高性能水泥基自流平砂浆性能的探讨

杨航

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司

摘要：

本文通过水灰比、外掺剂材料对自流平砂浆流动性、抗压和抗折性能的影响进行分析以及配合比优化，提升高性能水泥基自流平砂浆使用性能。

关键词：水泥基自流平砂浆、高性能、配合比设计

1引言

水泥基自流平砂浆具有优良的性能，在节能降耗、环保及提高建筑物质量等方面都发挥着重要作用。传统水泥基自流平砂浆主要存在流动度衰减快、强度等级低、抗裂性能较差，且价格昂贵。因此，开发具有很好的流动性和工作性，强度高，抗裂性能好的经济型高性能水泥基自流平砂浆具有实际的工程实用价值。本文采取室内试验方法，通过调整配合比设计、掺加甲酸钙、沉珠、纤维和胶粉等外掺剂，探讨高性能水泥基自流平砂浆工作性能和力学性能的变化规律。

2试验原材料与方法

2.1试验原材料

水泥：P·O 42.5 级，巢湖海螺水泥公司生产；

砂： 天然水洗河砂，巢湖生产，40-80目和80-140目复配；

减水剂：西卡540型；

沉珠：河北产；

纤维素醚：赫克力士天普(TP)化工生产的羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)；

可再分散乳胶粉：德国瓦克的RE5011L；

消泡剂：ZJ-D130；水：试验用水为自来水。

2.2试验方法

(1)流动度试验

按照JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》试验方法进。将制备好的试样注入内径30mm±0.1mm，高50mm±0.1mm的金属或塑料空心圆柱体中，将试模按垂直方向提起，4min 后测两个垂直方向的直径，取两个直径的平均值作为砂浆的流动度。

(2)抗压强度、抗折强度试验

按照 GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》试验方法进行。试件成型无需振动。

图1 流动度等试验

3高性能水泥基自流平砂浆性能

本文主要从水灰比、外掺剂材料等对自流平砂浆流动性、抗压和抗折性能的影响进行分析。

3.1矿物外掺料对高性能水泥基自流平砂浆流动性的影响

沉珠是一种全球状、连续粒径分布、超细、实心、粉煤灰沉珠。连续粒径分布、球状可改善砂浆和水泥的流变性，降低粘度，增加密实度。粉煤灰沉珠颗粒大多为玻璃微珠，表面致密光滑，能在水泥颗粒间起到润滑“滚珠轴承”作用，减小水泥颗粒间的相对滑移阻力，增大浆体的流动性。此外，粉煤灰沉珠填充于水泥颗粒间的微集料填充效应对提高浆体的流动性也有利，并可改善浆体的粘聚性，减少泌水离析，提高可操作性。

表1 不同沉珠掺量的水泥基自流平砂浆流动度统计表

项目		沉珠掺量，%
		0	5	10
流动度(mm)	0min	132	145	147
	20min	128	142	140

沉珠可以有效改善水泥基自流平砂浆流动度。随着沉珠掺量的增加，流动度增大，增大呈先快后慢的趋势。沉珠掺量为10%时，相对5%掺量，流动度提高较小。综合经济合理性，沉珠掺量为5%较为合理。

3.2水灰比对高性能水泥基自流平砂浆抗压强度的影响

以水灰比0.35、0.36、0.37、0.38进行试验设计，测试不同水灰比的水泥基自流平砂浆抗压强度如图2。

图2 水泥基自流平砂浆抗压强度随水灰比变化曲线图

由图2可以看出，随着水灰比的增大，水泥基自流平砂浆抗压强度逐渐减小。

3.3甲酸钙对高性能水泥基自流平砂浆抗压强度的影响

甲酸钙是一种白色至浅黄色、可自由流动并具有轻微气味的结晶粉末，为一种成本较低的水泥早强剂，具有促凝作用而在混凝土、水泥浆料应用较多，其掺量对水泥基自流平砂浆抗压强度的影响状况。

图3 水泥基自流平砂浆抗压强度随甲酸钙掺量变化曲线图

由图3可以看出，随着甲酸钙掺量的增大，水泥基自流平砂浆抗压强度呈先增大后减小的变化规律。甲酸钙掺量为3‰时，自流平砂浆抗压强度最大。

3.4高性能水泥基自流平砂浆抗折强度的影响分析

纤维和可再分散乳胶粉是改善水泥基自流平砂浆与混凝土基层的粘接力、耐磨性、柔韧性有效途径，但效果有一定的局限性，试验结果如表2所示。

表2 水泥基自流平砂浆抗折强度试验结果

项目	掺量，%
	PVA(1.0kg/m3)	镀铜微丝，(30kg/m3)	胶粉，1%	胶粉(1%)+PVA纤维(0.5kg/m3)
7d抗折强度，MPa	6.2	5.5	6.6	7.2

在相同配方情况下，掺入适量PVA纤维、镀铜微丝纤维和可再分散乳胶粉在一定程度上改善了自流平砂浆抗折性能，以纤维和胶粉复配方式最佳。

4结论

水灰比、外掺剂材料对自流平砂浆流动性、抗压和抗折性能的有较大影响，合理的配合比设计，可以大大提升高性能水泥基自流平砂浆性能。

参考文献：

1. 李战国,刘娟红,刘全胜.新型地面水泥基自流平材料的研究.[J]石家庄铁道学院学报. 2005(03).

2. 李玉海,找锐球.粉煤灰对自流平砂浆的性能影响.[J]新型建筑材料.2006(10).

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4. 钟世云,马英.聚合物改性自流平水泥砂浆的力学性能.[J]建筑材料学报. 2005. 1.