石膏基自流平砂浆流动性研究与应用_逄鲁峰.pdf
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1、石膏基自流平砂浆流动性研究与应用逄鲁峰1,贾广贺1,*,孙立刚2(1.山东建筑大学 土木工程学院,山东 济南250100;2.国网山东省电力公司淄博供电公司,山东淄博255000)摘要:研究了石膏浆液pH值、纤维素醚类型、胶凝材料体系、石膏缓凝剂对石膏基自流平砂浆流动性的影响。结果表明:与以上其他影响因素相比,浆液pH值对石膏基自流平砂浆流动性的影响最大;提高石膏缓凝剂用量,在增加流动度的同时也增加了砂浆泌水、沉降程度;以石膏为主要胶凝材料的自流平砂浆中,掺入粉煤灰、矿粉及普通硅酸盐水泥均能提高流动性;缓溶型纤维素醚更适用于石膏基自流平砂浆。配合比优化后的石膏基自流平砂浆流动度高、稳定性好,满
2、足相关标准要求,有效改善了石膏基自流平砂浆目前存在的流动性缺陷问题。关键词:石膏基自流平砂浆;流动性;料浆pH值;泌水;纤维素醚中图分类号:TQ177.3文献标识码:Adoi:10.19761/j.1000-4637.2023.07.031.05Study and application of fluidity of gypsum based self-leveling mortarPANG Lufeng1,JIA Guanghe1,*,SUN Ligang2(1.School of Civil Engineering,Shandong Jianzhu University,Jinan 250
3、100,China;2.State Grid Shandong Electric PowerCompany Zibo Power Supply Company,Zibo 255000,China)Abstract:The effects of pH value of gypsum slurry,cellulose ether type,cementitious material system and gypsumretarder on the fluidity of gypsum based self-leveling mortar were studied by single factor
4、variable test.The results showthat compared with other influencing factors mentioned above,the pH value of gypsum slurry has the greatest influence onthe fluidity of gypsum based self-leveling mortar.The increase of the dosage of gypsum retarder can increase the fluidityand the degree of mortar blee
5、ding and settlement.In the self-leveling mortar with gypsum as the main cementitiousmaterial,the addition of fly ash,mineral powder and ordinary Portland cement can improve the fluidity.Slow-solublecellulose ether is more suitable for gypsum based self-leveling mortar.The optimized mix proportion of
6、 gypsum based self-leveling mortar has high fluidity and good stability,meeting the requirements of relevant standards,and effectivelyimproving the current liquidity defects of gypsum based self-leveling mortar.Keywords:Gypsum based self-leveling mortar;Fluidity;pH value of slurry;Bleeding;Cellulose
7、 ether0前言石膏基自流平砂浆是以半水石膏为主要胶凝材料,掺入骨料、填料和外加剂改性,与水搅拌后具有较高流动性的室内地面用自流平材料1-3。石膏基自流平砂浆可采用泵送浇注,稍经摊铺压平即可自动找平形成水平度较高的表面4-6,具有施工效率高、表面平整等优点,但同时,也会出现滞后泌水、沉降严重等缺陷,将严重影响工程质量,还会影响石膏基自流平砂浆的后期强度、表面平整度。高流动性是石膏基自流平砂浆的重要指标之一,试验及生产应用的最终目的是为找到高流动性且无泌水、无沉降的最优产品。然而,许多企业在制造石膏基自流平砂浆时仅关注流动度,并没有从研发、施工、后期状态等方面全面把控其性能。目前,对于有砂、无
8、砂型石膏基自流平砂浆、不同种类石膏复配自流平砂浆等的研究较多,而对石膏基自流平砂浆流动性的研究相对较少。本文以-半水石膏为主要胶凝材料,配以骨料、填料及外加剂,并掺入粉煤灰、矿粉、水泥配制石膏基自流平砂浆。通过试验分析纤维素醚、浆液pH值、胶凝材料体系、石膏缓凝剂等对石膏基自流平砂浆流动性的影响,进一步优化配比,制备一种高流动性、高稳定性的石膏基自流平砂浆,并测试优化后石膏基自流平砂浆的性能。1试验概况1.1原材料及配合比水泥:山东山铝PO 42.5级水泥。粉煤灰:滨州级粉煤灰。2023年第7期混 凝 土 与 水 泥 制 品2023 No.77月CHINA CONCRETE AND CEMEN
9、T PRODUCTSJuly31-表1试验基础配合比Table 1Test basis mix proportion矿粉:S95级矿粉。石膏:脱硫型-半水石膏。减水剂:石膏用聚羧酸减水剂粉末。膨胀剂:塑性膨胀剂HD-EA。消泡剂:聚醚消泡剂。石膏缓凝剂:蛋白质石膏缓凝剂。纤维素醚:黏度为5.520.0 mPas的缓溶、速溶型羟丙基甲基纤维素醚。氧化钙:工业级,作为pH值调节剂。石英砂:粒径为0.1250.630 mm。水:自来水。石膏基自流平砂浆的基础配合比见表1。-半水石膏水泥粉煤灰石英砂减水剂消泡剂纤维素醚缓凝剂膨胀剂水550401103005.500.120.251.200.25310表
10、2掺不同纤维素醚的石膏基自流平砂浆的性能Table 2Performance of gypsum based self-leveling mortar mixed with different cellulose ethers黏度/(mPas)掺量/g溶解特性初始流动度/mm30 min流动度/mm有无泌水30 min60 min90 min20.020.018.018.010.010.05.55.50.250.250.250.250.250.250.250.25速溶缓溶速溶缓溶速溶缓溶速溶缓溶130137135147140152135145130135132145140152130142有有
11、有无无无无无有有有无有无有无有有有有有无有有g1.2料浆制备及测试方法石膏基自流平砂浆的制备和流动度测试基于JC/T 10232021石膏基自流平砂浆7规定。先称取规定量的水加入搅拌锅内,再将配制的石膏砂浆粉料在30 s内匀速加入搅拌锅,慢速搅拌2 min,制备均匀的料浆。初始流动度测试:将流动度试模水平放置在表面平整光洁、无滴水的测试板中央,将搅好的料浆灌满试模,然后垂直提起试模,让浆料自由流动,待流动停止,测试流动度。30 min流动度测试:将制备好的料浆静置30 min,再用搅拌机慢速搅拌1 min,按初始流动度测试方法测试30 min流动度。泌水、沉降测试:将测试完30 min流动度的
12、料浆均匀倒入400 mm400 mm60 mm石膏基自流平砂浆专用塑料模具中,静置观察。浆液pH值测试:将不同掺量氧化钙石膏基自流平砂浆按照m砂浆m水=110溶于水,搅拌均匀,静置一段时间,用胶头滴管吸取上层清液测试其pH值。强度测试:先将料浆充满在尺寸为40 mm40 mm160 mm的模具中,再用刮刀刮平;在(232)条件下养护24 h后脱模,同时制备两组试件,一组脱模后测试其抗压、抗折强度;另一组试件脱模后移至烘箱,在(402)条件下烘干至恒重,冷却至室温后测试其绝干抗压、抗折强度。2结果与分析2.1纤维素醚对石膏基自流平砂浆流动性的影响掺入纤维素醚一方面可以防止石膏基自流平砂浆基材过多
13、、过快地吸收水分;另一方面可以阻碍水分蒸发,降低流动度损失,并保证自流平砂浆在水化时具有足够的水。本文基于表1,通过调整纤维素醚的种类,研究了掺不同黏度值、不同溶解特性的纤维素醚石膏基自流平砂浆的性能,结果如表2所示。由表2可知,相同溶解特性条件下,当纤维素醚黏度为20.0 mPas时,石膏基自流平砂浆的初始流动度、30 min流动度比纤维素醚黏度为10.0 mPas、5.5 mPas时小,即高黏度纤维素醚降低石膏基自流平砂浆的流动性。与纤维素醚黏度为10.0 mPas相比,纤维素醚黏度为5.5 mPas的石膏基自流平砂浆初始流动度、30 min流动度更低,说明10.0 mPas黏度纤维素醚与
14、石膏基自流平砂浆的适应性更好。黏度相同条件下,缓溶型纤维素醚石膏基自流平砂浆的流动度均大于速溶型纤维素醚石膏基自流平2023年第7期混凝土与水泥制品总第327期32-表3不同浆液pH值对石膏基自流平砂浆性能影响Table 3Effect of different slurry pH values on the performance of gypsum based self-leveling mortar677889910 1011浆液pH值150140130120110100流动度/mm图1不同浆液pH值对石膏基自流平砂浆流动度的影响Figure 1Effect of different s
15、lurry pH values on the fluidity ofgypsum based self-leveling mortar浆液pH值有无泌水抗折强度/MPa抗压强度/MPa30 min60 min90 min24 h绝干24 h绝干6778899101011有无无无有有有无有有有有无有有2.52.52.92.82.67.06.87.77.57.510.911.713.411.113.022.120.725.624.223.7初始流动度30 min流动度表4石膏基自流平砂浆胶凝材料的配合比及性能Table 4Mix proportions and properties of gyps
16、um based self-leveling mortar cementitious materials编号粉煤灰/g水泥/g矿粉/g石膏/g流动度/mm有无泌水抗折强度/MPa抗压强度/MPa初始30 min30 min60 min90 min24 h绝干24 h绝干1234567800901100090110701054040000000007010500630595570550630595610590130132145147140135142145127130145147137130142143有有无无无无无无有有无无有有无无有有有无有有有有2.72.62.52.92.52.62.42.
17、56.77.57.88.06.27.46.56.212.213.813.214.112.012.710.910.522.123.721.226.722.122.920.718.7砂浆。这是因为速溶型纤维素醚在水溶液中的分散速度快,易形成均匀溶液,在搅拌条件下,速溶型纤维素醚的黏度提升慢,无法发挥对石膏基自流平砂浆初期保水、悬浮稳定等作用8-10;缓溶型纤维素醚在水溶液中的溶解速度较慢,但其黏度变化较快,在搅拌条件下,黏度提升迅速,能够更好地发挥其对石膏基自流平砂浆初期保水、悬浮稳定的特性。2.2浆液pH值对石膏基自流平砂浆流动性的影响浆液的酸碱性对石膏基自流平砂浆性能的影响较大,通过掺入氧化钙
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