地面用水泥基、石膏基自流平砂漿的研究

1、地面用水泥基、石膏基自流平砂漿的研究地面用水泥基、石膏基自流平砂漿的研究 自流平砂漿簡介自流平砂漿簡介Contents1234試驗研究及結(jié)果討論試驗研究及結(jié)果討論產(chǎn)品性能檢測報告產(chǎn)品性能檢測報告結(jié)結(jié) 語語一、自流平砂漿簡介一、自流平砂漿簡介 自流平砂漿自流平砂漿是以無機膠凝材料為基料，加入精細骨料、填料，并使用可再分散乳膠粉和是以無機膠凝材料為基料，加入精細骨料、填料，并使用可再分散乳膠粉和各種化學(xué)添加劑進行改性，通過一定的生產(chǎn)工藝均勻混合成的粉狀產(chǎn)品。各種化學(xué)添加劑進行改性，通過一定的生產(chǎn)工藝均勻混合成的粉狀產(chǎn)品。 使用時，加水?dāng)嚢璩蓾{狀后具有極好的流動性，可采用泵送澆注，稍經(jīng)攤鋪即可自動找

2、使用時，加水?dāng)嚢璩蓾{狀后具有極好的流動性，可采用泵送澆注，稍經(jīng)攤鋪即可自動找平形成光滑表面。平形成光滑表面。 水泥基自流平石膏基自流平自流平砂漿性能及組成自流平砂漿性能及組成新拌砂漿的自找平性和一定的可操作時間；新拌砂漿的自找平性和一定的可操作時間；快速凝結(jié)從而盡早開放交通；快速凝結(jié)從而盡早開放交通；發(fā)揮高質(zhì)量的最終性能，特別是獲得均勻、光滑和堅硬的表面。發(fā)揮高質(zhì)量的最終性能，特別是獲得均勻、光滑和堅硬的表面。硅酸鹽水泥高鋁水泥石膏石灰石英砂河砂石灰石粉裝飾填料細填料（重鈣粉、粉煤灰等）減水劑可再分散膠粉緩凝劑 促凝劑增稠劑 增塑劑消泡劑、引氣劑色料觸變潤滑劑憎水劑、纖維 自流平砂漿的配方是一

3、個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，通常多達10種以上的組分，各類化學(xué)外加劑是自流平砂漿獲得理想綜合性能的關(guān)鍵所在。研究背景及意義研究背景及意義l現(xiàn)代建筑物對地面現(xiàn)代建筑物對地面裝飾裝飾、清潔清潔、安全安全和和功能功能的要求不斷提高。的要求不斷提高。l自流平砂漿因其突出的施工和使用性能，目前在我國的普及推廣勢頭迅猛。自流平砂漿因其突出的施工和使用性能，目前在我國的普及推廣勢頭迅猛。國內(nèi)不少廠家已有相應(yīng)產(chǎn)品推向市場，但是大部分為墊層產(chǎn)品，性能還不夠國內(nèi)不少廠家已有相應(yīng)產(chǎn)品推向市場，但是大部分為墊層產(chǎn)品，性能還不夠穩(wěn)定，普遍存在多種缺陷。主流市場仍為外企所壟斷。穩(wěn)定，普遍存在多種缺陷。主流市場仍為外企所壟斷。l因此

4、，有必要通過對自流平材料配方體系的深入研究及各種新材料、新技術(shù)因此，有必要通過對自流平材料配方體系的深入研究及各種新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)性能穩(wěn)定、性價比高的水泥基、石膏基自流平砂漿。這對打破的應(yīng)用，開發(fā)性能穩(wěn)定、性價比高的水泥基、石膏基自流平砂漿。這對打破外企的行業(yè)壟斷地位和促進民族企業(yè)及國內(nèi)砂漿行業(yè)的發(fā)展有著積極的意義。外企的行業(yè)壟斷地位和促進民族企業(yè)及國內(nèi)砂漿行業(yè)的發(fā)展有著積極的意義。 二、試驗研究及結(jié)果討論二、試驗研究及結(jié)果討論原材料與試驗方法原材料與試驗方法配方組成原材料 規(guī)格混合膠凝材料系統(tǒng)硅酸鹽水泥PO425鋁酸鹽水泥CA50-A700-半水石膏/骨料粗砂50-80目細砂80-

5、140目礦物填料重鈣粉325目無機顏料/增強劑可再分散乳膠粉：FLOWKIT3210流變改性劑超塑化劑：FLOWKIT51保水劑：500mPas甲基羥丙基纖維素醚消泡劑：Dehydran1922調(diào)凝劑緩凝劑：L(+)-酒石酸/SG-10石膏緩凝劑早強劑：碳酸鋰拌合水水表表1 試驗原材料品種及規(guī)格試驗原材料品種及規(guī)格試驗方法：試驗方法：按照JC/T985-2005地面用水泥基自流平砂漿和JC/T1023-2007石膏基自流平砂漿行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。凝結(jié)時間參照JC/T-727 水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度與凝結(jié)時間測定方法。自流平砂漿試件成型、強度測試參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T17671。 膠凝體系對自流平砂漿強度和收

6、縮性的影響膠凝體系對自流平砂漿強度和收縮性的影響表表2 2 不同膠凝體系對自流平砂漿強度的影響不同膠凝體系對自流平砂漿強度的影響051015202530-0.050.000.050.100.15 收縮率/%水化時 間 /d L1 L2 L3 L4 L5 L6圖圖1 1 不同膠凝體系自流平砂漿的體積變化率（不同膠凝體系自流平砂漿的體積變化率（/%） 水泥基自流平砂漿要達到C35以上的抗壓強度等級，其膠凝材料用量不得少于30%。CAC系砂漿早強遠高于PC系。石膏基自流平砂漿在40% -石膏摻量下，28d絕干抗折強度為6.0MPa，小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7.5MPa，當(dāng)摻入10%硅酸鹽水泥時，其早期強度及后

7、期強度均較優(yōu)。水泥基砂漿在水化過程中存在不同程度的縮脹，石膏基砂漿體積穩(wěn)定。適量-石膏的摻入明顯降低了兩種體系的水泥基砂漿體積變化率值和波動。在開發(fā)對性能有苛刻要求的面層水泥基自流平砂漿是以選用復(fù)合膠凝體系L4作為參考。 水泥中各含鋁組分中的活性Al2O3與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2反應(yīng)生成水化鋁酸鈣，水化鋁酸鈣在有石膏存在的條件下，又與石膏作用形成含大量結(jié)晶水的呈針狀結(jié)晶的水化硫鋁酸三鈣膨脹成分，即鈣礬石（AFT）。 其主要化學(xué)反應(yīng)如下：Al2O33Ca(OH) 23H2O3CaOAl2O36H2O3CaOAl2O36H2O3CaSO426H2O3CaOAl2O33CaSO432H2O 硅酸

8、鹽水泥、高鋁水泥和石膏組成的三元體系在水化過程中形成了膨脹性的鈣礬石，很好的補償材料的干燥和化學(xué)收縮。 復(fù)合膠凝體系水化機理及微觀分析復(fù)合膠凝體系水化機理及微觀分析圖圖2 L4復(fù)合膠凝體系復(fù)合膠凝體系XRD圖譜圖譜（a）1d （b）3d 圖圖3 L4復(fù)合膠凝體系復(fù)合膠凝體系SEM圖圖 一定量的砂漿拌合物中，骨料越細，顆粒越多，則有較多的固體質(zhì)點發(fā)生相互作用，阻力大，粘度也大； 骨料粒徑越小，比表面積越大，包裹顆粒的漿體層就越薄，顆粒相互作用的幾率增加，塑性粘度提高； 表2中粗、細骨料比例達到3：1時砂漿開始離析，并且材料的強度下降。強度遵循相同機理，骨料太細，包裹顆粒的水泥石相對較少，強度就低

9、，粗骨料太多時，孔結(jié)構(gòu)較差，強度同樣不好。 可見顆粒級配是影響流動度、強度的重要因素，粗、細骨料之間有一個最佳配比，約為1：1，細度連續(xù)分布。 骨料級配對自流平砂漿流動度和強度的影響骨料級配對自流平砂漿流動度和強度的影響表表3 顆粒級配對自流平材料流動性和強度的影響顆粒級配對自流平材料流動性和強度的影響組組別別粗砂粗砂/%細砂細砂/%重鈣粉重鈣粉/%流動度流動度/mm1d抗折強度抗折強度/MPa1d抗壓強度抗壓強度/MPa1-40201383.813.221030201464.515.132020201535.718.243010201585.316.7流動度流動度低的屈服極限和塑性粘度低的屈

10、服極限和塑性粘度骨料和漿體的相對含量骨料和漿體的相對含量骨料的粒度和形狀骨料的粒度和形狀漿體的粘度漿體的粘度C/(F+S)=2/3,F/S=0.6顆粒圓潤、粒徑顆粒圓潤、粒徑0.7mm由超塑化劑、增稠劑調(diào)節(jié)由超塑化劑、增稠劑調(diào)節(jié)骨料級配對自流平砂漿孔隙率的影響骨料級配對自流平砂漿孔隙率的影響表表4 顆粒級配對自流平材料孔徑分布的影響顆粒級配對自流平材料孔徑分布的影響樣品樣品粗砂粗砂/%細砂細砂/%重鈣粉重鈣粉/%總孔體積總孔體積/（cm3/g）孔隙率孔隙率/%孔徑分布孔徑分布/nm孔徑分布率孔徑分布率/%A12020200.164019.2015100012.14500-100010.3310

11、0-50037.9450-10015.420-5016.47207.72A23030-0.190021.010710008.18500-100010.73100-50032.5750-10020.6720-5016.092011.76A33010200.192324.5985100014.65500-100024.95100-50028.1950-10014.6320-5010.36207.220-2020-5050-100100-500500-10001000510152025303540 孔 徑分 布率/%孔 徑尺寸/um A1 A2 A3圖圖4 骨料顆粒級配對自流平材料孔徑分布的影骨料顆

12、粒級配對自流平材料孔徑分布的影響響主要為主要為100-500nm孔隙孔隙對比對比A1和和A3，粗細骨料比例提高到，粗細骨料比例提高到3：1，材料孔隙率顯著上升，且材料孔隙率顯著上升，且D500nm的有害的有害孔分布較高?？追植驾^高。對比對比A1和和A2，摻加，摻加20%的重鈣粉填料有助的重鈣粉填料有助于降低孔隙率、細化孔徑，使得材料孔分布于降低孔隙率、細化孔徑，使得材料孔分布更加合理。更加合理。 由圖3可知，F(xiàn)LOWKIT51是很好的流動增強劑，摻量在0.5即可使材料獲得較好的流平性能。 由圖4可知，摻加2%-4%的可再分散乳膠粉對自流平砂漿的耐磨性能有顯著的改善，可滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的28d耐磨性

13、 0.5b/g。 化學(xué)外加劑對自流平砂漿性能的影響化學(xué)外加劑對自流平砂漿性能的影響0.40.60.81.01.21.41.6135140145150155160 流 動度/mm減水劑摻量/% FLOWKIT51 聚羧酸圖圖5 減水劑對自流平砂漿流動度影響減水劑對自流平砂漿流動度影響012340.00.20.40.60.81.0 耐磨性(b/g)可再分 散乳膠粉 摻量/% FL3210 5011N圖圖6 可再分散乳膠粉對自流平砂漿耐磨性能的影響可再分散乳膠粉對自流平砂漿耐磨性能的影響 可再分散性膠粉是自流平產(chǎn)品中極為重要的添加劑，可再分散性膠粉是自流平產(chǎn)品中極為重要的添加劑，在水泥自流平中加入可

14、再分散性膠粉不僅可以提高砂漿在水泥自流平中加入可再分散性膠粉不僅可以提高砂漿的柔韌性，提高抗折強度和耐磨性能，而且對于材料的的柔韌性，提高抗折強度和耐磨性能，而且對于材料的耐久性能也有著極為重要的意義。耐久性能也有著極為重要的意義。l纖維素醚富集在表面，具有很好的保水作用，如果不摻加纖維素醚則會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，造成可再分散膠粉等有機外加劑從砂漿中浸出浮在表面。lCAC基自流平砂漿需水量偏小，更容易產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，纖維素醚的摻量相比于PC基要高?；瘜W(xué)外加劑對自流平砂漿性能的影響化學(xué)外加劑對自流平砂漿性能的影響CAC基（未加纖維素醚）基（未加纖維素醚）OPC基（基（0.03%纖維素醚）纖維素醚） 具有

15、良好性能的自流平砂漿配方的另一個標(biāo)準(zhǔn)是具有足夠長可操作時間，隨后快速凝結(jié)硬化。 對比發(fā)現(xiàn)酒石酸對水泥自流平砂漿膠凝系統(tǒng)的緩凝效果較好，且與其它外加劑的相容性也較好。添加0.1%的酒石酸和0.1%的市售SG-11石膏專用緩凝劑時砂漿的性能見表5?；瘜W(xué)外加劑對自流平砂漿性能的影響化學(xué)外加劑對自流平砂漿性能的影響表表5 5 緩凝劑對自流平砂漿凝結(jié)時間的影響緩凝劑對自流平砂漿凝結(jié)時間的影響組別組別硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥/%/%高鋁水泥高鋁水泥/% /% -半水石膏半水石膏/%/%酒石酸酒石酸/%/%石膏緩凝劑石膏緩凝劑/%/%流動度流動度/mm/mm20min20min流動度流動度/mm/mm初凝時間初

16、凝時間/h/h：minmin終凝時間終凝時間/h/h：minmin1 1111120209 90.10.1- -1461461421422 2：05052 2：25252 28 8- -3232- -0.10.11481481481481 1：45452 2：00003 34040- - -0.10.1- - - -2 2：00002 2：50504 4- -4040- -0.10.1- - - -5 5：30307 7：40405 5- - -40400.10.1- - - -0 0：16160 0：25251)硅酸鹽水泥初凝時間：1：45，終凝時間2：40；2)高鋁水泥初凝時間：2：10，

17、終凝時間：2：35。 三、產(chǎn)品性能檢測報告三、產(chǎn)品性能檢測報告水泥基面層自流平砂漿水泥基面層自流平砂漿檢驗項目，單位性能指標(biāo)檢驗結(jié)果單項判定初始流動度，mm130146合格20min流動度，mm130138合格拉伸粘結(jié)強度，MPa1.01.7合格耐磨性，g0.500.30合格尺寸變化率，%-0.15+0.15-0.04合格抗沖擊性無開裂或脫離底板無開裂或脫離底板合格24h抗壓強度，MPa6.06.9合格24h抗折強度，MPa2.035.8合格28d抗壓強度，MPa4047合格28d抗折強度，MPa1013合格檢驗結(jié)論本樣品以上檢驗項目合格說明配比為料：水=1:0.19上海市建筑材料科學(xué)研究院檢

18、測站 報告編號：QJ090192水泥基面層自流平砂漿檢驗報告：水泥基面層自流平砂漿檢驗報告： 石膏基墊層自流平砂漿石膏基墊層自流平砂漿檢驗項目，單位性能指標(biāo)檢驗結(jié)果單項判定30min流動度損失，mm 33合格初凝時間，h11小時40分合格終凝時間，h61小時55分合格24h抗折強度，MPa2.54.8合格24h抗壓強度，MPa6.017.8合格絕干抗折強度，MPa7.511.8合格絕干抗壓強度，MPa20.035.2合格絕干粘結(jié)強度，MPa1.01.2合格收縮率，%0.050.02合格檢驗結(jié)論本樣品以上檢驗項目合格說明用水量：0.21%上海市建筑材料科學(xué)研究院檢測站 報告編號：QJ090185石膏基墊層自流平砂漿檢驗報告：石膏基墊層自流平砂漿檢驗報告：l 采用以采用以CACCAC為主的復(fù)合膠凝系統(tǒng)制備的自流平砂漿具有快干、早強、低收縮的特性為主的復(fù)合膠凝系統(tǒng)制備的自流平砂漿具有快干、早強、低收縮的特性其其2828天抗壓強度可達天抗壓強度可達C35C35等級以上，收縮率小于等級以上，收縮率小于0.05%0.05%。骨料的質(zhì)量及其級配對自流平。骨料的質(zhì)量及其級配對自流平砂漿的流變性能、孔隙率和強度有顯著影響，骨料宜選用粒徑在砂漿的流變性能、孔隙率和