浅析国内自流平砂浆研究及应用现状

孙 健 李 静 胡浩然 王艳丽

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

0 前言

地面作为建筑物的重要组成部分，其质量越来越受到人们关注。自流平砂浆是一种厚度薄、平整度高、强度理想、耐磨性好的水硬性无机复合地基材料，可用于工业厂房、民用住宅、商超卖场、体育场馆、物流仓储、地下车库、写字楼、候机厅、医院等的地面铺设与精找平，既可直接作清水饰面，又可作为瓷砖、化纤织物、环氧地坪、PVC地板、各类木地板的耐磨基面（如图1所示）。利用自流平砂浆出色的平整度，确保所铺设的饰面层雅致美观，舒适性和耐久性良好，避免了基面不平导致的饰面层起伏或局部破损，在施工程序文明化的同时，实现了饰面材选择的多样化。自流平砂浆通常以石膏或水泥作为基体，其中石膏基自流平砂浆（即自流平石膏）因更适合作地暖的找平覆盖层而成为近年的研究应用热点[1]。

图1 自流平砂浆应用效果及地暖用自流平石膏

1 石膏基自流平砂浆（自流平石膏)

自流平石膏是由高强石膏、细骨料（石英砂）、水泥、减水剂、缓凝剂、激发剂、消泡剂均匀混合而成的专用于室内地面找平的干粉材料，其中石膏一般采用α型、β型半水石膏，或Ⅱ型硬石膏，由纯度＞90%的一级二水石膏经650℃～750℃煅烧或蒸压制得，添加剂皆为常见化工品且用量＜1%[2]。20世纪60年代，欧洲开始采用石膏基地坪材料，而我国自流平石膏研发从20世纪90年代起步，且受限于技术、成本而进展缓慢。事实上，我国硬石膏远景储量近300亿t、工业储量20亿t，占已探明石膏总量的42%～60%，居世界前列，但硬石膏结构致密，溶解缓慢，水化活性低，严重制约了其高效利用[3]。近年来，建材企业用脱硫石膏、磷石膏等替代硬石膏，研发石膏基自流平砂浆，大大降低了生产成本，相关技术也更加成熟。

采用自流平石膏施工的地面，尺寸准确、平整度高、舒适有弹性、保温隔声，干密度仅1 600 kg/m3，比传统混凝土轻30%[4]，可有效降低建筑载荷，提高抗震等级。石膏本身具有微膨胀性和良好热稳定性，相应的石膏砂浆体积稳定性佳、不易空鼓，也不易产生收缩裂缝。硬化时间短，4～6 h可上人行走，24 h强度可达设计强度90%以，1～2 d可进行饰面层施工。施工厚度（3～80 mm）可根据地面高差及设计强度自由选择，机械化泵送，自动化浇筑，单机施工面积可达2 000 m2/d。回填找平一次完成，无需后期养护，尤其适用于地面采暖系统，一次施工即可达成地暖管覆盖和地面找平，与需二次找平的水泥基砂浆相比优点突出。此外，自流平水泥极易干燥收缩，找平层在长期动态受力情况下易遭到破坏，从而影响地暖管、其他管线、饰面层材料的使用寿命，故发达国家的建筑基本全部采用石膏基自流平砂浆。

我国每年新增建筑近20亿m2，北方地区基本都实现了地面采暖，这十分有利于自流平石膏的推广应用。按60%的地面采用自流平石膏、每平方米用量22.5 kg计算，每年石膏砂浆的需求量为2 700万t，其中高强石膏的需求量为1 458万t(若使用脱硫石膏则为1 750万t)，市场前景广阔。然而，目前国内自流平石膏年产量仅为1万～2万t，生产商不足十家，且没有专门的施工机械，成为石膏及石膏制品大类中唯一没有大规模产业化的产品。自流平石膏所用胶凝材料能部分替代水泥，减少二氧化碳排放，实现工业固废综合利用，与政府已出台政策推广的“石膏干粉砂浆”材料相比，同样具有显著的社会经济效益。

2 水泥基自流平砂浆(自流平水泥)

自流平水泥是由普通硅酸盐水泥 （或高铝、特种水泥）、高强骨料、超塑化组分（如黏结剂、界面剂）、有机改性组分（如活性母料激发剂）复合而成的预拌干粉，使用时只需添加适量水搅拌，便可成为靠重力作用自发流平，无须人工抹平的均匀流态材料。自流平水泥强度高、塑性好、施工简便、稳定性佳、风格质朴简约，适用于混凝土地面的精找平，且与当前常见的所有饰面材料兼容，广泛应用于民间和商业建筑[5]。

传统的地面施工方法是将拌制好的普通水泥砂浆摊铺、刮平、抹面，在砂浆终凝前，还必须完成三遍压光等工序[6]。这种多层作业法效率低，材料浪费严重，硬化后的地面平整度差，易磨损，常出现起砂起皮、空鼓开裂等质量问题，严重影响住宅的观感和使用效果。为克服这些弊端，早在20世纪中叶，水泥基自流平砂浆已被欧美各国广泛使用，现今国内的年产量也已达到600万t。

根据适用场合和需求，自流平水泥可分为高强、高强耐磨、纤维增强、快速修补型等，具有下述共同特点：使用简便，加适量的水即可形成近似自由流体的浆料，能快速铺展并精准找平；预拌干粉无毒无害，质量均匀稳定，施工现场干净整洁；施工速度较传统人工抹面提高5～10倍，大幅缩短工期，降低人工费用；快干快硬，3～4 h即可上人行走，24 h后可开放轻型交通；基面层厚度仅为2～5 mm，不增加标高，节省材料，降低成本；抗返潮性佳，能有效保护饰面层；黏结性好，耐磨耐久，适用范围广。经验表明[7]，加固后拉拔强度达1.0 MPa的地面都可以进行自流平水泥施工，如果高差较大或基层坡度明显，就需要足够厚度的砂浆进行找平（厚度＞8 mm建议分次施工）；地面基层若存在较大裂缝，应先剔成“V”形槽然后清理干净，用自流平水泥和水勾兑成的稠度相当于抹灰砂浆的混合物，将“V”形槽填实、抹平。

3 结语

自流平石膏在热稳定性、回填找平一次完成方面优于自流平水泥，是搭配地暖系统使用的首选材料，市场前景广阔。此外，石膏部分替代水泥，具有节能减排的社会效经济益。自流平水泥则在克服传统施工方法弊端、提高效率、解放劳动力、技术成熟、适用范围广等方面发挥着重要作用。自流平砂浆最大的亮点在于其有足够高的流动度，作为流动载体的胶凝材料往往用量很大，导致早期的砂浆产品造价高且易产生裂纹，应用受到诸多限制。近十年，我国砂浆产业发展迅速，学者们致力于优化原料配比降低成本、同时提高产品强度和抗裂性能。未来，在建筑物地面找平、修补、装饰方面，自流平砂浆必定堪当大用。