по смешиванию и нанесению
Даже самая эффективная формула может оказаться неэффективной, если процесс смешивания и укладки выполнен некачественно. Для укладки плитки на основе углерода необходимо обеспечить равномерное сухое смешивание и правильное добавление воды.
Во-первых, все сухие порошки следует тщательно перемешать. Углеродные материалы часто имеют небольшой вес и склонны к агломерации, поэтому для их перемешивания требуется достаточное время. Во-вторых, воду следует добавлять при постоянном перемешивании. Порошок необходимо перемешивать до тех пор, пока раствор не станет однородным и не будет содержать видимых комков. В-третьих, раствор следует оставить на 3–5 минут. Это время созревания способствует гидратации эфира целлюлозы и улучшает консистенцию. Затем перед использованием раствор следует еще раз кратковременно перемешать.
Обычное соотношение «вода-порошок» может составлять примерно 20%–25%, однако его необходимо корректировать с учетом характеристик исходного сырья и требуемой обрабатываемости. Оператор не должен добавлять слишком много воды после того, как раствор уже созрел. Избыток воды может снизить прочность, увеличить усадку и ухудшить сопротивление скольжению.
Основание должно быть прочным, чистым и свободным от масла, пыли, рыхлых частиц и слабых слоев. Поверхность должна обладать соответствующей впитываемостью. Для очень плотных или слабых оснований может потребоваться нанесение грунтовки или обработка с использованием промежуточного слоя.
Зубчатый шпатель следует выбирать с учетом размера плитки. Для плитки большого формата требуется более равномерное нанесение клея. В сложных случаях может потребоваться нанесение клея на обратную сторону плитки для увеличения площади контакта.
Как выбрать подходящую формулу
Выбор оптимального состава клея для плитки на углеродной основе зависит от конкретных условий применения.
Для обычной керамической плитки, укладываемой в помещениях, обычно достаточно базовой универсальной формулы. Для коммерческих помещений, где требуется быстрая готовность к эксплуатации, лучше подойдет высокопрочная быстросхватывающаяся формула. Для плитки большого формата, тонких плит и деформируемых оснований более безопасным выбором станет сверхгибкая антитрещиновая формула. При укладке полов на больших площадях и укладке тонким слоем следует рассмотреть использование состава с низкой усадкой. Для ванных комнат, бассейнов, балконов, кухонь и наружных систем более подходит состав с высокой водостойкостью.
При выборе марки целлюлозного эфира следует руководствоваться той же логикой. Для простой смеси может потребоваться лишь умеренная вязкость. Для клея для крупноформатной плитки нужна более плотная консистенция и более длительное время открытой выдержки. Для быстросхватывающегося клея требуется марка, которая обеспечивает удержание воды, но при этом не слишком замедляет набор ранней прочности. Состав для влажных помещений должен обладать стабильной обрабатываемостью и проходить испытания в комплексе со всей системой гидроизоляции и затирки швов.
Заключение
Клеевые составы для плитки на углеродной основе предоставляют производителям таких материалов практическую возможность создавать продукты с более высокими эксплуатационными характеристиками. Благодаря использованию различных углеродных материалов состав можно оптимизировать с учетом таких характеристик, как прочность сцепления, гибкость, трещиностойкость, низкая усадка, быстрое затвердевание, теплопроводность, водостойкость и долговечность.
Пять рецептур, представленных в данной статье, демонстрируют различные подходы к разработке. Модифицированные производные графена полезны для обеспечения базовой вязкости и адгезии. Углеродные нановолокна и проводящий графит обеспечивают быстрое схватывание и высокую прочность систем. Нанолисты графена, гибкие углеродные микросферы и полимерный порошок помогают создавать составы, предотвращающие растрескивание. Сажа и углеродные материалы, компенсирующие усадку, помогают снизить усадку. Гидрофобные углеродные материалы и углеродные волокна обеспечивают долговечность в условиях влажной среды и на открытом воздухе.
Для обеспечения стабильного производства углеродные материалы должны использоваться в сочетании с подходящим эфиром целлюлозы. Марки Zhiwei HPMC и HEMC могут помочь производителям плиточных клеев улучшить водоудерживающую способность, время открытой выдержки, технологичность, сопротивление скольжению и стабильность в свежем состоянии. Лучший способ определить окончательный сорт и дозировку — провести кратковременное лабораторное испытание с использованием реальных пропорций цемента, песка, полимерного порошка, углеродного материала и воды.