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地面用高性能水泥基自流平砂浆的配制

来源:重庆大学材料科学与工程学院 作者:吴芳,任增洲,李利 时间:2018-05-08 点击:
导读:通过对水泥基自流平砂浆组成材料对其性能的影响及作用机理的分析,掌握了组成材料的影响特性,开发出了高质量、经济型、快硬性水泥基自流平砂浆。试验结果表明: 研制的水泥基自流平砂浆20min扩展度达145mm,30min扩展度大于130mm;24h抗折、抗压强度达4.4MPa

引言

水泥基自流平砂浆具有良好的流动性及稳定性, 且早期强度高,施工速度快,劳动强度低,是大型超市、停车场和仓库等地面铺筑的理想材料, 也是现代建筑地面施工的一个发展方向,市场潜力很大。

目前国内水泥基自流平砂浆的发展与国外发达国家相比差距较大,主要存在早期强度低、表面灰化、耐磨性不足等问题[2],几乎还不能将自流平砂浆作为地坪的面层,而只能在自流平找平层之上再使用环氧树脂自流平砂浆或其它地面材料作为装饰层。虽然使用环氧树脂自流平砂浆具有流平性好、表面质量高等优点,但它对基材和施工的要求比较高,而且价格昂贵, 因此开发低成本高性能水泥基自流平砂浆具有重要的现实意义。

 

1 试验材料和方法

1.1 试验原材料

水泥: 采用重庆拉法基水泥有限公司生产的P.O42.5R普通硅酸盐水泥和峨嵋山墙华特种水泥有限责任公司生产的R.SAC42.5硫铝酸盐水泥。

矿渣粉(SK):重庆钢铁集团生产的水淬高炉矿渣,经烘干粉磨后使用,4900孔筛余量2.5%。

粉煤灰(FA):重庆华能珞璜电厂生产的Ⅱ级灰,比表面积为2600cm2/g,密度为2.33g/cm3。

砂子:细度模数为1.4左右的山硅石英砂。

外加剂:格雷斯聚羧酸减水剂;赫克力士天普化工生产的纤维素醚(HPMC),B1-MT 4000 PFV; 乳液型有机硅消泡剂;德国瓦克生产的RE5011L可分散乳胶粉。

水:自来水。

 

1.2 试验方法

依据JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》中的规范要求进行试验。

 

2 组成材料对自流平砂浆性能的影响

2.1 硫铝酸盐水泥对自流平砂浆性能的影响

硫铝酸盐水泥掺量对自流平砂浆性能的影响试验结果如表1。从表1中看出,随着硫铝酸盐水泥量的增加,自流平砂浆20min和30min流动性逐渐降低。硫铝酸盐水泥对砂浆早期强度影响大,对后期强度影响小。当未掺硫铝酸盐水泥时,自流平砂浆有泌水沉降现象,砂浆硬化表面浮一层灰白浆,强度极低;当硫铝酸盐水泥掺量增加到10%时,砂浆早期强度提高明显,24h抗折、抗压强度分别提高了2.8MPa和8.1MPa,新拌砂浆沉降现象和砂浆硬化表面起皮、泛白霜情况得到改善;当比例在15%~20%时,自流平砂浆不泌水不离析,流动性好,强度高收缩低,表面平整光滑;当比例超过20%时,自流平砂浆流动性变差,强度降低,试件表面发黄。

 

硫铝酸盐水泥对自流平砂浆性能的影响主要取决于它与硅酸盐水泥的水化进程。当两种水泥的水化进程一致时,形成的水化产物相互搭接,尤其是膨胀性产物(钙矾石)堆积量逐渐增多时,两者的强度叠加达到最高;当两种水泥水化进程不一致时, 两者的水化产物相互制约而破坏, 膨胀性水化产物(钙矾石)堆积量相对减少,强度降低[3]。综合各方面考虑, 硫铝酸盐水泥适宜掺量在15%~20%(占水泥总量)。

 

2.2 砂对自流平砂浆性能的影响

集胶比的大小既关系到自流平砂浆的流动性, 又关系到砂浆本身的收缩性和力学性能。随集胶比的增大,即砂用量的增加, 对减少砂浆收缩起正面作用, 但集胶比增大,水泥含量相对减小,砂浆流动性就会变差。为了能够满足流动性要求,须增加用水量,这样自流平砂浆的强度势必会减小, 因此集胶比应控制一定范围,这样既满足砂浆流动性,又获得较好的力学性。

从表2中看出, 为了满足流动性要求,随着集胶比增大,用水量增加即水灰比增大, 强度逐渐降低, 尤其是早期强度降低更明显。当集胶比达到1.4时, 自流平砂浆的初始流动度达不到160mm, 此时, 观察到自流平砂浆已经有少量泌水,并且强度极低。因此集胶比不能超过1.4。

从自流平砂浆流动性和强度方面考虑, 集胶比为0.8~1.0比较合适,但从减小砂浆收缩及成本考虑,试验最终选择集胶比为1.0。

 

 

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