地面用水泥基石膏基自流平砂浆的研究

自流平砂浆的配方是一个非常复杂的系统，通常多达10种以上的组分，各类化学外加 剂是自流平砂浆获得理想综合性能的关键所在。
研究背景及意义

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现代建筑物对地面装饰、清洁、安全和功能的要求不断提高。
自流平砂浆因其突出的施工和使用性能，目前在我国的普及推广势头迅猛。 国内不少厂家已有相应产品推向市场，但是大部分为垫层产品，性能还不够 稳定，普遍存在多种缺陷。主流市场仍为外企所垄断。 因此，有必要通过对自流平材料配方体系的深入研究及各种新材料、新技术 的应用，开发性能稳定、性价比高的水泥基、石膏基自流平砂浆。这对打破 外企的行业垄断地位和促进民族企业及国内砂浆行业的发展有着积极的意义。


二、试验研究及结果讨论
原材料与试验方法
表1 试验原材料品种及规格 配方组成 原材料 硅酸盐水泥 混合胶凝材料系统 铝酸盐水泥 α -半水石膏 骨料 粗砂 细砂 重钙粉 无机颜料 规格 P· O425 CA50-A700 / 50-80目 80-140目 325目 /
矿物填料 增强剂
可再分散乳胶粉：FLOWKIT3210 超塑化剂：FLOWKIT51
成了膨胀性的钙矾石，很好的补偿材料的干燥和化学收缩。
（b）3d 图3 L4复合胶凝体系SEM图
骨料级配对自流平砂浆流动度和强度的影响
表3 颗粒级配对自流平材料流动性和强度的影响
组 别 1 2 3 4
粗砂/% 10 20 30
细砂/% 40 30 20 10
重钙粉/% 20 20 20 20
流动度/mm 138 146 153 158
骨料级配对自流平砂浆孔隙率的影响
表4 颗粒级配对自流平材料孔径分布的影响
样品 粗砂 /% 细砂 /% 重钙粉 /% 总孔体积 /（cm3/g） 孔隙率 /% 孔径分布 /nm ＞1000 500-1000 A1 20 20 20 0.1640 19.2015 100-500 50-100 20-50 ＜20 ＞1000 500-1000 A2 30 30 0.1900 21.0107 100-500 50-100 孔径分布率 /% 12.14
图2 L4复合胶凝体系XRD图谱 （a）1d 水泥中各含铝组分中的活性Al2O3与水泥水化产物Ca(OH)2反应 生成水化铝酸钙，水化铝酸钙在有石膏存在的条件下，又与石膏作 用形成含大量结晶水的呈针状结晶的水化硫铝酸三钙膨胀成分，即 钙矾石（AFT）。 其主要化学反应如下： Al2O3＋3Ca(OH) 2＋3H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O 3CaO·Al2O3·6H2O＋3CaSO4＋26H2O＝3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O 硅酸盐水泥、高铝水泥和石膏组成的三元体系在水化过程中形
0.05
0.00
-0.05 0 5 10 15 20 25 30
稳定。适量ɑ-石膏的掺入明显降低了两种体系的水泥基砂浆体积
水化时 间 /d
变化率值和波动。
图1 不同胶凝体系自流平砂浆的体积变化率（/%） •在开发对性能有苛刻要求的面层水泥基自流平砂浆是以选用复合 胶凝体系L4作为参考。
复合胶凝体系水化机理及微观分析
流变改性剂
保水剂：500mPa· s甲基羟丙基纤维素醚 消泡剂：Dehydran1922
调凝剂
缓凝剂：L(+)-酒石酸/SG-10石膏缓凝剂 早强剂：碳酸锂
拌合水
水
试验方法：按照JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》和JC/T1023-2007《石膏基自流平砂浆》 行业标准规定执行。凝结时间参照JC/T-727 水泥净浆标准稠度与凝结时间测定方法。自流平砂浆 试件成型、强度测试参照标准GB/T17671。
胶凝体系对自流平砂浆强度和收缩性的影响
表2 不同胶凝体系对自流平砂浆强度的影响
0.15
0.10
收缩率/%
L1 L2 L3 L4 L5 L6
•水泥基自流平砂浆要达到C35以上的抗压强度等级，其胶凝材料 用量不得少于30%。CAC系砂浆早强远高于PC系。 •石膏基自流平砂浆在40% ɑ-石膏掺量下，28d绝干抗折强度为 6.0MPa，小于标准规定的≥7.5MPa，当掺入10%硅酸盐水泥时， 其早期强度及后期强度均较优。 •水泥基砂浆在水化过程中存在不同程度的缩胀，石膏基砂浆体积
地面用水泥基、石膏基自流平砂浆的研究
Contents
1 2 3 4
自流平砂浆简介 试验研究及结果讨论 产品性能检测报告 结 语
一、自流平砂浆简介
自流平砂浆是以无机胶凝材料为基料，加入精细骨料、填料，并使用可再分散乳胶粉
和各种化学添加剂进行改性，通过一定的生产工艺均匀混合成的粉状产品。 使用时，加水搅拌成浆状后具有极好的流动性，可采用泵送浇注，稍经摊铺即可自动找 平形成光滑表面。
1d抗折强度/MPa 3.8 4.5 5.7 5.3
1d抗压强度/MPa 13.2 15.1 18.2 16.7
骨料和浆体的相对含量 流动度 低的屈服极限和塑性粘度 骨料的粒度和形状 浆体的粘度
C/(F+S)=2/3,F/S=0.6 颗粒圆润、粒径≤0.7mm 由超塑化剂、增稠剂调节
一定量的砂浆拌合物中，骨料越细，颗粒越多，则有较多的固体质点发生相互作用，阻力大， 粘度也大； 骨料粒径越小，比表面积越大，包裹颗粒的浆体层就越薄，颗粒相互作用的几率增加，塑性粘 度提高； 表2中粗、细骨料比例达到3：1时砂浆开始离析，并且材料的强度下降。强度遵循相同机理， 骨料太细，包裹颗粒的水泥石相对较少，强度就低，粗骨料太多时，孔结构较差，强度同样不好。 可见颗粒级配是影响流动度、强度的重要因素，粗、细骨料之间有一个最佳配比，约为1：1， 细度连续分布。
孔 径分 布率/%
40 35 30 25 20 15 10 5
水泥基自流平
石膏基自流平
自流平砂浆性能及组成
• • • 新拌砂浆的自找平性和一定的可操作时间； 快速凝结从而尽早开放交通； 发挥高质量的最终性能，特别是获得均匀、光滑和坚硬的表面。
硅酸盐水泥 高铝水泥 石膏 石灰
石英砂 河砂 石灰石粉 装饰填料 细填料（重钙粉、 粉煤灰等）
减水剂 可再分散胶粉 缓凝剂 促凝剂 增稠剂 增塑剂 消泡剂、引气剂 色料 触变润滑剂 憎水剂、纤维