Odporność na wodę cementowych zapraw klejowych do płytek zaprojektowanych z użyciem różnych technologii spoiw

Kupiński, Marcin

doi:10.32047/CWB.2024.29.6.2

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Odporność na wodę cementowych zapraw klejowych do płytek zaprojektowanych z użyciem różnych technologii spoiw

Autorzy

Kupiński Marcin

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2024.29.6.2

Warianty tytułu

Water resistance of tile adhesive mortars formulated with various binder technologies

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

W artykule przedstawiono badania odporności na wodę i działanie cyklicznego zamrażania i rozmrażania zapraw cementowych wykonanych z 3 różnych spoiw: cementu portlandzkiego, cementu wapniowo-siarczanoglinianowego oraz cementu belitowo-ye’elimitowe-ferrytowego, modyfikowanych dodatkami organicznymi: metylocelulozą i proszkiem redyspergowalnym na bazie kopolimeru: octan winylu-etylen. Badania własności mechanicznych prowadzono na 2 sposoby: zmierzono wytrzymałość na ściskanie belek oraz przyczepność klejów aplikowanych w cienkiej warstwie na podłożu betonowym. Analizę uzyskanych wyników uzupełniono o badania składu fazowego wybranych próbek metodą dyfraktometrii rentgenowskiej. Stwierdzono jednoznacznie negatywny wpływ dodatków organicznych na odporność na wodę wszystkich badanych zapraw, przy czym skala zaobserwowanych spadków wytrzymałości zależy od zastosowanego spoiwa. Wykazano również, że zauważony negatywny wpływ dodatków organicznych na wodoodporność oraz mrozoodporność zapraw klejowych jest większy podczas pomiarów wytrzymałości na odrywanie niż w przypadku pomiarów wytrzymałości na ściskanie belek. Uzyskanych wyników nie udało się wyjaśnić na gruncie zmian w składzie fazowym matrycy mineralnej zapraw badanym metodą XRD. W dalszej części artykułu przedyskutowano alternatywne prawdopodobne wyjaśnienia uzyskanych wyników.

The paper presents the results of water and cyclical freeze – thaw resistance tests of cementitious mortars based on 3 different binders: Portland cement, calcium sulfoaluminate cement and belite-ye’elimite-ferrite cement, modified with organic additives: methylcellulose and redispersible polymer powder based on vinyl acetate-ethylene copolymer. The tests of mechanical strength were conducted in 2 modes: compressive strength of prisms and pull off strength of samples applied as a thin layer on the concrete substrate. The mechanical tests were complemented with phase composition analysis by the means of X-ray diffractometry. The evidently negative effect of organic admixtures on the water resistance of all mortars was found, whereas the scale of strength decrease depends on the cement type used. It was also shown that adverse impact of organic additives on water and frost resistance is more pronounced in case of pull off strength measurements than in case of compressive strength of prisms. The mechanical results could not be explained on the grounds of mineral matrix compositions traced by XRD method. In the further parts of the paper possible alternative explanations of the described observations were discussed.

Słowa kluczowe

zaprawa klejowa zaprawa cementowa płytka eter celulozy proszek polimerowy redyspergowalny cement wapniowo-siarczanoglinianowy cement belitowo-ye’elimitowo-ferrytowy odporność na wodę zamrażanie cykliczne

adhesive mortar cement mortar tile cellulose ether redispersible polymer powder calcium sulfoaluminate cement belite-ye’elimite-ferrite cement water resistance freeze-thaw cycle

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2024

Tom

R. 29, nr 6

Strony

380--394

Opis fizyczny

Bibliogr. 32 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kupiński Marcin

marcin.kupinski@henkel.com

Henkel Polska Sp. z o.o., International Innovation Centre for Building Materials
AGH University of Kraków

Bibliografia

1. A. Wetzel, M. Herwegh, R. Zurbriggen, F. Winnefeld, Influence of shrinkage and water transport mechanisms on microstructure and crack formation of tile adhesive mortars. Cem. Concr. Res. 42(1) 39-50 (2012). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.07.007.
2. Y. Ohama, Handbook of Polymer-Modified Concrete and Mortars, Properties and Process Technology. Noyes Publications, ACI Mat. Jour. 84(6), 511-518 (1987). https://doi.org/10.14359/2463
3. Y. Ohama, Handbook of polymer-modified concrete and mortars: properties and process technology. William Andrew, 1995.
4. J. Schulze, O. Killermann, Long-term performance of redispersible powders in mortars. Cem. Concr. Res. 31(3), 357-362 (2001). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00498-1
5. S. Chandra, P. Flodin, Interactions of polymers and organic admixtures on portland cement hydration. Cem. Concr. Res. 17(6), 875-890 (1987). https://doi.org/10.1016/0008-8846(87)90076-7
6. Z. Su, Microstructure of polymer cement concrete, PhD thesis, Material Sciences Group, Delft University of Technology, Delft, Netherlands, 1995. https://resolver.tudelft.nl/uuid:4e399d51-c535-4b04-b46e-5db67ae3c0ce
7. E. Gartner, G. Li, High belite-containing sulfoaluminous clinker, US Patent 7850776B2 (2010)
8. F. Bullerjahn, D. Schmitt, M. Ben Haha, Ternesite - belite - calcium sulfoaluminate clinker and method for producing same. EP2559674A1 (2013)
9. PN-EN 12004-2:2017-03. Kleje do płytek ceramicznych - Część 2: Metody badań
10. A. Wetzel, R. Zurbriggen, M. Herwegh, A. Greminger, J. Kaufmann, Long-term study on failure mechanism of exterior applied tilings. Constr. Build. Mater. 37, 335-348 (2012). https://doi.org/10.1016/J.conbuildmat.2012.07.072
11. T. Mahaboonpachai, Y. Kuromiya, T. Matsumoto, Experimental investigation of adhesion failure of the interface between concrete and polymer-cement mortar in an external wall tile structure under a thermal load. Constr. Build. Mater. 22, 2001-2006 (2008). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.07.002
12. M.Y.L. Chew, Factors affecting ceramic tile adhesion for external cladding. Constr. Build. Mater. 13(5), 293-296 (1999). https://doi.org/10.1016/S0950-0618(99)00023-9
13. D.A. Silva, V.M. John, J.L.D. Ribeiro, H.R. Roman, Pore size distribution of hydrated cement pastes modified with polymers. Cem. Concr. Res. 31(8), 1177-1184 (2001). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00549-X
14. M. Wyrzykowski, R. Kiesewetter, J. Kaufmann, R. Baumann, P. Lura. Pore structure of mortars with cellulose ether additions – Mercury intrusion porosimetry study, Cem. Concr. Comp. 53, 25-34 (2014). http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.06.005
15. S. Lamberet. Durability of ternary binders based on Portland Cement, Calcium Aluminate Cement and Calcium Sulfate. PhD thesis, EPFL Lausanne, Thesis No 3151 (2005)
16. Luis G. Baquerizo, Thomas Matschei, Karen L. Scrivener, Impact of water activity on the stability of ettringite. Cem. and Concr. Res. 79, 31-44 (2016). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.07.008.
17. T. Matschei, B. Lothenbach, F.P. Glasser, The AFm phase in Portland cement. Cem. Concr. Res. 37(2), 118-130 2007 https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2006.10.010.
18. A. Jenni, L. Holzer, R. Zurbriggen, M. Herwegh, Influence of polymers on microstructure and adhesive strength of cementitious tile adhesive mortars. Cem. Concr. Res. 35(1) 35-50 (2005). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.06.039.
19. A. Jenni, R. Zurbriggen, L. Holzer, M. Herwegh, Changes in microstructures and physical properties of polymer-modified mortars during wet storage. Cem. Concr. Res. 36(1) 79-90 (2006). http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.cemconres.2005.06.001
20. D.A. Silva, H.R. Roman, P.J.P. Gleize, Evidences of chemical interaction between EVA and hydrating Portland cement. Cem. Conc. Res. 32(9) 1383-1390 (2002). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00805-0.
21. Ł. Kotwica, Wpływ redyspergowalnych proszków polimerowych na proces hydratacji wybranych minerałów klinkierowych cementu. PhD thesis, AGH Kraków 2009.
22. Y. Zhou, L. Tang, J. Liu, C. Miao, Interaction mechanisms between organic and inorganic phases in calcium silicate hydrates/poly(vinyl alcohol) composites. Cem. Concr. Res. 125, 105891 (2019). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105891.
23. E. Knapen, D. Van Gemert, Cement hydration and microstructure formation in the presence of water-soluble polymers. Cem. Concr. Res. 39(1), 6-13 (2009). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2008.10.003.
24. H.J. Weyer, I. Müller, B. Schmitt, D. Bosbach, A. Putnis, Time-resolved monitoring of cement hydration: Influence of cellulose ethers on hydration kinetics. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. Sec. B. 238(1-4), 102-106 (2005). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2005.06.026.
25. J-Y. Petit, E. Wirquin, Evaluation of various cellulose ethers performance in ceramic tile adhesive mortars. Int. J. Adh. Adhes. 40, 202-209 (2013). https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2012.09.007.
26. Z. H. Ou, B. G. Ma, S. W. Jian, Influence of cellulose ethers molecular parameters on hydration kinetics of Portland cement at early ages. Constr. Build. Mater. 33, 78-83 (2012) https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.01.007.
27. J. Li, R. Wang, Y. Xu, Influence of cellulose ethers chemistry and substitution degree on the setting and early-stage hydration of calcium sulphoaluminate cement. Constr. Build. Mater. 344, 128266 (2022). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128266.
28. C. Shi, X. Zou, P. Wang, Influences of ethylene-vinyl acetate and methylcellulose on the properties of calcium sulfoaluminate cement. Constr. Build. Mater. 193, 474-480 (2018). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.10.218.
29. M. Faatz, A. Ehmann, Influence of the Concrete Block on the Tile Adhesive Strength Measured According to EN 12004. Standards. 3(2), 169-176 (2023). https://doi.org/10.3390/standards3020013
30. X. Li, C. Xu, P. Du, The Bond Strength of a Calcium Sulfoaluminate Cement-based Repair Mortar. Ceramics-Silikáty 64(1), 100-106 (2020). https://doi.org/10.13168/cs.2019.0054
31. F. Winnefeld, J. Kaufmann, E. Hack, S. Harzer, A.Wetzel, R. Zurbriggen, Moisture induced length changes of tile adhesive mortars and their impact on adhesion strength. Constr. Build. Mater. 30, 426-438 (2012). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.12.023.
32. M. Herwegh, R. Zurbriggen, R. Mettier, F. Winnefelfd, J. Kaufmann, A. Wetzel, Hygrical shrinkage stresses in tiling systems: Numerical modelling combined with field studies. Cem. Concr. Comp. 55, 1-10 (2015). https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.06.016

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2026).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-005813d4-b8dc-447f-b076-c6691492fb04