淺析國內自流平砂漿研究及應用現狀

孫 健 李 靜 胡浩然 王艷麗

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

0 前言

地面作為建筑物的重要組成部分，其質量越來越受到人們關注。自流平砂漿是一種厚度薄、平整度高、強度理想、耐磨性好的水硬性無機復合地基材料，可用于工業廠房、民用住宅、商超賣場、體育場館、物流倉儲、地下車庫、寫字樓、候機廳、醫院等的地面鋪設與精找平，既可直接作清水飾面，又可作為瓷磚、化纖織物、環氧地坪、PVC地板、各類木地板的耐磨基面（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，避免了基面不平導致的飾面層起伏或局部破損，在施工程序文明化的同時，實現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用熱點[1]。

圖1 自流平砂漿應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石膏、細骨料（石英砂）、水泥、減水劑、緩凝劑、激發劑、消泡劑均勻混合而成的專用于室內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%的一級二水石膏經650℃～750℃煅燒或蒸壓制得，添加劑皆為常見化工品且用量＜1%[2]。20世紀60年代，歐洲開始采用石膏基地坪材料，而我國自流平石膏研發從20世紀90年代起步，且受限于技術、成本而進展緩慢。事實上，我國硬石膏遠景儲量近300億t、工業儲量20億t，占已探明石膏總量的42%～60%，居世界前列，但硬石膏結構致密，溶解緩慢，水化活性低，嚴重制約了其高效利用[3]。近年來，建材企業用脫硫石膏、磷石膏等替代硬石膏，研發石膏基自流平砂漿，大大降低了生產成本，相關技術也更加成熟。

采用自流平石膏施工的地面，尺寸準確、平整度高、舒適有彈性、保溫隔聲，干密度僅1 600 kg/m3，比傳統混凝土輕30%[4]，可有效降低建筑載荷，提高抗震等級。石膏本身具有微膨脹性和良好熱穩定性，相應的石膏砂漿體積穩定性佳、不易空鼓，也不易產生收縮裂縫。硬化時間短，4～6 h可上人行走，24 h強度可達設計強度90%以，1～2 d可進行飾面層施工。施工厚度（3～80 mm）可根據地面高差及設計強度自由選擇，機械化泵送，自動化澆筑，單機施工面積可達2 000 m2/d?；靥钫移揭淮瓮瓿?，無需后期養護，尤其適用于地面采暖系統，一次施工即可達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點突出。此外，自流平水泥極易干燥收縮，找平層在長期動態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，故發達國家的建筑基本全部采用石膏基自流平砂漿。

我國每年新增建筑近20億m2，北方地區基本都實現了地面采暖，這十分有利于自流平石膏的推廣應用。按60%的地面采用自流平石膏、每平方米用量22.5 kg計算，每年石膏砂漿的需求量為2 700萬t，其中高強石膏的需求量為1 458萬t(若使用脫硫石膏則為1 750萬t)，市場前景廣闊。然而，目前國內自流平石膏年產量僅為1萬～2萬t，生產商不足十家，且沒有專門的施工機械，成為石膏及石膏制品大類中唯一沒有大規模產業化的產品。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，實現工業固廢綜合利用，與政府已出臺政策推廣的“石膏干粉砂漿”材料相比，同樣具有顯著的社會經濟效益。

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）、高強骨料、超塑化組分（如黏結劑、界面劑）、有機改性組分（如活性母料激發劑）復合而成的預拌干粉，使用時只需添加適量水攪拌，便可成為靠重力作用自發流平，無須人工抹平的均勻流態材料。自流平水泥強度高、塑性好、施工簡便、穩定性佳、風格質樸簡約，適用于混凝土地面的精找平，且與當前常見的所有飾面材料兼容，廣泛應用于民間和商業建筑[5]。

傳統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]。這種多層作業法效率低，材料浪費嚴重，硬化后的地面平整度差，易磨損，常出現起砂起皮、空鼓開裂等質量問題，嚴重影響住宅的觀感和使用效果。為克服這些弊端，早在20世紀中葉，水泥基自流平砂漿已被歐美各國廣泛使用，現今國內的年產量也已達到600萬t。

根據適用場合和需求，自流平水泥可分為高強、高強耐磨、纖維增強、快速修補型等，具有下述共同特點：使用簡便，加適量的水即可形成近似自由流體的漿料，能快速鋪展并精準找平；預拌干粉無毒無害，質量均勻穩定，施工現場干凈整潔；施工速度較傳統人工抹面提高5～10倍，大幅縮短工期，降低人工費用；快干快硬，3～4 h即可上人行走，24 h后可開放輕型交通；基面層厚度僅為2～5 mm，不增加標高，節省材料，降低成本；抗返潮性佳，能有效保護飾面層；黏結性好，耐磨耐久，適用范圍廣。經驗表明[7]，加固后拉拔強度達1.0 MPa的地面都可以進行自流平水泥施工，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于抹灰砂漿的混合物，將“V”形槽填實、抹平。

3 結語

自流平石膏在熱穩定性、回填找平一次完成方面優于自流平水泥，是搭配地暖系統使用的首選材料，市場前景廣闊。此外，石膏部分替代水泥，具有節能減排的社會效經濟益。自流平水泥則在克服傳統施工方法弊端、提高效率、解放勞動力、技術成熟、適用范圍廣等方面發揮著重要作用。自流平砂漿最大的亮點在于其有足夠高的流動度，作為流動載體的膠凝材料往往用量很大，導致早期的砂漿產品造價高且易產生裂紋，應用受到諸多限制。近十年，我國砂漿產業發展迅速，學者們致力于優化原料配比降低成本、同時提高產品強度和抗裂性能。未來，在建筑物地面找平、修補、裝飾方面，自流平砂漿必定堪當大用。