外加劑對水泥基自流平材料泌水現象和性能的影響

王坤 黃凱 蔡永岳

（1 廣州秀珀化工涂料有限公司；2 華南理工大學材料科學與工程學院）

自二十世紀八十年代以來，水泥基自流平材料因其質量穩定、用途廣泛、便于施工等特點，在市場上得到迅速發展[1]。然而另一方面傳統水泥材料會出現的問題也會出現在水泥基自流平體系中。泌水現象就是水泥基自流平材料會出現的常見問題，會導致材料力學性能下降，固化表面出現起砂現象等缺陷[2-3]。針對泌水現象，一般采用的解決方法為引入外加劑以保持混凝土的穩定性[4]。本試驗通過調整減水劑的種類用量和纖維素醚的摻量，研究二者對泌水現象以及水泥基自流平體系性能的影響。

1 試驗與測試

1.1 原材料

⑴硅酸鹽水泥：P·O42.5 普硅水泥，上海海螺水泥有限公司；

⑵石膏：半水石膏，東莞市永光石膏有限公司；

⑶砂：河砂，細度50～100 目；

⑷減水劑：興邦PC-1021（聚羧酸型），興邦SM（密胺型），蘇州市興邦化學建材有限公司；

⑸酒石酸：粉末型L+酒石酸，安徽艾博生物科技有限公司；

⑹纖維素醚：瑞泰HPMC-400，山東泰安瑞泰纖維素有限公司；

⑺消泡劑：興邦A-406，蘇州市興邦化學建材有限公司；

⑻填料：重鈣粉400 目，中山源田非金屬礦業有限公司；

⑼膠粉：瓦克5010N，德國瓦克。

1.2 水泥基自流平砂漿的制備

根據文獻資料[4,5]，以及前期實驗篩選工作，保持基本配方為：硅酸鹽水泥320g，半水石膏80g，砂400g，膠粉30g，酒石酸1.2g，消泡劑1g，重鈣粉165g。水料比固定為0.22，分別調整減水劑和纖維素醚的種類摻量，具體試樣配比如表1 所示，其中AB 組纖維素醚摻量固定為0.5g，C 組PC-1021 摻量固定為2.0g。

表1 不同減水劑和纖維素醚摻量配比(g)

1.3 水泥基自流平樣品性能的測試

按照建材行業標準JC/T985-2017《地面用水泥基自流平砂漿》進行砂漿拌和和制樣，分別對制備的水泥基自流平材料的流動度、24h、7d、28d 抗壓、抗折強度進行測試，同時觀察水泥基自流平材料制樣板時是否出現泌水、起砂現象。

2 結果與討論

加入不同種類和摻量的減水劑以及纖維素醚后，水泥基自流平材料性能測試結果如表2 所示。

表2 不同種類和摻量的減水劑和纖維素醚對水泥基自流平材料性能的影響

2.1 減水劑種類及摻量對水泥基自流平砂漿性能及泌水現象的影響

PC-1021 減水劑和SM 減水劑對流動度的影響如圖1 所示，可以看出聚羧酸型減水劑對提高漿體流動性的作用更好，摻量為3g 時流動度可達153mm，而密胺型減水劑sm 在摻量為4.0g 時流動度為142mm。

圖1 不同減水劑不同摻量對水泥基自流平砂漿流動度的影響

由于減水劑會使體系中的水泥絮狀體釋放更多的自由水，因此當加入的減水劑量過多時，體系會出現泌水現象。減水效率更高的聚羧酸型減水劑在較低的摻量（2.5g）時就出現了泌水現象，而密胺型減水劑則在摻量為4.0g 時才出現泌水現象。

減水劑摻量對水泥基自流平材料抗壓、抗折強度的影響如圖2～圖5 所示。

分析圖2～圖5 可知，隨著減水劑摻量的提高，水泥體系的分散性得到提高，從而使得固化產物的強度得到提高，但加入的減水劑過量時，泌水現象的出現導致體系的強度有所下降。

圖2 PC- 1021 減水劑摻量對抗壓強度的影響

圖3 PC- 1021 減水劑摻量對抗折強度的影響

圖4 SM 減水劑摻量對抗壓強度的影響

圖5 SM 減水劑摻量對抗折強度的影響

2.2 纖維素醚摻量對水泥基自流平砂漿性能及泌水現象的影響

纖維素醚摻量對水泥基自流平砂漿流動度的影響如圖6 所示。

圖6 纖維素醚摻量對流動度的影響

從圖6 可以看出，纖維素醚的引入會導致流動度有所下降，但適量加入纖維素醚可以在不損失過多流動度的同時避免出現泌水現象。

從圖7 和圖8 可以看出，當水泥基自流平體系中引入適量的纖維素醚時，隨著泌水現象得到抑制，體系的固化強度也有所提高。當加入纖維素醚的量過高時，體系的固化強度也隨之降低。

圖7 纖維素醚摻量對抗壓強度的影響

圖8 纖維素醚摻量對抗折強度的影響

3 結論

減水劑與纖維素醚的種類和摻量都會對水泥基自流平體系的泌水現象產生一定影響，并進一步影響體系的流動性和力學性能；對于水泥分散體系，聚羧酸型減水劑比密胺型減水劑有著更強的分散性能，但也更容易導致泌水現象的出現；纖維素醚的引入有助于抑制泌水現象，但另一方面也會對體系的固化強度產生負面影響。因此在制備水泥基自流平體系時，需要綜合考慮減水劑和纖維素醚的種類和摻量，才可以得到綜合性能穩定優異的水泥自流平材料。