外加剂对水泥基自流平材料泌水现象和性能的影响

王坤 黄凯 蔡永岳

（1 广州秀珀化工涂料有限公司；2 华南理工大学材料科学与工程学院）

自二十世纪八十年代以来，水泥基自流平材料因其质量稳定、用途广泛、便于施工等特点，在市场上得到迅速发展[1]。然而另一方面传统水泥材料会出现的问题也会出现在水泥基自流平体系中。泌水现象就是水泥基自流平材料会出现的常见问题，会导致材料力学性能下降，固化表面出现起砂现象等缺陷[2-3]。针对泌水现象，一般采用的解决方法为引入外加剂以保持混凝土的稳定性[4]。本试验通过调整减水剂的种类用量和纤维素醚的掺量，研究二者对泌水现象以及水泥基自流平体系性能的影响。

1 试验与测试

1.1 原材料

⑴硅酸盐水泥：P·O42.5 普硅水泥，上海海螺水泥有限公司；

⑵石膏：半水石膏，东莞市永光石膏有限公司；

⑶砂：河砂，细度50～100 目；

⑷减水剂：兴邦PC-1021（聚羧酸型），兴邦SM（密胺型），苏州市兴邦化学建材有限公司；

⑸酒石酸：粉末型L+酒石酸，安徽艾博生物科技有限公司；

⑹纤维素醚：瑞泰HPMC-400，山东泰安瑞泰纤维素有限公司；

⑺消泡剂：兴邦A-406，苏州市兴邦化学建材有限公司；

⑻填料：重钙粉400 目，中山源田非金属矿业有限公司；

⑼胶粉：瓦克5010N，德国瓦克。

1.2 水泥基自流平砂浆的制备

根据文献资料[4,5]，以及前期实验筛选工作，保持基本配方为：硅酸盐水泥320g，半水石膏80g，砂400g，胶粉30g，酒石酸1.2g，消泡剂1g，重钙粉165g。水料比固定为0.22，分别调整减水剂和纤维素醚的种类掺量，具体试样配比如表1 所示，其中AB 组纤维素醚掺量固定为0.5g，C 组PC-1021 掺量固定为2.0g。

表1 不同减水剂和纤维素醚掺量配比(g)

1.3 水泥基自流平样品性能的测试

按照建材行业标准JC/T985-2017《地面用水泥基自流平砂浆》进行砂浆拌和和制样，分别对制备的水泥基自流平材料的流动度、24h、7d、28d 抗压、抗折强度进行测试，同时观察水泥基自流平材料制样板时是否出现泌水、起砂现象。

2 结果与讨论

加入不同种类和掺量的减水剂以及纤维素醚后，水泥基自流平材料性能测试结果如表2 所示。

表2 不同种类和掺量的减水剂和纤维素醚对水泥基自流平材料性能的影响

2.1 减水剂种类及掺量对水泥基自流平砂浆性能及泌水现象的影响

PC-1021 减水剂和SM 减水剂对流动度的影响如图1 所示，可以看出聚羧酸型减水剂对提高浆体流动性的作用更好，掺量为3g 时流动度可达153mm，而密胺型减水剂sm 在掺量为4.0g 时流动度为142mm。

图1 不同减水剂不同掺量对水泥基自流平砂浆流动度的影响

由于减水剂会使体系中的水泥絮状体释放更多的自由水，因此当加入的减水剂量过多时，体系会出现泌水现象。减水效率更高的聚羧酸型减水剂在较低的掺量（2.5g）时就出现了泌水现象，而密胺型减水剂则在掺量为4.0g 时才出现泌水现象。

减水剂掺量对水泥基自流平材料抗压、抗折强度的影响如图2～图5 所示。

分析图2～图5 可知，随着减水剂掺量的提高，水泥体系的分散性得到提高，从而使得固化产物的强度得到提高，但加入的减水剂过量时，泌水现象的出现导致体系的强度有所下降。

图2 PC- 1021 减水剂掺量对抗压强度的影响

图3 PC- 1021 减水剂掺量对抗折强度的影响

图4 SM 减水剂掺量对抗压强度的影响

图5 SM 减水剂掺量对抗折强度的影响

2.2 纤维素醚掺量对水泥基自流平砂浆性能及泌水现象的影响

纤维素醚掺量对水泥基自流平砂浆流动度的影响如图6 所示。

图6 纤维素醚掺量对流动度的影响

从图6 可以看出，纤维素醚的引入会导致流动度有所下降，但适量加入纤维素醚可以在不损失过多流动度的同时避免出现泌水现象。

从图7 和图8 可以看出，当水泥基自流平体系中引入适量的纤维素醚时，随着泌水现象得到抑制，体系的固化强度也有所提高。当加入纤维素醚的量过高时，体系的固化强度也随之降低。

图7 纤维素醚掺量对抗压强度的影响

图8 纤维素醚掺量对抗折强度的影响

3 结论

减水剂与纤维素醚的种类和掺量都会对水泥基自流平体系的泌水现象产生一定影响，并进一步影响体系的流动性和力学性能；对于水泥分散体系，聚羧酸型减水剂比密胺型减水剂有着更强的分散性能，但也更容易导致泌水现象的出现；纤维素醚的引入有助于抑制泌水现象，但另一方面也会对体系的固化强度产生负面影响。因此在制备水泥基自流平体系时，需要综合考虑减水剂和纤维素醚的种类和掺量，才可以得到综合性能稳定优异的水泥自流平材料。