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石膏基自流平地坪材料的制备与性能研究
李东旭南京工业大学
1国外自流平材料发展史
年，德国Ardex公司发明了自流平。
20世纪70年代，年，德国Maxit公司发明喷泵浇注水泥基自流平材料。
日本研发出石膏基自流平材料。
年，由于石膏基材料较差的耐水，耐酸性，使石膏基自流平材料使用受限。
日本正式研发并推出水泥基自流平产品。
年，在欧洲，自流平材料产品及市场已非常成熟。德国水泥基自流平材料年产量为30万吨。日本自流平市场已较成熟，年产量为25万吨。
至今，由于高洁净度高耐腐蚀的工业地面的要求，有机系自流平材料出现。
2国内自流平材料发展史
20世纪80年代后期，上海建材学院及武汉工业大学成功开发出石膏-水泥-粉煤灰自流平材料与水泥-膨胀剂-粉煤灰自流平材料。
20世纪90年代，国外较先进的水泥基自流平材料技术引入国内。由于自流平施工技术认识的欠缺，并没能大面积推广而形成足够的市场。
21世纪，欧洲水泥基自流平产品大量进入中国，同时欧洲水泥基自流平产品标准引入国内。
年，我国水泥基自流平材料用量已超过15万吨。不同区域发展不均衡，尤其是中西部区域，由于经济与技术相对滞后，人们对自流平的认识还存在不足。
至今，自流平材料市场进入到大发展前的整合与调整阶段。自流平材料在国内市场应用还有待深入，发展前景较好。
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3石膏材料的优点
1、来源丰富，价格低廉
无论是天然石膏还是工业副产石膏，我国均有着丰富的资源。
2、凝结硬化快，早强高
一般来说，半水石膏加水后15min内基本水化，可形成高强度的硬化体。
3、质轻、保温、隔热性好
石膏硬化体表观密度约为kg/m3,导热系数约为0.~0.W/(m·K)，可提高建筑物保温隔热性。
4、膨胀收缩小
石膏微膨胀性可是硬化体表面光滑饱满，干燥时不开裂。
5、良好的耐火性能
石膏属无机材料，具有不燃性。最终水化产物二水硫酸钙，当遇到火情时，可脱出结晶水吸热蒸发形成水蒸气膜，有效阻止或的蔓延。
6、节能效应，循环利用
石膏中主要产品建筑石膏生产不需要高温煅烧。废弃的石膏建材，经破碎、筛选、在煅烧后又可作为生产石膏的原料。
4制备石膏基自流平材料的石膏种类
脱硫石膏：是对含硫燃料(煤、油等)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的化学石膏
磷石膏：是湿法磷酸生产过程中排放的工业废渣，主要成分是二水硫酸钙
氟石膏：是利用萤石和浓硫酸制取氢氟酸后的副产品，主要成分是无水硫酸钙
硬石膏：是一种常含有杂质的硫酸盐，本身的胶凝性很差，一般都要采用活性激发的方法来加速其水化硬化过程的反应速率
5石膏基自流平材料
石膏、骨料and填料、化学外加剂
普通石膏砂浆需人工抹平，耗时耗力，且材料浪费大，质量得不到保证
石膏基自流平砂浆无需人工抹平，能够自动流动成平整表面施工方便，效率高，质量好
6实验方法
普通石膏基自流平砂浆实验流程
石膏基保温自流平材料实验流程
7填料及骨料影响
重钙粉掺量10%时，力学强度较为优异
考虑性能和实验成本，选择石英砂总掺量为30%。
综合上述实验，选择填料骨料的比例如下表
缓凝剂对凝结时间影响
三种缓凝剂缓凝效果：柠檬酸＞SG-10＞酒石酸
缓凝剂对力学强度影响
三种缓凝剂对强度影响作用：酒石酸＜SG-10＜柠檬酸
缓凝剂对微观形貌影响
由短柱状晶体出现了片状和板状晶体，且搭接紧密度下降，这是掺加缓凝剂后强度有所下降的原因。
减水剂对力学强度影响
三种减水剂对力学强度的影响，聚羧酸要优于三聚氰胺和萘系，且减水剂掺量不是越多越好，有一个最佳掺量。
减水剂对微观形貌影响
掺减水剂后，晶体长径比变小，且晶体间搭接变多。这是掺加减水剂后强度和耐水性能增强的原因。
胶粉影响
两种胶粉对比，N在流动度和强度方面要优于N。选择N胶粉，掺量1%。
消泡剂影响
综合上述实验以及成本，选择外加剂的比例如下表
消泡剂的掺加，对流动度影响没有明显规律，强度有微小增大，当掺量为0.5%时，强度和软化系数较为优异。
玻化微珠影响
玻化微珠掺量增多，用水量增多，密度、抗压强度和导热系数降低。过多的玻化微珠导致砂浆出现泌水。
缓凝剂影响
可再分散乳胶粉影响
胶粉的掺加，使密度、用水量均有所增加，这是因为胶粉具有一定的增稠作用，抗压强度和抗折强度超过1.5%时开始下降。
纤维素醚影响
保水剂的掺加，使干密度、抗压强度和导热系数均有所降低，这是因为纤维素醚具有一定的引气作用；水量增加是由保水剂的增稠作用引起的。
硅酸盐水泥影响
硅酸盐水泥的掺加，在一定程度上增加了抗压强度，但同时导致其密度和导热系数增大。
石膏基保温自流平砂浆性能
9结论
石膏基自流平材料的最佳配比为：半水石膏:重钙:粗砂:细砂:石膏缓凝剂:聚羧酸减水剂:N胶粉:P消泡剂:保水剂＝60:10:10:20:0.15:0.7:1:0.5:0.03。
在石膏基自流平材料中掺加硅酸盐水泥和铝酸盐水泥都会提高流动度和减少30min流动度经时损失，缩短凝结时间。当硅酸盐水泥掺量为8%时，力学性能和耐水性能达到最优。当铝酸盐水泥掺量达到13%时，28d抗折强度和耐水性能出现最低点。
水泥掺量为8%，或者生石灰掺量为10%提供的碱性环境下，石膏与矿渣、粉煤灰质量比分别为6:4与7:3时，力学强度和耐水性能达到最佳。
玻化微珠掺量增多，用水量增多，密度、抗压强度和导热系数降低；缓凝剂掺量增多，凝结时间延长，密度变化不大、抗压强度和抗折强度降低；胶粉的掺加，使密度、用水量均有所增加，这是因为胶粉具有一定的增稠作用，抗压强度和抗折强度超过1.5%时开始下降；保水剂的掺加，使干密度、抗压强度和导热系数均有所降低，这是因为纤维素醚具有一定的引气作用；水量增加是由保水剂的增稠作用引起的；硅酸盐水泥掺加9%，在一定程度上增加了抗压强度，但同时导致导热系数增大。
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