水泥基自流平砂浆的配制

高淑娟，刘文斌

（常州工程职业技术学院，江苏 常州213164）

0 引言

水泥基自流平砂浆属于具有特种功能的水泥砂浆，是以硅酸盐水泥或铝酸盐水泥为胶凝材料，加入颗粒状集料（砂）和粉状填料，并使用可再分散聚合物树脂粉末和各种化学添加剂进行改性，通过一定的生产工艺混合均匀成为粉状产品包装。水泥基自流平砂浆克服了传统水泥基地坪材料施工速度慢，平整度差以及时常出现开裂、剥落、起灰等多种缺陷，既可用于新地面的施工，也可用于修补已磨损、起砂、损坏的旧地面。

1 试验原材料

（1）普通42.5 硅酸盐水泥、高铝水泥：江苏省金峰水泥有限公司生产的P·O42.5R；河南郑州市巩义金驹耐火材料有限公司的CA-50 系列铝酸盐水泥。

（2）砂：从市场上买来的河砂，粒径为0.16 ～0.63mm，含水率为0。

（3）重质碳酸钙：市售200 目重钙粉。

（4）建筑石膏：市售普通建筑石膏。

（5）减水剂：上海尚南贸易有限公司的，是德国BASF 公司开发生产的MELMENT，应用于水泥基。

（6）消泡剂：广西南宁市春城助剂厂的广西南宁有机硅F10 高效减水剂。

（7）纤维素醚：河南天盛化学工业有限公司的羟丙甲基纤维素醚（HPMC）。

（8）可再分散乳胶粉：河南天盛化学工业有限公司的HW5115 系列，它是一种VAC/VeoVa 共聚的可再分散性乳胶粉。

2 试验研究

2.1 水泥对自流平砂浆强度的影响

水泥自流平地坪砂浆大多是快干、早强体系,其快干、早强性能主要是通过调整普通水泥与高铝水泥的配合比来实现的。普通硅酸盐水泥凝结速度一般,早期强度较低、后期强度增长显著；高铝水泥水化热大,放热快且集中,凝结速度快,早期强度高,其1d 的强度可达到普通硅酸盐水泥3d 强度的80%以上， 3d强度相当于后者28d的强度,且结构致密、抗渗性、抗腐蚀性优良,但后期强度增长不太明显。将两种水泥配合使用,可以达到优势互补的效果。本试验基础配方见表1，其性能指标见表2。保持水泥总量为35%的条件下,固定其他因素不变,只改变普通水泥和高铝水泥的配合量,检测水泥砂浆的抗压强度、抗折强度，结果见表3。

表1 自流平地坪砂浆基础配方（质量比）

表2 基础配方下的各项性能指标

表3 两种水泥含量对砂浆强度的影响

表4 可再分散乳胶粉加入量对砂浆流动度的影响

由表3 可知，随着高铝水泥用量的提高,砂浆的早期强度大幅度提高，当高铝水泥的含量提高到17.5%时，能满足砂浆所需要的强度要求，而当高铝水泥提高到25%时，其抗折抗压远远大于标准。考虑到高铝水泥的成本较高，又要保证砂浆的强度足够，所以把高铝水泥的用量控制在20%。

2.2 可再分散乳胶粉对砂浆流动度的影响

可再分散乳胶粉改善新拌砂浆和易性的机理是：乳胶粉提高了砂浆含气量，从而对新拌砂浆起到润滑的作用；乳胶粉尤其是保护胶体分散时对水亲和并增加了浆体的粘稠度，提高了施工砂浆的内聚力。根据JC/T985-2005 标准要求，通过控制可再分散乳胶粉的加入量，来调整砂浆流动度，如表4。

由表4 可以看出，保证砂浆其他组分用量不变，单方面控制可再分散乳胶粉的用量，当可再分散乳胶粉的掺入量增加时，砂浆的流动度逐渐减小，砂浆的含气量却逐渐增大。当可再分散乳胶粉加入到一定程度时，流动度呈直线下降趋势，下降幅度很大；而含气量也随着乳胶粉的增加，大大地增加。所以可再分散乳胶粉对砂浆的流动度及含气量有很大的影响。在确保流动度和含气量都达到标准的情况下，选择可再分散乳胶粉掺入量为2.4%。

2.3 纤维素醚对砂浆流动性的影响

在干粉砂浆中，纤维素醚起着保水、增稠、改善施工性能等作用。良好的保水性能确保砂浆不会由于缺水、水泥水化不完全而导致起砂、起粉和强度降低；增稠效果使得新拌砂浆的结构强度大大增强，在保证砂浆等其他组成材料一定的情况下，通过改变纤维素醚的掺入量，来测试砂浆的流动度，如表5。

由表5 可以看出，砂浆的流动度随着纤维素醚掺入量的增加而逐渐降低。当砂浆不掺纤维素醚时，流动度很大，远远超过130mm 的标准，但是砂浆浆体出现泌水的现象；当掺入0.02%的纤维素醚时，砂浆的泌水现象消失，而且砂浆的流动度下降不是很明显，但还是远远超过130mm 的标准；当纤维素醚掺入量达到0.04%时，砂浆的流动度呈明显下降的趋势。当砂浆掺入更多量的纤维素醚时，砂浆流动度的下降趋势越来越明显，20 min 后的流动度跟初始流动度差值更是越来越大；当纤维素醚掺入量达到0.08%时，20min 后的流动度更是小于130mm，已达不到要求，因此纤维素醚的掺入量为0.06%最为合适。

表5 掺入不同纤维素醚含量对砂浆流动度的影响

2.4 消泡剂对砂浆表观状态的影响

水泥基自流平砂浆对流动度、表观状态、收缩性以及强度均有较高的要求，特别是面层自流平砂浆，硬化后的自流平砂浆要求表面平整、无针孔、有很好的匀质性及强度等级指标高等。而消泡剂的使用是影响砂浆平整度、光滑度的一个主要因素，消泡剂的掺入量对砂浆平整度的影响见表6。

表6 消泡剂掺入量对砂浆平整度的影响

由表6 可以看出，当砂的颗粒级配合理时，适当的加入消泡剂，有助于提高砂浆的表面平整度、光滑度。特别对自流平砂浆，既提高了施工效率，又增加了砂浆表面平整美观。

2.5 减水剂对砂浆性能的影响

表7 减水剂掺入量对砂浆性能的影响

减水剂是自流平砂浆中最重要的添加剂，它使浆体在较低的水灰比下也能拥有理想的流动度，无需外力而仅靠浆体自身重力就可自动展开流平，从而获得平整如镜的表面。极低的水灰比也提高了砂浆本身的密实度，使得砂浆拥有更优秀的抗压强度，同时干燥时间也大大缩短。减水剂掺入量对砂浆性能的影响见表7。

由表7 可以看出，当不掺入减水剂时砂浆的流动度很低很低，远远低于标准；当掺入0.5%的减水剂时，砂浆的流动性明显增大，而强度却有所下降；而当减水剂的掺量达到1%时，其流动度和强度都满足要求，减水剂掺入量为1%时合适。

表8 自流平砂浆的配料组成（200g 质量比）

表9 砂浆性能指标

2.6 优化后的配比

通过上述试验，在保证不影响砂浆性能的前提下，本着节约成本的目的，调整得到自流平砂浆的最优配比，如表8，性能见表9。

3 结语

（1）普通硅酸盐水泥既与高铝水泥之比：当高铝水泥掺入量过低时，自流平砂浆的早期强度不够；当高铝水泥掺入量过高时，后期强度不够，而且成本太高，对于广泛推广不利，所以高铝水泥掺入量为20%，既满足要求又节约成本。

（2）可再分散乳胶粉能降低流动度，增加含气量，所以过多的加入会降低砂浆的强度，所以根据实验结果，可再分散乳胶粉掺入量为1%。

（3）纤维素醚在砂浆中起着保水、增稠的作用。纤维素醚的掺入量过多会导致砂浆失去流动度，掺入量过少又会导致砂浆出现泌水现象，掺入量为0.06%最为合适。

（4）消泡剂能消除砂浆中产生的气泡，使砂浆表面平整光滑，所以消泡剂是自流平砂浆必不可少的添加剂，根据实验结果，消泡剂的掺入量为0.4%。

（5）按照上述配方配制的水泥基自流平砂浆，流动度、强度、密度、含气量、收缩率凝结时间等性能指标都能满足JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》标准要求。

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[3]黎力,吴芳.自流平材料的应用发展综述[J].新型建筑材料,2006,4:7-11.

[4]建筑砂浆基本性能试验方法标准 JGJ/T70-2009