细骨料和减水剂对石膏基自流平砂浆性能影响研究

细骨料和减水剂对石膏基自流平砂浆性能影响研究

吕文平

山东汉诺宝嘉节能科技股份有限公司 山东省济南市 250101

摘要：近年来，石膏砂浆生产企业如雨后春笋般发展起来。一个中等城市，有几十家石膏砂浆企业，但企业规模大小不等，技术力量参差不齐，砂浆质量存在较多隐患。同时，石膏砂浆市场无序竞争，砂浆价格不断下降，石膏砂浆行业前景堪忧。采用氟石膏与α型半水石膏组成复合型石膏胶凝材料进行石膏基地面自流平砂浆开发，不仅可以拓宽氟石膏的资源化综合利用途径，还能与建材行业推广的“石膏干粉砂浆”具有同样节能减排的社会和经济效益。

关键词：氟石膏；自流平砂浆；细骨料；聚羧酸减水剂

引言

随国家节能减排政策的实施和推进，人们越来越重视建筑节能，保温材料在建筑工程中应用是推行建筑节能的有效举措之一，轻质抹灰石膏砂浆便是一种隔热保温材料。近年机喷型石膏砂浆成为研究和应用的热点，本文在利用鸿山热电厂的脱硫石膏制备的石膏基抹灰砂浆的基础上，初步研究掺入玻化微珠后石膏基抹灰砂浆的性能变化，探讨轻质抹灰石膏砂浆或保温层抹灰石膏砂浆的研制，拓展脱硫石膏资源化利用的技术途径。

1实验

1.1原材料

（1）氟石膏：河北平泉产，将氟石膏进行固氟脱酸[3-5]改性处理后使其具有胶凝性能。改性氟石膏呈粉状，主要技术性能见表1。

1.2轻质抹灰石膏砂浆的导热系数

分别取玻化微珠掺量为0%的石膏抹灰砂浆和掺量14%的轻质抹灰石膏砂浆制备试件，测试其导热系数，常温25℃下，导热系数分别为0.78kg/m3、0.17kg/m3，均比水泥砂浆0.93kg/m3导热系数小，尤其轻质抹灰石膏砂浆导热系数仅为水泥砂浆的18%，可以起到一定的隔热保温作用，降低建筑物的能耗。导热系数测试结果说明，具有闭气孔的玻化微珠作为骨料，适量掺入可显著降低砂浆的导热系数，为优良隔热保温材料；石膏基抹灰砂浆导热系数低于水泥砂浆，是由于石膏基抹灰砂浆采用建筑石膏作为胶凝材料。

1.3外加剂

选用3种聚羧酸减水剂，F5为黄色粉末，密度300~600kg/m3，干燥损失≤2.0%；S1为灰白色或淡橙色粉末，含水率≤3.0%；S2为灰白色或淡橙色粉末，含水率≤3.0%，三者减水率均大于25%；保水剂为纤维素醚（HPMC），其黏度为400mPa·s；流平调凝剂为自制有机高分子类材料。水：自来水，符合JGJ63—2006《混凝土用水标准》。

2测试方法

石膏基抹灰砂浆体积密度、抗压强度和拉伸粘结强度按GB/T28627—2012《抹灰石膏》[2]进行试件制备、性能指标的测试。石膏基抹灰砂浆、轻质抹灰石膏砂浆的导热系数按GB/T10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》[3]规定测试。

3结果与讨论

3.1细骨料对自流平砂浆性能的影响（见表5）

从表3和表5可以看出，碳酸钙砂Ⅱ中细砂所占比例最

大，由碳酸钙砂Ⅱ制备的3#自流平砂浆用水量也最大。这是因为掺入细颗粒越多，自流平砂浆结构越密实，为达到一定的流动性，会增大自流平砂浆的用水量。2#和3#自流平砂浆的凝结时间接近，且相对于1#自流平砂浆凝结时间有所缩短。这是因为碳酸钙砂中含有较细颗粒，吸水性大，保水性强，能够减少自流平砂浆塑性阶段水分的散失，使得凝结时间缩短。

3.2玻化微珠掺量对石膏基抹灰砂浆性能的影响

掺入不同比例玻化微珠后，石膏基抹灰砂浆的体积密度、抗压强度和拉伸粘结强度测试结果见表2。从表2的数据可看出，随玻化微珠掺量增加，石膏基抹灰砂浆体积密度、抗压强度和拉伸粘结强度随之减小；当玻化微珠掺量达到10%时，砂浆中未含细砂，体积密度、抗压强度和拉伸粘结强度下降得更多，石膏基抹灰砂浆体积密度小于1000kg/m3，符合轻质抹灰石膏砂浆的要求；随玻化微珠掺入量继续增加，石膏基抹灰砂浆体积密度继续下降，但幅度有所减缓，当玻化微珠掺量达到16%时，石膏基砂浆抗压强度接近2.5MPa，而拉伸粘结强度小于0.3MPa，不符合标准GB/T28627—2012[2]中轻质抹灰石膏砂浆的要求，综合评价轻质抹灰石膏砂浆配方，玻化微珠掺量在10%～14%，可制得符合标准[1]要求的轻质抹灰石膏砂浆。

4自流平石膏的优势

（1）建筑物室内地面找平传统的做法先在楼板上做垫层，（一般为石灰-炉渣夯实或混凝土垫层），再用水泥砂浆找平，然后再做面层。用自流平石膏则可直接在垫层上浇灌出找平层，待其硬化后，用户就可根据自己的意愿在石膏找平层上做饰面层。（2）自流平石膏施工尺寸准确、平整度好、不空鼓、不开裂、浇灌24h后可在上面作业。（3）自流平石膏工作效率高可采用机械化施工，日铺地面可达800~1000m2，用这种方法可做出无缝大面积地面。

5讨论

从图2还可以看出，当F5掺量为0.25%时，自流平砂浆的绝干抗压强度达到最高，这是因为自流平砂浆要达到规定的流动度时，增加减水剂掺量会使需水量减少，从而使复合型石膏对减水剂的吸附作用达到最佳；若继续增加减水剂的掺量，复合型石膏对减水剂的吸附量就不再增大，致使浆体内部产生大量气孔，自流平砂浆的抗压强度降低[11]。综合分析，优化后的自流平砂浆配合比为：m（复合型石膏）∶m（石英砂）∶m（S1聚羧酸减水剂）=80∶20∶0.2，制备的自流平砂浆30min流动度增大5mm，24h抗折和抗压强度分别为3.3、9.7MPa，绝干抗折和抗压强度分别为10.6、27.6MPa，符合JC/T1023—2007的要求，从而可以实现固废产物氟石膏的资源化利用。

石膏基砂浆与水泥基砂浆相比，具有透气、隔音、环保、固废利用等诸多优点，有较好的发展空间。特别是近年来，国家不少技术机构加大了对石膏及其制品的深入研究和应用，石膏砂浆的品种和应用也越来越广泛，满足了建筑工程的不同需求，如石膏自流平砂浆、加气石膏自流平砂浆。泰安市2020年新上该产品生产线3条，目前该产品在山东市场推广较好，正逐步向全国推广。石膏自流平的优点很多：政府鼓励使用固废材料、施工速度快、不空鼓、不开裂、对地暖盘管的腐蚀性小。这些优势使石膏自流平砂浆迅速被大家接受，很多建筑项目之前设计用细石混凝土回填，后来变更为使用石膏自流平，可以看出建筑市场对石膏自流平产品的青睐。

结束语

石膏砂浆是近年来散装水泥绿色产业关注、热议和推广的特种砂浆。它的出现和应用弥补了水泥基砂浆某些性能的不足，丰富了预拌砂浆的技术和品种，极大促进了脱硫石膏、磷石膏等固废的利用，保护环境，节约资源，为推动散装水泥绿色产业高质量发展、促进流通领域节能减排作出了积极贡献。但由于石膏砂浆企业的迅猛发展，造成生产能力过剩。同时，市场的无序竞争，导致石膏砂浆的价格不断下降，砂浆质量存在较大隐患。只有做到科学精准的配方、严格的生产管理、维持良好的市场秩序，才能降低石膏砂浆的生产成本，保证产品质量，推动建筑工业化进程。

参考文献

[1]李逸晨.石膏行业的发展现状及趋势[J].硫酸工业,2019(11):1-7+13.

[2]宋涛,杨杰,赵松海,尚海涛,白超超.石膏基自流平砂浆耐磨性能研究[J].材料导报,2019,33(S2):239-241.

[3]于南树,相利学,刘永秀,胡兆平.基于α-石膏法磷酸工艺的磷石膏应用技术[J].磷肥与复肥,2019,34(07):38-40.

[4]黄天勇,章银祥,陈旭峰.石膏掺量对三元胶凝体系水泥基自流平砂浆的影响[J].硅酸盐通报,2019,38(06):1738-1742.

[5]张宁,孙振平,李扣兰.多元胶凝体系自流平砂浆钙矾石生成控制及机理[J].新型建筑材料,2019,46(01):13-16.