淺析國(guó)內(nèi)自流平砂漿研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

孫 健 李 靜 胡浩然 王艷麗

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

0 前言

地面作為建筑物的重要組成部分，其質(zhì)量越來(lái)越受到人們關(guān)注。自流平砂漿是一種厚度薄、平整度高、強(qiáng)度理想、耐磨性好的水硬性無(wú)機(jī)復(fù)合地基材料，可用于工業(yè)廠房、民用住宅、商超賣(mài)場(chǎng)、體育場(chǎng)館、物流倉(cāng)儲(chǔ)、地下車(chē)庫(kù)、寫(xiě)字樓、候機(jī)廳、醫(yī)院等的地面鋪設(shè)與精找平，既可直接作清水飾面，又可作為瓷磚、化纖織物、環(huán)氧地坪、PVC地板、各類(lèi)木地板的耐磨基面（如圖1所示）。利用自流平砂漿出色的平整度，確保所鋪設(shè)的飾面層雅致美觀，舒適性和耐久性良好，避免了基面不平導(dǎo)致的飾面層起伏或局部破損，在施工程序文明化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了飾面材選擇的多樣化。自流平砂漿通常以石膏或水泥作為基體，其中石膏基自流平砂漿（即自流平石膏）因更適合作地暖的找平覆蓋層而成為近年的研究應(yīng)用熱點(diǎn)[1]。

圖1 自流平砂漿應(yīng)用效果及地暖用自流平石膏

1 石膏基自流平砂漿（自流平石膏)

自流平石膏是由高強(qiáng)石膏、細(xì)骨料（石英砂）、水泥、減水劑、緩凝劑、激發(fā)劑、消泡劑均勻混合而成的專用于室內(nèi)地面找平的干粉材料，其中石膏一般采用α型、β型半水石膏，或Ⅱ型硬石膏，由純度＞90%的一級(jí)二水石膏經(jīng)650℃～750℃煅燒或蒸壓制得，添加劑皆為常見(jiàn)化工品且用量＜1%[2]。20世紀(jì)60年代，歐洲開(kāi)始采用石膏基地坪材料，而我國(guó)自流平石膏研發(fā)從20世紀(jì)90年代起步，且受限于技術(shù)、成本而進(jìn)展緩慢。事實(shí)上，我國(guó)硬石膏遠(yuǎn)景儲(chǔ)量近300億t、工業(yè)儲(chǔ)量20億t，占已探明石膏總量的42%～60%，居世界前列，但硬石膏結(jié)構(gòu)致密，溶解緩慢，水化活性低，嚴(yán)重制約了其高效利用[3]。近年來(lái)，建材企業(yè)用脫硫石膏、磷石膏等替代硬石膏，研發(fā)石膏基自流平砂漿，大大降低了生產(chǎn)成本，相關(guān)技術(shù)也更加成熟。

采用自流平石膏施工的地面，尺寸準(zhǔn)確、平整度高、舒適有彈性、保溫隔聲，干密度僅1 600 kg/m3，比傳統(tǒng)混凝土輕30%[4]，可有效降低建筑載荷，提高抗震等級(jí)。石膏本身具有微膨脹性和良好熱穩(wěn)定性，相應(yīng)的石膏砂漿體積穩(wěn)定性佳、不易空鼓，也不易產(chǎn)生收縮裂縫。硬化時(shí)間短，4～6 h可上人行走，24 h強(qiáng)度可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以，1～2 d可進(jìn)行飾面層施工。施工厚度（3～80 mm）可根據(jù)地面高差及設(shè)計(jì)強(qiáng)度自由選擇，機(jī)械化泵送，自動(dòng)化澆筑，單機(jī)施工面積可達(dá)2 000 m2/d?；靥钫移揭淮瓮瓿?，無(wú)需后期養(yǎng)護(hù)，尤其適用于地面采暖系統(tǒng)，一次施工即可達(dá)成地暖管覆蓋和地面找平，與需二次找平的水泥基砂漿相比優(yōu)點(diǎn)突出。此外，自流平水泥極易干燥收縮，找平層在長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)受力情況下易遭到破壞，從而影響地暖管、其他管線、飾面層材料的使用壽命，故發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑基本全部采用石膏基自流平砂漿。

我國(guó)每年新增建筑近20億m2，北方地區(qū)基本都實(shí)現(xiàn)了地面采暖，這十分有利于自流平石膏的推廣應(yīng)用。按60%的地面采用自流平石膏、每平方米用量22.5 kg計(jì)算，每年石膏砂漿的需求量為2 700萬(wàn)t，其中高強(qiáng)石膏的需求量為1 458萬(wàn)t(若使用脫硫石膏則為1 750萬(wàn)t)，市場(chǎng)前景廣闊。然而，目前國(guó)內(nèi)自流平石膏年產(chǎn)量?jī)H為1萬(wàn)～2萬(wàn)t，生產(chǎn)商不足十家，且沒(méi)有專門(mén)的施工機(jī)械，成為石膏及石膏制品大類(lèi)中唯一沒(méi)有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品。自流平石膏所用膠凝材料能部分替代水泥，減少二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)工業(yè)固廢綜合利用，與政府已出臺(tái)政策推廣的“石膏干粉砂漿”材料相比，同樣具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2 水泥基自流平砂漿(自流平水泥)

自流平水泥是由普通硅酸鹽水泥 （或高鋁、特種水泥）、高強(qiáng)骨料、超塑化組分（如黏結(jié)劑、界面劑）、有機(jī)改性組分（如活性母料激發(fā)劑）復(fù)合而成的預(yù)拌干粉，使用時(shí)只需添加適量水?dāng)嚢?，便可成為靠重力作用自發(fā)流平，無(wú)須人工抹平的均勻流態(tài)材料。自流平水泥強(qiáng)度高、塑性好、施工簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性佳、風(fēng)格質(zhì)樸簡(jiǎn)約，適用于混凝土地面的精找平，且與當(dāng)前常見(jiàn)的所有飾面材料兼容，廣泛應(yīng)用于民間和商業(yè)建筑[5]。

傳統(tǒng)的地面施工方法是將拌制好的普通水泥砂漿攤鋪、刮平、抹面，在砂漿終凝前，還必須完成三遍壓光等工序[6]。這種多層作業(yè)法效率低，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，硬化后的地面平整度差，易磨損，常出現(xiàn)起砂起皮、空鼓開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響住宅的觀感和使用效果。為克服這些弊端，早在20世紀(jì)中葉，水泥基自流平砂漿已被歐美各國(guó)廣泛使用，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的年產(chǎn)量也已達(dá)到600萬(wàn)t。

根據(jù)適用場(chǎng)合和需求，自流平水泥可分為高強(qiáng)、高強(qiáng)耐磨、纖維增強(qiáng)、快速修補(bǔ)型等，具有下述共同特點(diǎn)：使用簡(jiǎn)便，加適量的水即可形成近似自由流體的漿料，能快速鋪展并精準(zhǔn)找平；預(yù)拌干粉無(wú)毒無(wú)害，質(zhì)量均勻穩(wěn)定，施工現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔；施工速度較傳統(tǒng)人工抹面提高5～10倍，大幅縮短工期，降低人工費(fèi)用；快干快硬，3～4 h即可上人行走，24 h后可開(kāi)放輕型交通；基面層厚度僅為2～5 mm，不增加標(biāo)高，節(jié)省材料，降低成本；抗返潮性佳，能有效保護(hù)飾面層；黏結(jié)性好，耐磨耐久，適用范圍廣。經(jīng)驗(yàn)表明[7]，加固后拉拔強(qiáng)度達(dá)1.0 MPa的地面都可以進(jìn)行自流平水泥施工，如果高差較大或基層坡度明顯，就需要足夠厚度的砂漿進(jìn)行找平（厚度＞8 mm建議分次施工）；地面基層若存在較大裂縫，應(yīng)先剔成“V”形槽然后清理干凈，用自流平水泥和水勾兌成的稠度相當(dāng)于抹灰砂漿的混合物，將“V”形槽填實(shí)、抹平。

3 結(jié)語(yǔ)

自流平石膏在熱穩(wěn)定性、回填找平一次完成方面優(yōu)于自流平水泥，是搭配地暖系統(tǒng)使用的首選材料，市場(chǎng)前景廣闊。此外，石膏部分替代水泥，具有節(jié)能減排的社會(huì)效經(jīng)濟(jì)益。自流平水泥則在克服傳統(tǒng)施工方法弊端、提高效率、解放勞動(dòng)力、技術(shù)成熟、適用范圍廣等方面發(fā)揮著重要作用。自流平砂漿最大的亮點(diǎn)在于其有足夠高的流動(dòng)度，作為流動(dòng)載體的膠凝材料往往用量很大，導(dǎo)致早期的砂漿產(chǎn)品造價(jià)高且易產(chǎn)生裂紋，應(yīng)用受到諸多限制。近十年，我國(guó)砂漿產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，學(xué)者們致力于優(yōu)化原料配比降低成本、同時(shí)提高產(chǎn)品強(qiáng)度和抗裂性能。未來(lái)，在建筑物地面找平、修補(bǔ)、裝飾方面，自流平砂漿必定堪當(dāng)大用。