Wpływ redyspergowalnych proszków polimerowych na przyczepność zapraw klejących na bazie cementu wapniowo-siarczanoglinianowego

• Autorzy: Łukasik Mateusz , Masek Anna , Michałowski Bartosz , Kulesza Marcin

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2023.08.02

Warianty tytułu

EN

Influence of redispersible polymer powders on the adhesion of adhesives mortars based on calcium sulphoaluminate cement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wpływ pięciu rożnych redyspergowalnych proszków polimerowych (RPP) na wytrzymałość na rozciąganie (przyczepność w układzie wielowarstwowym) zapraw klejących do płytek ceramicznych (CTA), zawierających jako spoiwo wyłącznie cement wapniowo-siarczanoglinianowy (CSA). Wyniki badań wskazują, że dodatek RPP do zaprawy na bazie CSA powoduje wzrost wytrzymałości na rozciąganie oznaczanej jako przyczepność początkowa oraz po starzeniu termicznym. W przypadku wytrzymałości na rozciąganie próbek, badanych po zanurzeniu w wodzie, zaobserwowano różny wpływ w zależności od zastosowanego redyspergowalnego proszku polimerowego. Niezależnie od rodzaju RPP stwierdzono zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie próbek badanych po cyklach zamrażania i rozmrażania. Przeprowadzone badania wykazały, że istnieje możliwość opracowania zapraw klejących na bazie CSA, zawierających redyspergowalne proszki polimerowe, do stosowania wewnątrz pomieszczeń. Wyzwaniem badawczym, związanym z odpornością na zamrażanie, jest opracowanie CTA do zastosowania na zewnątrz obiektów.

EN

The purpose of this study was to investigate the effects of five different redispersible polymer powders (RDPs) on the tensile strength (adhesion in a multi-layer system) of ceramic tile adhesive mortars (CTAs) containing only calcium sulphoaluminate cement (CSA) as a binder. The results show that the addition of RDPs to CSA-based mortar results in an increase in tensile strength determined as initial adhesion and as adhesion after thermal aging. In the case of tensile strength tested after immersion of the samples in water, different effects were observed depending on the RDPs used. Regardless of the redispersible polymer powder used, a reduction in tensile strength was noticeable for samples tested after freeze-thaw cycles. The study showed that it is possible to develop a CSA-based ceramic tile adhesive using redispersible polymer powders for indoor use. The research challenge, related to freeze-thaw resistance, is to develop a CTA for outdoor applications.

Słowa kluczowe

PL

zaprawa klejąca; klej do płytek ceramicznych; CTA; cement CSA; przyczepność; proszek polimerowy redyspergowalny; RPP; wytrzymałość na rozciąganie

EN

adhesive mortar; ceramic tile adhesive; CTA; CSA cement; adhesion; redispersible polymer powder; RDP; tensile strength

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 8
• Strony: 6--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Łukasik Mateusz

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny
• Centrum Badawczo-Rozwojowe, Atlas sp. z o.o.

• https://orcid.org/0000-0003-1257-6069

autor

Masek Anna

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny

• https://orcid.org/0000-0003-3785-1995

autor

Michałowski Bartosz

• Centrum Badawczo-Rozwojowe, Atlas sp. z o.o.

• https://orcid.org/0000-0002-3955-2924

autor

Kulesza Marcin

• Centrum Badawczo-Rozwojowe, Atlas sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] 2022 Global Status Report for Buildings and Construction https://www.unep.org/resources/publication/2022-global-status-report-buildings-and-construction [dostęp 28.06.2023].
• [2] Stancu C., Dębski D., Michalak J. Construction Products between Testing Laboratory and Market Surveillance: Case study of Cementitious Ceramic Tile Adhesives. Materials. 2022; https://dor.org/10.3390/ma15176167.
• [3] Michalak J. Ceramic Tile Adhesives from the Producer’s Perspective: A Literature Review. Ceramics. 2021; https://doi.org/10.3390/ceramics4030027.
• [4] Cho Y.K., Jung S.H., Choi Y.C. Effects of chemical composition of flyash on compressive strength of flyash cement mortar. Constr. Build. Mater. 2019; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.208.
• [5] Zhang Y., Zhao Q., Liu C., Zhou M. Properties comparison of mortars with welangum or cellulose ether. Constr. Build. Mater. 2016; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2015.10.116.
• [6] Jumate E., Manea D.L., Aciu C., Molnar L., Fechete R. Innovative Materials Made by Adding Cellulose Ethers to Cement Mortars. Procedia Technol. 2015; https://doi.org/10.1016/j.protcy.2015.02.042.
• [7] Lutz H., Bayer R., Dry Mortars. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry; Willey Online Library: Hoboken, NJ, USA, 2015.
• [8] Łukasik M., Michałowski B., Michalak J. Assessment of the constancy of performance of cementitious adhesives for ceramictiles: Analysis of the test results Commissioned by Polish Market Surveillance Authorities. Appl. Sci. 2020; https://doi.org/10.3390/app10186561.
• [9] Schulze J. The use of redispersible powders in cement mortars. Ton Industrie Zeitung. 1985; 9
• [10] Kulesza M., Dębski D., Fangrat J., Michalak J. Effect of redispersible polymer powders on selected mechanical properties of thin-bed cementitious mortars. Cem. Wapno. Bet. 2020; https://doi.org/10.32047/CWB.2020.25.3.1.
• [11] Niu L., Lei L., Xia Z. Redispersible polymer powder functionalized with NMA and its adhesive properties in dry-mixed coatings. J. Ahes. Sci. Technol. 2013; https://doi.org/10.1080/01694243.2012.742401.
• [12] Ohama Y. Polymer-based admixtures. Cem. Concr. Compos. 1998. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(97)00065-6.
• [13] Baaldens A., Van Gemert D., Schorn H., Ohama Y., Czarnecki L. From microstructure to macrostructure: an integral model of structure formation in polymer modified concrete. In Proceedings of the RILEM Materials and Structures. 2005; https://doi.org/10.1617/14215.
• [14] Silva D.A., Roman H.R., Gleize P.J.P. Evidences of chemical interaction between EVA and hydrating Portland cement. Cem. Concr. Res. 2002; https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00805-0.
• [15] PN-EN 197-1:2012 - Cement - Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku; 2012.
• [16] Deklaracja Środowiskowa III typu - EPD. Cementy CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV, CEM V Produkowane w Polsce. Stowarzyszenie Producentów Cementu. ITB: Warsaw, Poland, 2020.
• [17] Michalak J. Sustainability Assessment of Cementitious Ceramic Tile Adhesives. Buildings. 2023; https://doi.org/10.3390/buildings13051326.
• [18] Aranda M.A.G., De la Torre A.G. Sulfoaluminate cement, Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. 2013; https://doi.org/10.1533/9780857098993.4.488.
• [19] Pacheco-Torgal F., Jalali S., Labrincha J., John V.M. Eco-Efficient Concrete, Woodhead Publishing, 2013.
• [20] Winnefeld F., Lothenbach B. Hydration of Calcium Sulfoaluminate Cements - Experimental Findings and Thermodynamic Modelling. Cem. Concr. Res. 2010; https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.08.014.
• [21] Guan Y., Gao Y., Sun R. et al. Experimental study and field application of calcium sulfoaluminate cement for rapid repair of concrete pavements. Front. Struct. Civ. Eng. 2017. https://doi.org/10.1007/s11709-017-0411-0.
• [22] Pooni J., Robert D., Giustozzi F., Setunge S., Xie Y.M., Xia J. Noveluse of Calcium Sulfoaluminate (CSA) Cement for treating. Problematic Soils. Constr. Build. Mater. 2020; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120433.
• [23] Mohan M.K., Rahul A.V., De Schutter G., Van Tittelboom K. Early age hydration, rheology and pumping characteristics of CSA cement-based 3D printable concrete. Constr. Build. Mater. 2021; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122136.
• [24] Pelletier-Chaignat L., Winnefeld F., Lothenbach B., Saout G.L., Müller C.J., Famy C. Influence of the calcium sulfate source on the hydration mechanism of Portland cement-calcium sulphoaluminate clinker-calcium sulfate binders. Cem. Concr. Compos. 2011; https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2011.03.005.
• [25] Chaunsali P., Mondal P. Influence of Mineral Admixtures on Early-Age Behavior of Calcium Sulfoaluminate Cement. ACI Mater. J. 2015; https://doi.org/10.14359/51687240.
• [26] Le Saoût G., Lothenbach B., Hori A., Higuchi T., Winnefeld F. Hydration of Portland cement with additions of calcium sulfoaluminates. Cem. Concr. Res. 2013; https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2012.10.011.
• [27] EN 12004:2007+A1:2012; Adhesives for Tiles - Requirements, Evaluation of Conformity, Classification and Designation. European Committee for Standardization (CEN): Brussels, Belgium, 2012.
• [28] ISO 13007-1:2014; Ceramic Tiles - Grouts and Adhesive - Part. 1: Terms, Definitions and Specifications for Adhesives. International Organization for Standardization (ISO): Geneva, Switzerland, 2014.
• [29] EN 1348:2007; Adhesives for Tiles - Determination of Tensile Adhesion Strength for Cementitious Adhesives. European Committee for Standardization (CEN): Brussels, Belgium, 2007.
• [30] Michalak J., Ziomek R. Assessment of Cementitious Ceramic Tile Adhesives in the Light of Repeatability and Reproducibility of the Tensile Adhesion Strength Measurements. Materials. 2023; https://doi.org/10.3390/ma16124245.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).