水泥基自流平砂漿的配制

高淑娟，劉文斌

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州213164）

0 引言

水泥基自流平砂漿屬于具有特種功能的水泥砂漿，是以硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥為膠凝材料，加入顆粒狀集料（砂）和粉狀填料，并使用可再分散聚合物樹脂粉末和各種化學(xué)添加劑進(jìn)行改性，通過一定的生產(chǎn)工藝混合均勻成為粉狀產(chǎn)品包裝。水泥基自流平砂漿克服了傳統(tǒng)水泥基地坪材料施工速度慢，平整度差以及時(shí)常出現(xiàn)開裂、剝落、起灰等多種缺陷，既可用于新地面的施工，也可用于修補(bǔ)已磨損、起砂、損壞的舊地面。

1 試驗(yàn)原材料

（1）普通42.5 硅酸鹽水泥、高鋁水泥：江蘇省金峰水泥有限公司生產(chǎn)的P·O42.5R；河南鄭州市鞏義金駒耐火材料有限公司的CA-50 系列鋁酸鹽水泥。

（2）砂：從市場上買來的河砂，粒徑為0.16 ～0.63mm，含水率為0。

（3）重質(zhì)碳酸鈣：市售200 目重鈣粉。

（4）建筑石膏：市售普通建筑石膏。

（5）減水劑：上海尚南貿(mào)易有限公司的，是德國BASF 公司開發(fā)生產(chǎn)的MELMENT，應(yīng)用于水泥基。

（6）消泡劑：廣西南寧市春城助劑廠的廣西南寧有機(jī)硅F10 高效減水劑。

（7）纖維素醚：河南天盛化學(xué)工業(yè)有限公司的羥丙甲基纖維素醚（HPMC）。

（8）可再分散乳膠粉：河南天盛化學(xué)工業(yè)有限公司的HW5115 系列，它是一種VAC/VeoVa 共聚的可再分散性乳膠粉。

2 試驗(yàn)研究

2.1 水泥對自流平砂漿強(qiáng)度的影響

水泥自流平地坪砂漿大多是快干、早強(qiáng)體系,其快干、早強(qiáng)性能主要是通過調(diào)整普通水泥與高鋁水泥的配合比來實(shí)現(xiàn)的。普通硅酸鹽水泥凝結(jié)速度一般,早期強(qiáng)度較低、后期強(qiáng)度增長顯著；高鋁水泥水化熱大,放熱快且集中,凝結(jié)速度快,早期強(qiáng)度高,其1d 的強(qiáng)度可達(dá)到普通硅酸鹽水泥3d 強(qiáng)度的80%以上， 3d強(qiáng)度相當(dāng)于后者28d的強(qiáng)度,且結(jié)構(gòu)致密、抗?jié)B性、抗腐蝕性優(yōu)良,但后期強(qiáng)度增長不太明顯。將兩種水泥配合使用,可以達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的效果。本試驗(yàn)基礎(chǔ)配方見表1，其性能指標(biāo)見表2。保持水泥總量為35%的條件下,固定其他因素不變,只改變普通水泥和高鋁水泥的配合量,檢測水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度，結(jié)果見表3。

表1 自流平地坪砂漿基礎(chǔ)配方（質(zhì)量比）

表2 基礎(chǔ)配方下的各項(xiàng)性能指標(biāo)

表3 兩種水泥含量對砂漿強(qiáng)度的影響

表4 可再分散乳膠粉加入量對砂漿流動(dòng)度的影響

由表3 可知，隨著高鋁水泥用量的提高,砂漿的早期強(qiáng)度大幅度提高，當(dāng)高鋁水泥的含量提高到17.5%時(shí)，能滿足砂漿所需要的強(qiáng)度要求，而當(dāng)高鋁水泥提高到25%時(shí)，其抗折抗壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到高鋁水泥的成本較高，又要保證砂漿的強(qiáng)度足夠，所以把高鋁水泥的用量控制在20%。

2.2 可再分散乳膠粉對砂漿流動(dòng)度的影響

可再分散乳膠粉改善新拌砂漿和易性的機(jī)理是：乳膠粉提高了砂漿含氣量，從而對新拌砂漿起到潤滑的作用；乳膠粉尤其是保護(hù)膠體分散時(shí)對水親和并增加了漿體的粘稠度，提高了施工砂漿的內(nèi)聚力。根據(jù)JC/T985-2005 標(biāo)準(zhǔn)要求，通過控制可再分散乳膠粉的加入量，來調(diào)整砂漿流動(dòng)度，如表4。

由表4 可以看出，保證砂漿其他組分用量不變，單方面控制可再分散乳膠粉的用量，當(dāng)可再分散乳膠粉的摻入量增加時(shí)，砂漿的流動(dòng)度逐漸減小，砂漿的含氣量卻逐漸增大。當(dāng)可再分散乳膠粉加入到一定程度時(shí)，流動(dòng)度呈直線下降趨勢，下降幅度很大；而含氣量也隨著乳膠粉的增加，大大地增加。所以可再分散乳膠粉對砂漿的流動(dòng)度及含氣量有很大的影響。在確保流動(dòng)度和含氣量都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，選擇可再分散乳膠粉摻入量為2.4%。

2.3 纖維素醚對砂漿流動(dòng)性的影響

在干粉砂漿中，纖維素醚起著保水、增稠、改善施工性能等作用。良好的保水性能確保砂漿不會(huì)由于缺水、水泥水化不完全而導(dǎo)致起砂、起粉和強(qiáng)度降低；增稠效果使得新拌砂漿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大增強(qiáng)，在保證砂漿等其他組成材料一定的情況下，通過改變纖維素醚的摻入量，來測試砂漿的流動(dòng)度，如表5。

由表5 可以看出，砂漿的流動(dòng)度隨著纖維素醚摻入量的增加而逐漸降低。當(dāng)砂漿不摻纖維素醚時(shí)，流動(dòng)度很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過130mm 的標(biāo)準(zhǔn)，但是砂漿漿體出現(xiàn)泌水的現(xiàn)象；當(dāng)摻入0.02%的纖維素醚時(shí)，砂漿的泌水現(xiàn)象消失，而且砂漿的流動(dòng)度下降不是很明顯，但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過130mm 的標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)纖維素醚摻入量達(dá)到0.04%時(shí)，砂漿的流動(dòng)度呈明顯下降的趨勢。當(dāng)砂漿摻入更多量的纖維素醚時(shí)，砂漿流動(dòng)度的下降趨勢越來越明顯，20 min 后的流動(dòng)度跟初始流動(dòng)度差值更是越來越大；當(dāng)纖維素醚摻入量達(dá)到0.08%時(shí)，20min 后的流動(dòng)度更是小于130mm，已達(dá)不到要求，因此纖維素醚的摻入量為0.06%最為合適。

表5 摻入不同纖維素醚含量對砂漿流動(dòng)度的影響

2.4 消泡劑對砂漿表觀狀態(tài)的影響

水泥基自流平砂漿對流動(dòng)度、表觀狀態(tài)、收縮性以及強(qiáng)度均有較高的要求，特別是面層自流平砂漿，硬化后的自流平砂漿要求表面平整、無針孔、有很好的勻質(zhì)性及強(qiáng)度等級指標(biāo)高等。而消泡劑的使用是影響砂漿平整度、光滑度的一個(gè)主要因素，消泡劑的摻入量對砂漿平整度的影響見表6。

表6 消泡劑摻入量對砂漿平整度的影響

由表6 可以看出，當(dāng)砂的顆粒級配合理時(shí)，適當(dāng)?shù)募尤胂輨?，有助于提高砂漿的表面平整度、光滑度。特別對自流平砂漿，既提高了施工效率，又增加了砂漿表面平整美觀。

2.5 減水劑對砂漿性能的影響

表7 減水劑摻入量對砂漿性能的影響

減水劑是自流平砂漿中最重要的添加劑，它使?jié){體在較低的水灰比下也能擁有理想的流動(dòng)度，無需外力而僅靠漿體自身重力就可自動(dòng)展開流平，從而獲得平整如鏡的表面。極低的水灰比也提高了砂漿本身的密實(shí)度，使得砂漿擁有更優(yōu)秀的抗壓強(qiáng)度，同時(shí)干燥時(shí)間也大大縮短。減水劑摻入量對砂漿性能的影響見表7。

由表7 可以看出，當(dāng)不摻入減水劑時(shí)砂漿的流動(dòng)度很低很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)摻入0.5%的減水劑時(shí)，砂漿的流動(dòng)性明顯增大，而強(qiáng)度卻有所下降；而當(dāng)減水劑的摻量達(dá)到1%時(shí)，其流動(dòng)度和強(qiáng)度都滿足要求，減水劑摻入量為1%時(shí)合適。

表8 自流平砂漿的配料組成（200g 質(zhì)量比）

表9 砂漿性能指標(biāo)

2.6 優(yōu)化后的配比

通過上述試驗(yàn)，在保證不影響砂漿性能的前提下，本著節(jié)約成本的目的，調(diào)整得到自流平砂漿的最優(yōu)配比，如表8，性能見表9。

3 結(jié)語

（1）普通硅酸鹽水泥既與高鋁水泥之比：當(dāng)高鋁水泥摻入量過低時(shí)，自流平砂漿的早期強(qiáng)度不夠；當(dāng)高鋁水泥摻入量過高時(shí)，后期強(qiáng)度不夠，而且成本太高，對于廣泛推廣不利，所以高鋁水泥摻入量為20%，既滿足要求又節(jié)約成本。

（2）可再分散乳膠粉能降低流動(dòng)度，增加含氣量，所以過多的加入會(huì)降低砂漿的強(qiáng)度，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可再分散乳膠粉摻入量為1%。

（3）纖維素醚在砂漿中起著保水、增稠的作用。纖維素醚的摻入量過多會(huì)導(dǎo)致砂漿失去流動(dòng)度，摻入量過少又會(huì)導(dǎo)致砂漿出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，摻入量為0.06%最為合適。

（4）消泡劑能消除砂漿中產(chǎn)生的氣泡，使砂漿表面平整光滑，所以消泡劑是自流平砂漿必不可少的添加劑，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，消泡劑的摻入量為0.4%。

（5）按照上述配方配制的水泥基自流平砂漿，流動(dòng)度、強(qiáng)度、密度、含氣量、收縮率凝結(jié)時(shí)間等性能指標(biāo)都能滿足JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂漿》標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1]卜景龍. 地面自流平材料的研制[J].新型建筑材料,2003,(9):30-32.

[2]楊斌.地面用水泥基自流平砂漿及其標(biāo)準(zhǔn)[J].新型建筑材料,2006,（2）:11-13.

[3]黎力,吳芳.自流平材料的應(yīng)用發(fā)展綜述[J].新型建筑材料,2006,4:7-11.

[4]建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T70-2009